CINETICA CHIMICA

1. CINETICA CHIMICA

2. Cinetica: studio della velocità di una reazione • Scopo della Cinetica: comprendere il meccanismo della • reazione, ovvero la sequenza delle tappe elementari che • compongono una trasformazione chimica La velocità di una reazione ed il modo in cui essa varia in risposta a condizioni diverse sono strettamente correlati al meccanismo della reazione. Per questo, studiando la cinetica di una reazione si possono avere informazioni sul suo meccanismo.

3. Molecolarità di una reazione Unimolecolare Bimolecolare Trimolecolare

4. Ordine di una reazione Primo ordine Secondo ordine Terzo ordine

5. a= ordine rispetto ad A a+b = ordine della reazione

6. Molecolarità e ordine non devono necessariamente coincidere Trimolecolare Secondo ordine

7. Equazione di velocità di primo ordine

8. Pendenza = k k = 2 s-1 k = t-1

10. t1/2 t1/2 = costante

11. Equazione di velocità di secondo ordine k = M-1t-1

13. CINETICA ENZIMATICA

14. 1902 – Adrian Brown dimostrò che quando la concentrazione del saccarosio è molto più alta di quella dell’enzima, la velocità della reazione diventa indipendente da quella del substrato: la velocità è di ORDINE ZERO rispetto al saccarosio Non può essere integrata a meno di assunzioni semplificatrici

15. ASSUNZIONE DI EQUILIBRIO 1913 – Leonor Michaelis e Maude Menten, lavorando su una precedente ipotesi di Victor Henri, assunsero che k-1>>k2, cioè che la prima tappa della reazione potesse raggiungere l’equilibrio.

16. Equazione di Michaelis - Menten

17. ASSUNZIONE DI STATO STAZIONARIO (G.E Briggs e James B.S. Haldane) FASI DI UNA REAZIONE CATALIZZATA DA UN ENZIMA: 1) Fase pre-stazionaria 2) Fase stazionaria (quando la reazione ha raggiunto un equilibrio dinamico)

19. GRAFICO DEI DOPPI RECIPROCI L’equazione di Michaelis – Menten può essere trasformata in una equazione lineare rispetto a 1/v0

20. La costante catalitica di un enzima (kcat) è il numero di cicli catalitici completati nell’unità di tempo. Viene anche chiamata “numero di turnover” di un enzima ed è di fatto una frequenza. Il rapporto kcat/Km (costante di specificità) è una misura dell’efficienzacatalitica di un enzima:

21. EQUAZIONE DI HALDANE

22. INIBIZIONE ENZIMATICA

23. INIBIZIONE COMPETITIVA

28. INIBIZIONE INCOMPETITIVA

30. INIBIZIONE MISTA

32. Vmax/’ KM/’

33. EFFETTO DEL pH

37. IDROLISI DELL’RNA CATALIZZATA DALL’RNasi

39. REAZIONI A DUE SUBSTRATI

40. Le reazioni a due substrati sono quasi sempre reazioni di trasferimento • A + B  P + Q • P-X + B  P + B-X • Il trasferimento può avvenire: • tramite un singolo spostamento:REAZIONI SEQUENZIALI O • A SINGOLO SPOSTAMENTO • tramite un doppio spostamento:REAZIONI PING - PONG O • A DOPPIO SPOSTAMENTO

41. REAZIONI A SINGOLO SPOSTAMENTO (o sequenziali) In questo tipo di reazioni entrambi i substrati devono legarsi all’enzima affinché possa avvenire la reazione 1) Meccanismo casuale 2) Meccanismo ordinato

42. REAZIONI A DOPPIO SPOSTAMENTO (o ping-pong) In questo tipo di reazioni un prodotto viene rilasciato prima che entrambi i substrati si siano legati

43. Bi Bi sequenziale ordinato Bi Bi sequenziale casuale Bi Bi a ping pong

44. Bi Bi a ping pong

45. Bi Bi sequenziale

46. 1) Meccanismo casuale 2) Meccanismo ordinato

47. I meccanismi sequenziale e a ping pong possono essere differenziati mediante studi di scambi isotopici (oltre che mediante studi cinetici) • Esperimento in cui oltre all’enzima è presente solo uno • dei due substrati (A) insieme al primo prodotto rilasciato, • marcato radioattivamente (P*) Se il meccanismo è a ping-pong: (è assente !) (la reazione si blocca qui)

48. (è assente !) E + P-X E-X + P (A) (F) P* + E-X E + P*-X (F) (A*) E A P* Si forma A* !! E P* A*

49. (è assente !) (è assente !) Se il meccanismo è sequenziale: (è assente !) NON SI PUO’ FORMARE A* !!

50. Esempio 1) Saccarosio fosforilasi glucosio-fruttosio + fosfato  glucosio-1-fosfato + fruttosio Esperimento di scambio isotopico: glucosio-fruttosio + fruttosio* glucosio-fruttosio* + fruttosio Il meccanismo è a ping pong 1) Maltosio fosforilasi glucosio-glucosio + fosfato  glucosio-1-fosfato + glucosio Esperimento di scambio isotopico: glucosio-glucosio + glucosio* glucosio-glucosio + glucosio Il meccanismo è sequenziale