Cinética propriedades da enzima-substrato do sistema: uma base para a imediata compensação de temperatura

Um mínimo em U, perfis de temperatura da constante de dissociação (K(m), tem sido observado experimentalmente com uma variedade de enzima-substrato (E-S) de sistemas. O aumento da afinidade E-S com a queda da temperatura (“modulação térmica positiva da afinidade”), que se opõe à redução induzida pelo frio na velocidade catalítica, tem sido frequentemente interpretado como significativo para compensações de temperatura imediatas e evolutivas e de grande importância na definição de limites térmicos em organismos ectotérmicos. Esse papel foi negado às enzimas das endotérmicas, alegando que seus valores mínimos de K (m) estavam bem abaixo de sua temperatura corporal normal. Evidências são apresentadas neste relatório de que mudanças de afinidade descritas por perfis em forma de U podem simplesmente ser a conseqüência de propriedades cinéticas intrínsecas do sistema E-S. A modelagem teórica é alcançada combinando a expressão clássica para a constante de Michaelis com expressões da teoria do Estado de transição para as três constantes de taxa envolvidas. Ele fornece a forma em U do perfil K(m) vs. T e permite a derivação de uma equação para identificar seu ponto de inversão. A modelagem de V (max) e V (min) (velocidade de reação em condições de saturação do substrato e de diluição, K (m)>>, respectivamente) também está incluída. Uma expressão foi formulada para prever a “temperatura crítica”, T (C), correspondendo à quebra de baixa temperatura nas linhas de Arrhenius. Usando dados K(m) existentes da literatura, relativos a uma variedade de Sistemas E-S, nossa modelagem provou ser altamente satisfatória. Nossos próprios experimentos mostram que a absorção de glicose pelos sinaptossomos cerebrais de ratos pode ser considerada como um caso especial basicamente do mesmo esquema cinético, e que a modulação de temperatura em forma de U de aparente K(m) para conversão de glicose também está em total concordância com nossa modelagem cinética. Esses experimentos indicam que a modulação térmica positiva, embora baseada em propriedades cinéticas intrínsecas do sistema e-s subjacente, também pode ter um papel adaptativo nas endotérmicas, ligada, no entanto, à sua tolerância à hipotermia.

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