Cópia de Enzimas

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E�ima�:
●Classe especial de proteínas que realizam catálise;
●FUNÇÃO DAS ENZIMAS:
○ Processa reações que ocorrem espontaneamente em
um intervalo de tempo muito menor;
○ Somos seres biológicos que vivem cerca de 80-90
anos, então precisamos de componentes que
aceleram as modificações entre compostos biológicos
para que haja vida;
○ Capazes de processar moléculas muito estáveis;
■ meia vida de proteína: 400 anos;
■ meia vida de RNA: 4 anos;
■ meia vida de DNA: 140 mil anos.
○ Decomposição da água oxigenada nas
mitocôndrias:
■ peróxido de hidrogênio produzido toda vez que
a cadeia de transporte de elétrons é acionada;
■ é um radical livre muito prejudicial porque
danifica as nossas moléculas como o DNA;
■ necessário um catalisador para que essa
decomposição ocorra o mais rápido possível;
■ PLATINA, catalisador inorgânico:
● para saber se um anel é de platina ou não,
coloque no , se ferver ( sendo𝐻
2
𝑂
2
𝑂
2
liberado), é de platina mesmo.
● acelera a reação em vezes.104
■ CATALASE, enzima orgânica:
● acelera a reação em vezes;108
● 1 molécula, em 1 minuto processa 5
milhões de moléculas de ;𝐻
2
𝑂
2
○ FOSFOGLICOMUTASE:
■ transforme glucose 1-fosfato em glucose
6-fosfato;
■ acelera a reação em vezes;1012
■ sem essa enzima, essa mesma reação
demoraria, hipoteticamente, 317 séculos.
○ Taxa de turnover: quanto uma enzima trabalha por
unidade de tempo (s);
○ Estado de transição: indução da quebra do
substrato
■ enzima induz o estado de transição para que
ocorra a formação do produto;
■ SACARASE - quebra sacarose em glicose e
frutose:
● com a enzima (também chamada de
invertase por ser um açúcar invertido),
esse processo ocorre muito mais rápido;
●CARACTERÍSTICAS DAS ENZIMAS:
○ Enzimas diminuem a energia de ativação
(barreira energética), assim você precisa de muito
menos energia para que a reação ocorra:
■ (em laranja) não é afetada pela enzima.∆𝐺
○ Constante de equilíbrio da enzima não é
afetada:
𝐾𝑒𝑞 = [𝑃]
[𝑆]
■ Keq = 1, reação não acontece;
■ Keq > 1, mais produtos do que reagentes;
■ Keq < 1, mais reagentes do que produtos;
■ enzima participa dos “dois lados” da reação
então ela se anula.
■ se qualquer uma das reações do nosso corpo
entrar em equilíbrio a via metabólica inteira
também entra e você morre (estamos vivos
graças ao desequilíbrio/fluxo energético).
●NOMENCLATURA:
○ Código de 4 números;
○ 1º Classes:
■ oxirredução: transferência de elétrons e
prótons;
■ transferase: transferência de grupos;
■ hidrolase: quebra de moléculas com ;𝐻
2
𝑂
■ liase: quebra ou adição de moléculas;
■ isomerase: tiram de um ponto e levam𝐻
2
𝑂
para outro, mudam o composto na mesma
molécula;
■ ligases: ligação/síntese entre moléculas.
○ 2º De onde está saindo a reação;
○ 3º Qual o meio dessa reação;
○ 4º Para onde está indo essa reação.
●SÍTIO ATIVO:
○ Fenda tridimensional, sítio catalítico onde o substrato
vai entrar;
○ Composto por resíduos polares ou hidrofóbicos;
○ Pode ou não mudar de conformação após a ligação;
○ Formado por resíduos de aminoácidos de qualquer
parte da proteína/enzima, não necessariamente
adjacente;
○ Menor parte da enzima:
■ poucos resíduos são responsáveis pela catálise;
■ restante dos resíduos serve para criar uma
estrutura tridimensional que vai proteger o sítio
ativo.
○ Substratos ligam-se ao sítio por ligações fracas
(pontes de hidrogênio, interações ácido-base);
●MODELOS DE INTERAÇÃO ENZIMA-SUBSTRATO:
○ Enzimas são específicas para os substratos, variando
qual a parte dela que importa para a reação;
○ Algumas enzimas podem precisar de todo o
grupamento e outras de apenas parte do grupo;
○ Álcool desidrogenase:
■ processa o etanol de boa qualidade em
acetaldeído;
■ quando é etanol de má qualidade, processa em
metanol (venenoso e mata rápido), para salvar é
só dar mais álcool para pessoa beber, pois
assim essa enzima vai metabolizar o novo
álcool ingerido (já que apenas a parte “álcool”
da molécula importa para a reação) e não o
metanol;
■ acetaldeído é processado pela aldeído
desidrogenase;
■ formaldeído é processado pela formaldeído
desidrogenase.
○ Modelo chave-fechadura: FISHER, enzima
reconhece parte do grupamento;
○ Modelo Haldane-Pauling: diz que as enzimas são
parecidas com os estados de transição e por isso elas
se conectam e consequentemente ocorre a catálise
(não explica muitas reações);
○ Modelo de Koshland: encaixe induzido,
substrato não é idêntico a enzima, ele é parecido
e depois que se liga nela ele muda de
conformação e o sítio ativo fica idêntico ao
substrato.
○
●GRUPOS PROSTÉTICOS (ou cofatores):
○ Coenzimas: substâncias orgânicas
■ apoenzima (enzima não ativa) liga-se a
coenzima e vira a holoenzima (enzima ativa)
e agora consegue processar o substrato;
■ geralmente são vitaminas do complexo B:
● primeira vitamina: tiamina (B1), fator anti
beribéri (doença que causa muito inchaço
nas pernas e pode ser fatal);
● estudioso em 1912 estava analisando a
doença e descobriu que era causada pela
falta da amina vital (vitamina) B1.
○ Metais:
■ Carboxipeptilase A: enzima proteolítica,
quebra ligações peptídicas pelo
enfraquecimento ácido-base (cargas
negativas atraem os prótons), posiciona o
cofator Zinco que atrai para ele os elétrons e
quebra a ligação.
■ destacado o sítio ativo da carboxipeptidase
A.
●SÍTIO REGULATÓRIO:
○ Ativador:
■ entra molécula efetora e liga no sítio
regulatório;
■ faz a enzima mudar de conformação e altera o
sítio ativo para que o substrato possa fazer a
ligação e reagir;
○ Pode ser ativador ou inibidor;
○ Enzimas com sítio regulatório são enzimas
alostéricas;
○ Alosterismo: processo que tem a participação
dessas enzimas e que são muito importantes nas vias
metabólicas.
●MODELOS DE CATÁLISE:
○ Ácido-base: grupos ionizáveis da cadeia lateral dos
aminoácidos agem como ácidos ou básicos,
participam e modificam os substratos através do
rouba de prótons e elétrons (ex: carboxipeptilase A);
○ Tensão: determinado substrato liga-se no sítio ativo,
enzima força uma mudança conformacional, provoca
o enfraquecimento e rompimento da ligação,
formando os produtos (ex: sacarase);
○ Covalente: ao fazer uma ligação covalente no sítio
ativo da enzima, essas enzimas são as transaminases
criam aminoácidos onde não tem:
■ exame de sangue para determinar função
hepática;
■ criação do glutamato a partir do -cetoglutamatoα
precisa do grupo amina, assim as
transaminases retiram o grupo amino do
aminoácido, colocam nos seus sítios ativos por
ligações covalentes temporárias e depois
transfere o e desfaz a ligação.𝑁𝐻
3
,
●ALTERAÇÕES ENZIMÁTICAS:
○ Analisar sempre um fator por vez;
○ Atividade enzimática é a velocidade: quantidade de
produto formado em um determinado tempo;
○ Enzimas encontram seus substratos aleatoriamente;
○ Temperatura:
■ aumento da temperatura = aumento da agitação
das moléculas, o que facilita o encontro delas;
■ muito aumento da temperatura pode ocasionar a
desnaturação do sítio ativo e/ou da enzima.
○ Concentração da enzima:
■ velocidade aumenta quanto maior for a
quantidade de enzimas;
■ velocidade estabilizada = substrato
disponível acabou.
○ pH:
■ afeta as cargas dos aminoácidos ionizáveis
externos mudando a conformação da
enzima;
■ cada enzima tem o seu pH ótimo, fora dele a
enzima não vai funcionar como deveria;
■ se for uma mudança muito extrema a enzima
pode desnaturar.
○ Inibidores:
■ competitivo: molécula muito parecida com o
substrato se liga no sítio ativo;
■ não competitivo: enzima alostérica possui
sítio regulatório, molécula liga-se nesse sítio,
muda a conformação e o sítio ativo da
enzima e o substrato não consegue se ligar
perfeitamente e a catálise não ocorre.
○ Concentração do substrato:
■ quanto maior a concentração do substrato,
maior a velocidade da reação até certo limite;
■ mais substrato = mais chances de encontro;
■ depois que todas elas estiverem ligadas a
velocidade continua a mesma e não a
velocidade máxima (hipotética);
■ a velocidade das enzimas não é a mesma,
então não é gerado produtos ao mesmo
tempo.