12.- La molcula cGMP est ntimamente relacionada con la relajacin de estructuras que estn conformadas por musculatura lisa, y una de esas estructuras son los vasos sanguneos del pene en el hombre. El cGMP promueve entonces la ereccin. Una enzima que podra estar relacionada con la regulacin de este proceso es la PDE5, la cual cataliza la hidrlisis de sta molcula. Se ha estudiado el efecto de diferentes molculas en esta enzima para determinar su relacin con el proceso, y una de ellas presenta el siguiente efecto: [S] (M)V0 (nmol/min) en ausencia de la droga V0 (nmol/min) en presencia de la droga

0.55,52,4

16,73,3

27,75

2.5105,9

3.312,56,7

Al respecto, explique: a) La droga disminuye la actividad de la enzima?, si es as, Qu tipo de inhibicin presenta?. b) Cul es el valor de KM y Vmx en presencia y ausencia de la droga? c) Qu velocidad es esperada cuando [S]=1,25 (uM) en ausencia y presencia de la droga? d) Se espera que la droga sea beneficiosa para la disfuncin erctil? Respuesta:a) Para esto es necesario calcular los valores de Vmax y Km, por lo que se requiere en primera instancias transformar los datos a su forma recproca:xy1y2

1/[S] (M-1)1/V0 (min/nmol) en ausencia de la droga1/V0 (min/nmol) en presencia de la droga

20,1818181820,416666667

10,1492537310,303030303

0,50,129870130,2

0,40,10,169491525

0,303030,080,149253731

Luego con la calculadora, obtenemos la ecuacin de la recta para cada uno, en dnde;

Sin drogaCon droga = 11,8906nmol/min = 8,6207 nmol/min = 0,6219 M = 1,35 M

R: Ahora bien, al comparar los valores obtenidos entre la enzima sin droga y con droga, se puede deducir inicialmente que la droga si afecta la actividad de la enzima PDE5, ya que la Vmax de esta disminuye. Respecto al tipo de inhibicin, es posible descartar claramente la inhibicin de tipo acompetitiva, ya que las pendientes obtenidas entre ambas ecuaciones son distintas. Tambin se puede deducir que la inhibicin mixta no es, ya que la Km no se mantiene constante; por otro lado, s se puede decir que la inhibicin que presenta esta droga frente a la enzima PDE5 es de tipo competitiva, solo porque su Km aumenta, y analticamente, los valores de Vmax entre ambos resultados, son ms cercanos.b) R: Anteriormente al calcular los parmetros enzimticos, podemos decir que cuando la enzima se encuentra en ausencia de esta droga, presenta una Vmax de 11,8906 nmol/min, y una Km de 0,6219 M. En cambio al estar con la presencia de esta droga, presenta una Vmax y un Km de 8,6207 nmol/min y 1,35 M respectivamente.

c) R: Para este caso ocupamos la frmula de Michaelis-Menten y remplazamos los valores de Km y Vmax segn corresponda; en ausencia o presencia de la droga y agregamos la [S] que nos estn dando:

Sin drogaCon droga R: La velocidad esperada para la PDE5 con una concentracin de 1,25 uM aplicada con droga y sin droga es de 7,9402 nMol/min uM y 4,1446 nMol/ min uM respectivamented) R: S, porque la droga al presentar efectos inhibitorios sobre la enzima PED5, estara favoreciendo la formacin de cGMP y por ende disminuira la relajacin de los vasos sanguneos del pene, provocando como respuesta final la ereccin de este. Todo esto se debe a la relacin de los parmetros enzimticos calculados anteriormente, (Km y Vmax) que se ven afectados entre la enzima y la droga; provocando que al aumentar su Km, la afinidad que tendra la PDE5 con la cGMP sea mucho menor, iniciando todos los procesos nombrados anteriormente.Esquema del mecanismo de accin enzimtica de la PED5 sobre la cGMP, de forma inhibida y sin inhibir.PDE5 cGMP cGMPPDE5RelajacinSi hay EreccinRelajacinNo hay Ereccin