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1 PROCESSOS BIOQUÍMICOS E BIOFÍSICOS EM ANIMAIS ÍNDICE: AULA 31/08/2020 ______________________________________________________________________________ 2 AULA 14/09/2020 ______________________________________________________________________________ 2 AULA 21/09/2020 ______________________________________________________________________________ 6 AULA 28/09/2020______________________________________________________________________________ 11 AULA 19/10/2020______________________________________________________________________________ 14 AULA 26/10/2020______________________________________________________________________________ 18 2 31/08/2020 – Aula de apresentação 07/09/2020 – Feriado 14/09/2020 CÉLULA: menor unidade estrutural dos seres vivos. Podemos diferenciar os seres vivos da matéria inerte: As células são capazes de desempenhar suas funções graças a bioquímica e biofísica. O nível de organização dos seres vivos é : 3 As moléculas são formadas por átomos que formam compostos orgânicos e inorgânicos. A Água é um dos principais compostos inorgânicos e é o mais importante para os seres vivos porque: É um solvente universal Está presente em 70% do organismo do ser vivo Participa de quase toda reação química das células Ajuda na organização molecular celular Auxilia no transporte de substâncias Dentre as principais características da água podemos destacar: É formada pela ligação covalente de 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio Sua molécula tem exposto um polo positivo e um polo negativo, ou seja, é uma substância bipolar, atraindo substancias com polo positivo, negativo ou neutro. A bipolaridade confere a ela a capacidade de dissolver diversos tipos de moléculas. Pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido ou gasoso As moléculas podem ser classificadas de acordo com sua interação com a agua: Hidrofílicas: são moléculas com polos carregados eletricamente(positivo, negativo ou neutro). Ou seja, toda molécula com polo carregado vai ser atraída e vai interagir com a água(solúvel ou polar). Traduzindo: se uma molécula X tem polo positivo, ela vai interagir 4 com o polo negativo da molécula de água. Já se a molécula tem o polo negativo, ela vai interagir como o polo positivo da água. Lembrar sempre que : Hidrofóbicas: são moléculas quem não possuem polo, ou seja, não expõe carga elétrica, sendo chamadas de moléculas apolares ou não solúveis, pois não são atraídas ou interagem com a água. Anfipáticas: uma parte da molécula expõe carga elétrica e outra parte não expõe. O polo carregado vai ser atraído pela água e o polo não carregado vai ser repelido. A água está presente tanto no meio intracelular quanto no meio extracelular e sua entrada na célula é controlada pela membrana plasmática. As células são revestidas pela membrana plasmática, que, como dito anteriormente, é responsável pelo controle de entrada e saída de substâncias, devido à sua característica de permeabilidade seletiva. A membrana plasmática possui uma dupla camada fosfolipídica, que permite a interação com a água (porção polar - hidrofílica), mas que não permite sua passagem livremente (porção apolar - hidrofóbica) A organização interna da célula e a presença de suas organelas com suas funções, permitem que a célula mantenha seu equilíbrio (homeostase) As estruturas da célula são: Membrana plasmática: Película delgada e elástica presente em todas as células, que a reveste e a separa do meio. Tem como função: Conter o citoplasma ( proteção) Controlar entrada e saída de substancias (permeabilidade seletiva) Possui proteínas integrais, que atuam na passagem de substancias do meio externo para o interno, ou o oposto, e proteínas periféricas que podem atuar como receptores de membrana, auxiliando no reconhecimento de moléculas , na superfície da célula. Sua estrutura é formada por dupla camada fosfolipídica, proteínas, carboidratos e lipídios (entre eles o colesterol) 5 A membrana tem ainda uma ótima capacidade elástica e capacidade de regeneração. A presença de colesterol permite uma maior rigidez da membrana, pois ele limita a movimentação dos fosfolipídios. (a célula vegetal não tem colesterol na membrana plasmática) Uma outra característica da membrana plasmática é que ela é lipoproteica, o que garante seu papel de barreira seletiva. A célula animal possui ainda uma camada acima da membrana plasmática constituída de carboidratos ligados a proteínas (glicoproteínas) ou a lipídios (glicolipídios) chamada glicocálice ou glicocalix. Essa camada promove proteção mecânica e contra agressões químicas e físicas. Dependendo do tipo de célula ela pode desenvolver outras funções. TRANSPORTE TRANSMEMBRANA O transporte transmembrana ocorre com o auxilio de estruturas existentes na própria célula. Cada estrutura vai auxiliar um tipo de transporte. São elas: Poros ou canais Zona de difusão facilitada Receptores de membrana Operadores de membrana Os tipos de transporte são: PASSIVO: ocorre sem o gasto de energia e pode ser: por diferença de gradiente de concentração ( a favor do gradiente) Difusão simples: a substância passa livremente até atingir o equilíbrio de concentração. a substância passa com o auxilio de uma proteína facilitadora Difusão facilitada: (permease). Ocorre uma seleção da substancia que irá passar pela membrana. ATIVO: ocorre com gasto de energia (ATP), do meio menos concentrado para o mais concentrado, ou seja, contra o gradiente de concentração. 6 DATA 21/09/2020 AQUAPORINAS Alguns cientistas perceberam que o mercúrio, uma substância toxica às células, inibia de alguma forma a permeabilidade de água. Da mesma forma puderam notar que alguns hormônios também podiam interferir nesse mecanismo. Chegou-se a conclusão, então, que havia um grupo de proteínas integrais de membrana que favoreciam o mecanismo de passagem de água ( assim como para outras substancias) pela membrana plasmática ( difusão facilitada), as permeases. No caso da passagem da água, as permeases são denominadas aquaporinas. Suas funções básicas são: Facilitar a passagem de água pela membrana Facilitar a passagem de alguns solutos quando dissolvidos em água (ions) Existem vários tipos de aquaporinas, distribuídas de acordo com a especificidade das células, entre eles: Aquaporina 1 (AQP 1): chamadas também de poro passivo, promove a passagem da água exclusivamente. Ela é passada do MEC para o MIC, dependendo do gradiente de concentração. Aquagliceroporinas: permitem a passagem do glicerol dissolvido em água. Aquaporina 3 (AQP3): permite a passagem de glicerol junto com a água exclusivamente nos eritrócitos. Aquaporina 7 (AQP7): permite a passagem de água mais glicerol para as células do tecido adiposo. Aquaporina 2 (AQP2): presente nas células do túbulo coletor do sistema renal, é regulada pelo ADH (hormônio antidiurético). Esse hormônio induz a inserção da aquaporina na célula, para que a água presente no túbulo coletor não seja eliminada pela urina, e retorne para o organismo (reabsorção água). A insuficiência nesse hormônio pode provocar a perda de liquido do corpo e é frequentemente uma ocorrência de pacientes com Diabetes Insipidus Nefrogênico. TRANSPORTE TRANSMEMBRANA Transporte passivo é o transporte de substâncias através da membrana plasmática, porém sem o gasto de energia da célula. Esse transporte ocorre por meio de DIFUSÃO. Difusão é a passagem de moléculas pela membrana seguindo o gradiente de concentração, ou seja, do meio mais concentrado para o meiomenos concentrado. Pode ser: Difusão simples: ocorre passagem direta de moléculas pelos poros ou canais da membrana, seguindo o gradiente de concentração ( do mais concentrado para o menos concentrado até que haja um equilíbrio), sem gasto de energia. Esses canais são feitos de proteínas, que se mantem fixas, havendo movimentação apenas das moléculas que irão atravessa-los. 7 Difusão facilitada: ocorre a passagem do meio mais concentrado para o menos concentrado com o auxilio das proteínas receptoras e carreadoras ( ptns facilitadoras). As permeases se movimentam a fim de captar as moléculas e puxá-las para o meio menos concentrado. Pode ocorrer também, através dos receptores de membrana, que sinalizam para que haja a abertura dos canais de proteínas ou ativam as proteínas carreadoras de membrana. A passagem de moléculas pelas proteínas integrais ocorre também de forma seletiva, através da exposição de carga elétrica. Se a carga exposta for positiva (+) ela vai atrair moléculas negativas (-), pois polos opostos se atraem, e vai repelir moléculas com carga positiva. O mesmo acontece quando é exposta uma carga negativa, atraindo a molécula com carga positiva, repelindo a de carga negativa. Outra forma de seleção ocorre pela mediação de uma segunda proteína, que vai permitir ou não o transporte de acordo com a quantidade de moléculas já existente no MIC. Moléculas sem carga elétrica ou muito pequenas conseguem atravessar livremente até atingir o equilíbrio de concentração. Algumas moléculas tem a função de bloquear os receptores de membrana, impedindo a abertura dos canais da membrana, pois não permite que as permeases sejam ativadas. É o caso da atropina. Quando ela se liga aos receptores muscarínicos de acetilcolina (ACH), impedindo a abertura dos canais e consequentemente a entrada do hormônio na célula. Pode-se então dizer que quem comanda o transporte nesses casos são os receptores de membrana. 8 Osmose É um tipo particular de difusão onde apenas o solvente passa do meio hipotônico (menos concentrado) para o meio hipertônico (mais concentrado). Esse transporte depende da osmolaridade (quantidade de soluto dissolvido em uma solução). Meio hipotônico: meio onde existe mais água e menos soluto. É uma solução pouco concentrada. Meio hipertônico: meio onde existe mais soluto e menos água. É uma solução muito concentrada. Meio isotônico: há equilíbrio na concentração de solutos. Isso acontece porque o organismo precisa diluir os solutos para que haja um equilíbrio. COMPLEMENTANDO O ASSUNTO: Plasmoptise: aumento do volume celular quando colocada em meio hipotônico em relação ao seu citoplasma. Ou seja, o excesso de agua da solução hipotônica do MEC vai entrar na célula, provocando edema, que se não for controlado pode acarretar em ruptura de membrana (não ocorre em células vegetais). No caso de hemácias, essa ruptura recebe o nome de Hemólise. A hemólise é comum em casos de hiper hidratação. Plasmólise: é a perda de agua do citoplasma quando a célula é colocada em meio hipertônico em relação ao seu citoplasma. A célula ao perder água para o MEC fica murcha. No caso das hemácias esse processo se chama crenação. Quando o processo consegue ser revertido, recebe o nome de deplasmólise. 9 NOTA: A glicose é uma molécula que utiliza a permease para entrar na célula por meio de difusão facilitada. A glicose é apresentada à permease, que a reconhece e a captura, transportando-a para dentro da célula, onde será liberada. A permease que captura a glicose é ativada pela ligação do hormônio Insulina ao receptor, mas isso acontece apenas nas células dependentes de insulinas. Células como hemácias, neurônios, entre outras são independentes desse processo, ou seja, não depende de insulina para o transporte da glicose para o MIC. As permeases, que transportam a insulina através da membrana são chamadas GLUT. Transporte ativo: É o transporte transmembrana que ocorre com gasto de energia da célula, através das proteínas ATPases. O gasto de energia ocorre, porque o transporte é “forçado”, já que acontece contra o gradiente de concentração, ou seja, do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Bomba de sódio e potássio: esse transporte trabalha com dois eletrólitos ao mesmo tempo, o NA+ e o K+. Normalmente o Na+ está mais concentrado no MEC e o K+ no MIC, no entanto é necessário eliminar mais Na+ da célula, logo esse transporte precisa ser forçado, já que ocorre contra o gradiente de concentração. Esse processo ocorre com o gato de energia em forma de ATP (adenosina trifosfato), que após ser utilizada se converte em ADP (adenosina difosfato ) + fosforo (P). As proteínas envolvidas nesse tipo de transporte são conhecidas como operadoras. 10 Transporte em bloco: ocorre quando a célula modifica a sua membrana para englobar substancias e puxa-las para o MIC ou transporta-las para o MEC. Ocorre gasto de energia. é o processo de entrada de partículas na célula por meio de vesículas Endocitose: chamadas endossomos. Pode ocorrer de três formas: célula captura uma partícula sólida, relativamente grande, através de Fagocitose: a prolongamentos citoplasmáticos chamados de pseudópodes. A partícula é então englobada e passa a integrar o citoplasma da célula. é o englobamento de fluídos com substâncias dissolvidas.Pinocitose: Exocitose: Também conhecido como clasmocitose, é o processo de eliminação de substancias indesejáveis, através da modificação de membrana ( similar à endocitose, só que ao contrario). 11 DATA: 28/09/2020 É um conjunto de elementos que se organizam para formar uma molécula necessária a vida e a homeostase do organismo. Entre elas temos: Proteínas Carboidratos Lipídios H2O Ácidos nucleicos Vitaminas As biomoléculas se dividem em Orgânicas (que tem Carbono em sua composição) e Inorgânicas (que não tem Carbono em sua composição). Dentre as orgânicas, as mais importantes são as proteínas, carboidratos e lipídios, todas denominadas macromoléculas. Macromoléculas são moléculas consideradas grandes, formadas pela ligação de moléculas menores (monômeros). Entende-se então que monômeros são unidades formadoras de macromoléculas, e, neste caso as macromoléculas podem ser chamadas de polímeros (ligação de vários monômeros). São moléculas orgânicas, unidades fundamentais de todas as proteínas. Podem ser encontrados na forma livre (sozinhos) ou polimerizados, formando proteínas. Sua formação consiste em um Carbono central ligado a um grupo amina, um grupo carboxila (ácido carboxílico), um átomo de Hidrogênio e um radical livre. A posição do radical amina é sempre a mesma, já o H+ e a carboxila podem alterar suas posições. 12 O radical R, também pode ser chamada de cadeia lateral, pois é o local onde outras moléculas se ligam à sua estrutura básica, formando as cadeias. Quando há deficiência nutricional ou balanço energético negativo, os aminoácidos podem ser degradados para gerar moléculas intermediárias da síntese de glicose e lipídios para a geração de energia. Os aminoácidos podem ser classificados quanto à sua necessidade de ingestão como: Essenciais: são aqueles que não são produzidos pelo organismo e, por isso, precisam ser adquirido através da dieta alimentar. Não essenciais: são aqueles produzidos pelo organismo naturalmente. Podem ser chamados de aminoácidos naturais. são aqueles que são produzindo pelo Parcialmente essenciais ou condicionalmente essenciais: organismo, mas que precisam da presença dos aminoácidos essenciais, sendo assim,é necessário à ingestão dos essenciais para que o organismo consiga produzir os parcialmente essenciais. Os aminoácidos podem ser ainda classificados quanto a sua polaridade como: Polar: quando possuem carga elétrica exposta, sendo positiva, negativa ou neutra. São aminoácidos ácidos, básicos ou neutros. São hidrofílicos, pois tem atração por água. quando não possuem carga elétrica exposta. São hidrofóbicos, pois são repelidos quando em Apolar: contato com a água. As principais funções dos aminoácidos são: Fonte alternativa de ATP, devido à presença do carbono em sua estrutura ( nos gatos são a fonte primária energia). Tampão pH intracelular: evita variações bruscas de pH (potencial de hidrogênio). Formam proteínas através de suas ligações peptídicas. Podem atuar como neurotransmissores. Ex: Glicina Podem ser matéria prima para a produção de neurotransmissores Quanto mais H+ mais ácida é a solução e menor o seu pH. O aminoácido ajuda a evitar variações bruscas através da doação ou captação de H+ do meio. Como mol. Tampão, caso o meio esteja ácido, o aa vai receber em seu grupo carboxila o H+. Caso o meio esteja muito alcalino, o aa vai doar H+ ao meio através do grupo amina. 13 NOTA: Os aminoácidos para os gatos são fontes primarias de energia, já para as outras espécies são fontes secundárias. São polímeros de aminoácidos. São resultado de ligações covalentes chamadas ligações peptídicas, onde seus elétrons são compartilhados, formando cadeias. ENTENDENDO MELHOR: Ligação peptídica: ocorre entre o grupo carboxila de um aa e o grupo amina de outro aa, tendo como resultado uma nova molécula e a liberação de água. As proteínas podem ser classificadas segundo a quantidade de aminoácidos em sua cadeia: Dipeptídeo: 2 aminoácidos ligados Tripeptídeo: 3 aminoácidos ligados Oligopeptídeo: entre 4 e 50 aminoácidos ligados Polipeptídeo: mais de 50 aminoácidos ligados Uma proteína pode ser formada por diferentes aminoácidos ligados na mesma cadeia. Porém, mesmo contendo os mesmos aminoácidos, duas proteínas podem ser diferentes pela ordem em que esses aminoácidos estão ligados. Cada combinação ou disposição vai determinar um tipo de proteína. As principais funções das proteínas são: Catalise de transformação química, ou seja, atuam como enzimas catalíticas que aceleram as reações químicas dentro do organismo. Exercem papel de hormônio. Ex.: Insulina 14 Atuam no transporte de gases, hormônios, íons e outras substâncias importantes. Ex: Albumina e hemoglobina Possuem ação contrátil. Ex.: actina e miosina na contração do tecido muscular esquelético Funciona como matriz para tecidos Promovem sinalização celular, atuando como receptores de membrana Proteção contra infecções e hemorragias. Ex: imunoglobulinas e fatores de coagulação Controle genético, pois são importantes para a formação do DNA e sua replicação. 19/10/2020 As proteínas são as biomoléculas que desempenham o maior número de funções no organismo. Para desempenhar suas funções ela precisa apresentar uma estrutura própria que permita exercer papeis menos específicos, como estrutural, e mais específicos, com transporte. Ou seja, a estrutura da proteína está ligada diretamente à sua função. A estrutura das proteínas se divide em quatro níveis distintos: Estrutura Primária: Essa estrutura está relacionada à sequencia de aminoácidos que compõe a molécula proteica. Isso quer dizer que toda molécula proteica possui uma estrutura primaria, sendo que algumas delas com um nível mais complexo. A estrutura primária apresenta apenas entre os aminoácidos. ligações peptídicas em água (hidrofóbica) É insolúvel Estrutura Secundária: Possui uma estrutura mais complexa, podendo haver aproximação dos aminoácidos através de seus radicais. Essa aproximação se da entre um radical positivo de uma aa com o radical negativo de outro aa, onde ocorre uma . Essa ligação ocorre entre aa próximos. ligação iônica por ponte de hidrogênio 15 As proteínas de estrutura secundária podem apresentar duas formas: a-hélice: formato helicoidal b- folha ou b- pregueada: apresentando dobraduras Estrutura terciária: A molécula que possui essa estrutura apresenta dobraduras sobre ela mesma, dando a ela uma , provocadas pela . forma tridimensional aproximação de aa distantes Apresenta , porém não apenas pontes de hidrogênio, mas também de outros tipos ligações iônicas como pontes salinas, interações eletrostáticas, pontes dissulfeto. As dobraduras dessa estrutura permitem manter os aminoácidos hidrofóbicos escondidos em seu interior, o que possibilita que apenas as hidrofílicas fiquem expostas e, sendo assim, a proteína adquire . solubilidade em água A estrutura terciaria é característica de proteínas que exercem funções mais específicas que as anteriores, como por exemplo, o transporte de substâncias no sangue. Estrutura Quaternária: Também apresenta entre radicais de aminoácidos distantes ligações iônicas fortes Tem função específica 16 É hidrossolúvel A única diferença entre terciaria e quaternária, e que a quaternária apresenta mais de uma cadeia enquanto a terciária apresenta apenas uma. peptídica, A desnaturação não ocorre em proteínas que possuem estrutura primária. É um fenômeno que acontece quando há contato da proteína com agentes desnaturantes, que podem quebrar suas ligações iônicas de forma reversível, porém na maioria das vezes acontece de forma irreversível. A desnaturação provoca a perda da sua estrutura original e, consequentemente, da função das proteínas de estrutura secundária, terciária e quaternária. São fatores que podem levar à desnaturação de proteínas: Mudança de pH do meio Mudança de força iônica Mudança de temperatura Detergentes 17 Metais pesados As proteínas podem ainda ser classificadas conforme a sua composição da seguinte forma: Proteínas Simples: contem apenas aminoácidos ou derivados em sua cadeia. Ex.: Albumina – proteína globular simples Proteínas Conjugadas: São formadas por outras moléculas além de aminoácidos. Essas moléculas extras recebem o nome de grupo prostético (qqr molécula que não seja aa na estrutura proteica). Ex.: Anticorpo – proteína globular conjugada (aa + açúcares >> onde os açúcares são grupos prostéticos). Lipoproteínas ( lipídios + aa) São moléculas proteicas que tem função catalítica, ou seja, aceleram as reações químicas do metabolismo. O resultado das ações enzimáticas é chamado de . produto é a denominação dada as moléculas que vão sofrer ação das enzimas durante a reação. Substrato A ausência de uma enzima pode não impedir a reação química, porém ela irá acontecer de forma muito mais lenta, já que o papel dela é acelerar a reação. A enzima pode agir sozinha ou ter o auxilio de uma co-enzima (co-fator) ou facilitador (ex.: O2) Sitio ativo ou sitio catalítico é o nome recebido pelo local onde o substrato irá se ligar na enzima. É o local da enzima onde o substrato vai se encaixar para sofrer a reação. 18 As enzimas não sofrem alteração durante a reação química. Sua estrutura é mantida e ela pode ser reutilizada em uma nova reação até quando durar sua vida útil. Durante a reação ela sofre uma alteração em sua conformação natural, porém após o termino ela volta ao normal. NOTAS: Teoria da chave e fechadura ou do encaixe perfeito As enzimas proteicas com estrutura terciaria ou quaternária possuem um único tipo de sitio ativo, que sendo muito específico, permite a ligação de apenas um tipo de substrato ou outro que possua as mesmas características desse substrato. Teoria do ajuste induzido O sitio ativo se molda de acordo com o substrato, porém permite que encaixe apenas aqueles que têm relação com sua especificidade. Independente da teoria, os substratos só se ligam às enzimas se tiverem relação com a especificidade delas. DATA: 26/10/2020 A nomenclatura das enzimas seguem algumas normas: A utiliza o sufixo ASE de duas formas: norma recomendada + Nome do substrato ASE Ex.: Amilase Protease Glicosidase Acetilcolinasterase + Prefixo que caracteriza a reação (função) ASE Ex.: Lactato desidrogenase SUBSTRATO REAÇÃO 19 A forma sistemática adota como prefixo a descrição da reação e como sufixo ASE. Essa nomenclatura possui apenas 6 classes, que podemos ver no quadro a seguir: As enzimas são moléculas proteicas formadas por aminoácidos que expõem seus radicais, formando espaços, que são específicos para a reação que ela vai catalisar. Esses espaços, como já vimos antes, são chamados de sitio ativo, sitio catalítico ou centro ativo). Sitio ativo é o local especifico da enzima onde o substrato irá se encaixar e sofrer a reação da enzima. Ao se ligar à enzima, o substrato forma com ela o . complexo enzima substrato Ao termino da reação o substrato deixa de existir e em seu lugar se encontrará o produto da reação. ENZIMA SUBSTRATO COMPLEXO ENZIMA SUBSTRATO ENZIMA PRODUTOS 20 As enzimas, ao fim da reação, recuperam sua estrutura original e voltam a realizar sua função em novas reações. Porém, com o passar do tempo, sua capacidade catalítica vai diminuindo e ela precisará ser substituída por novas moléculas produzidas pela célula. Ou seja, a enzima é reaproveitada, mas não é eterna! As enzimas são produzidas pelas células, mas se encontram em diferentes locais dentro dela, dependendo da sua especificidade. Em uma ou mais organelas No citoplasma No núcleo Nas mitocôndrias Cada local haverá uma enzima com uma especificidade e uma ação. Ex: No núcleo podemos encontrar a RNA polimerase, que atua na síntese do RNA. No lisossomo encontramos enzimas digestivas. É a analise da atividade enzimática no sangue. Muito utilizada para diagnosticar patologias nas quais as enzimas estejam envolvidas e possam se tornar indicadores. Pode fornecer informações sobre lesão celular, sinalizando o local e a extensão da lesão. Ex.: Os hepatócitos são células hepáticas que produzem as enzimas ALT e AST (ou TGP e TGO). Sabendo que a ALT se localiza no citoplasma da célula e a AST nas mitocôndrias, ao observar uma aumento na concentração dessas enzimas no sangue, pode-se determinar que ocorreu ou está ocorrendo uma lesão hepática. Ou seja, ao sofrer um dano, e a membrana celular se romper, haverá extravasamento de ALT do citoplasma para o sangue. Assim como, acontecerá o mesmo com a AST, caso a membrana das mitocôndrias também sejam danificadas. Resumindo: ALT e AST normal Doença Hepática (dano aos hepatócitos) ALT e AST Doença Hepática Grave (dano aos hepatócitos) ALT normal e AST Não há lesão hepática. Investigar outras Causas para elevação AST (muscular, cardíaco, etc 21 Apesar de serem moléculas proteicas e das proteínas serem classificadas como simples ou conjugadas, as enzimas não são classificadas da mesma forma. Porém, vamos lembrar que as proteínas simples são aquelas que possuem apenas aminoácidos em sua estrutura, e que as proteínas conjugadas são aquelas que possuem aminoácidos associados a moléculas não proteicas (grupo prostático). Mesmo que as enzimas sejam proteínas simples ou conjugadas com ação catalizadora, elas serão classificadas da seguinte forma: APOENZIMAS: possuem apenas aa em sua estrutura HOLOENZIMAS: possuem aa e grupo prostático em sua estrutura. No entanto, esse grupo prostático pode ser (ex.: vitaminas) ou (ex: ions metálicos, como ferro, cobre, etc). orgânico inorgânico São moléculas que atuam para ajudar a enzima em sua ação catalizadora. Algumas enzimas não conseguem agir sem eles: Coenzimas: grupo prostático orgânico que se alia à enzima para que aconteça a reação. Cofatores: grupo prostático inorgânico que se alia à enzima para que a reação aconteça. Dependendo da reação, não há necessidade desse auxílio. Dependendo da especificidade, por exemplo, uma pode agir sozinha se a função e a finalidade dela for essa. Da mesma forma uma enzima pode apoenzima utilizar tanto um cofator quanto uma coenzima ao mesmo tempo. No entanto, a holoenzima, como já possui um grupo prostético, não precisa necessariamente de uma coenzima ou cofator. 22 IMPORTANTE SABER: Eficiência catalítica: é a capacidade de transformar os substratos em produto de forma extremamente rápida. Em média essa eficiência deve ser de 100 à 1000 moléculas por segundo. Especificidade: cada enzima é especifica aos seus substratos e reações químicas. Tecnicamente uma reação não depende de uma enzima para acontecer. No entanto, com ela a reação acontece de forma mais rápida e com menor gasto de energia. É como se a enzima fornecesse um atalho para o caminho do substrato até o produto. A energia gasta através da ação enzimática é chamada de energia de ativação. Ramo da enzimologia que aborda a velocidade de uma reação e seu comportamento em um meio. Determina que fatores podem interferir ou até mesmo impedir a reação, como por exemplo, devido à uma desnaturação da enzima. O que levou a esse acontecimento? A partir daí podemos observar quais são os fatores que interferem em uma reação ou em sua velocidade, ou seja, que fatores interferem na cinética da reação enzimática: Concentração do substrato: sempre que a concentração do substrato aumenta, aumenta também a concentração do produto. No entanto, para isso acontecer, a velocidade da reação tem que aumentar, até atingir seu nível máximo. Mas isso só acontece enquanto ainda há sítios ativos disponíveis. Ou seja, em determinado momento, mesmo que a concentração de substrato continue aumentando, a concentração de produto para de crescer, já que com os sítios ativos saturados, os substratos não conseguem mais se ligar às enzimas. 23 Temperatura: o aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação até que um pico seja atingido. No entanto se a temperatura continuar se elevando pode provocar a desnaturação da enzima, o que vai interromper ou impedir a reação. Clinicamente falando, a temperatura ideal é a temperatura corpórea. pH do meio: cada enzima tem seu local de ação com determinado pH. No entanto a alteração desse pH pode interferir na reação enzimática de formas distintas: Podendo levar à desnaturação da enzima Alterando o padrão de cargas de um sitio ativo, o que impediria a ligação do substrato Alterando a conformação da enzima 24 O organismo precisa regular as atividades enzimáticas para que seu metabolismo funcione de maneira eficiente e ordenada. As moléculas mensageiras sinalizam quais enzimas e em que momentos vão agir, assim como sinalizam quais deverão parar de agir. Esse mecanismo se chama regulação ou controle e pode acontecer das seguintes formas: Por inibição enzimática Através de uma molécula inibidora que vai diminuir a velocidade de reação. Ela pode ser (compete com o substrato para se ligar ao sitio ativo) ou ( uma competitiva não competitiva molécula inibidora ocupa outro sitio da enzima, alterando sua conformação, impedindo assim a ligação do substrato, mesmo com o sitio livre). Por regulação enzimática: (próxima aula)
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