Inactivación (desnaturalización) de enzimas

La mayor parte de la literatura sobre cinética de enzimas se dedica a la información sobre la velocidad inicial de reacción y el análisis de la actividad enzimática. Sin embargo, en algunas aplicaciones y configuraciones de proceso, una propiedad crítica es la velocidad a la cual la actividad enzimática declina. Esto es especialmente cierto cuando se considera el uso de enzimas a gran escala en un reactor de flujo continuo.

Las enzimas se pueden inactivar (desnaturalizar) principalmente por envenenamiento, contaminación microbial, sedimentación y desnaturalización química. Esta pérdida de actividad se describe frecuentemente por la ecuación de velocidad de primer orden

1.

Donde c_E es la concentración de la enzima y k_d la constante de inactivación.

La relación entre la actividad enzimática y la temperatura tiene un máximo debido a los efectos de la desnaturalización. Puede asumirse un equilibrio entre la enzima activa y la enzima desnaturalizada (inactiva)

«

2.

Con constante de equilibrio

3.

Con base en las ecuaciones anteriores se tiene que

4.

Donde, c_E0 es la concentración inicial de enzima. La velocidad máxima de reacción del complejo activado está dada por

5.

Donde D H_A es la entalpía de activación. La constante de equilibrio esta dada por

6.

Donde D S⁰_d es la entropía de inactivación. Las ecuaciones 4 a 6 proveen la siguiente relación entre la máxima velocidad de reacción r_max con la temperatura:

7.

Esta ecuación describe el pico máximo de temperatura observado en todas las reacciones con enzimas.