CINETICA CHIMICA.

Presentazione sul tema: "CINETICA CHIMICA."— Transcript della presentazione:

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

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10 t1/2 t1/2 = costante

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

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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)

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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’efficienza catalitica di un enzima:

21 EQUAZIONE DI HALDANE

22 INIBIZIONE ENZIMATICA

23 INIBIZIONE COMPETITIVA

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28 INIBIZIONE INCOMPETITIVA

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30 INIBIZIONE MISTA

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32 Vmax/’ KM/’

33 EFFETTO DEL pH

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37 IDROLISI DELL’RNA CATALIZZATA DALL’RNasi

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

49 Se il meccanismo è sequenziale:
(è assente !) (è assente !) (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