Bioquimica Ilustrada 3edição - capítulo sobre enzimas (2)

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Enzimas 
I. VISÃO GERAL 
Praticamente todas as reações no corpo são mediadas por enzimas, as 
quais são proteínas catalisadoras que aumentam a velocidade das reações, 
sem sofrerem al terações no p rocesso global. Dentre as muitas reações 
biológicas que são energeticamente possíveis, as enzimas seletivamente 
canalizam reatantes (chamados substratos) para rotas úteis. As enzimas 
direcionam, assim, todos os eventos metabólicos. Este capítulo examina a 
natureza dessas moléculas catalíticas e seu mecanismo de ação. 
11. NOMENCLATURA 
Cada enzima recebe dois nomes. O primeiro é um nome curto, o nome 
recomendado, conveniente para uso corriqueiro. O segundo é mais com-
pleto, o nome sistemático, o qual é utilizado quando uma enzima precisa 
ser identificada sem ambigüidades. 
A. Nome recomendado 
Os nomes de enzimas mais comumente usados têm o sufixo " -ase" 
adicionado ao nome do substrato da reação (por exemplo, glicosidase, 
urease, sacarase) ou à descrição da ação realizada (por exemplo, /ac-
tato-desidrogenase e adenilato-cic/ase) . (Nota: Algumas enzimas man-
têm seu nome trivial original , o qual não tem qualquer associação com a 
reação enzimática, por exemplo, tripsina e pepsina.) 
B. Nom e sistemático 
A União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (IUBMB, de 
lnternational Union of Biochemistry and Molecular Biology) desenvolveu 
um sistema de nomenclatura no qual as enzimas são divididas em seis 
classes principais (Figura 5.1 ), cada uma com numerosos subgrupos. O 
sufixo - ase é adic ionado para completar a descrição da reação química 
catalisada, como por exemplo o-glicera/deído-3-fosfatase:NAD-oxidorre-
dutase. Os nomes da IUBMB são exatos e informativos, mas às vezes 
são muito incômodos para o uso geral. 
1. Oxldorredutases Catalisam reações de oxidorredução, como por exemplo: 
CH3- C H- coo- + NAD+ CH3 - C- coo-+ NADH + W 
' ~ Lactato- 11 OH 2e· desidrogenase O 
2H 
Lactato Piruvato 
2. Transferases 
Catalisam a transferência de grupos 
contendo C-, N- ou P-, como 
por exemplo: 
~ H20 
tH2 -~H- coo-+~ t, 
O
' H ' + Serina hidroximetil 
NH3 ·transferase 
y H2- coo- + JH~ 
NH3+ CH2 
Glicina Serina 
3. Hidrolases 
4. Liases 
CH3 - c tcoo-
" o 
Piruvato 
5. lsomerases 
~yH3 
-oOC·CH2-C-CoA 
6 
Metilmalonii-CoA 
6. Ligases 
Catalisam a quebra de ligações pela 
adição de água, como por exemplo: 
--Urease 
Catalisam a quebra de ligações C-C, 
C-Se certas lígações C-N, como 
por exemplo: 
--Piruvato-descarboxilase CH3-sH + co2 o 
Acetaldeído 
Catalisam racemização de isômeros 
ópticos ou geométricos, como 
por exemplo: 
Catalisam a formação de ligações 
entre carbono e O, S, N, acoplada à 
hidrólise de fosfatos de alta energia, 
~omopore~emplo: 
CH3 - ?, - coo- + co2 f?ruv?i/o. OOC- CH2 .. ?, - coo-
O carboxilase O 
I \ 
Piruvato ATP ADP + P; Oxalacetato 
Figura 5 .1 
Exemplos das seis principais classes da 
classificação internacional das enzimas (THF é 
o tetraidrofolato). 
54 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
Figura 5.2 
Representação esquemática de uma 
enzima com um sítio ativo, ligando-se 
à molécula de substrato. 
MITOCÔNDRIA 
e Ciclo do ácido c ítrico 
e Oxidação de ácidos graxos 
e Descarbox ilação do piruvato 
CITOSOL 
e Glicólise 
e Ciclo das hexoses 
e Síntese de 
DNAe RNA 
LISOSSOMA 
e Degradação de 
macromoléculas complexas 
Figura 5.3 
Localização intracelular de algumas 
vias bioquímicas importantes. 
III. PROPRIEDADES DAS ENZIMAS 
As enzimas são catalisadores protéicos que aumentam a velocidade de uma 
reação química e não são consumidos durante a reação que catalisam. (Nota: 
Alguns tipos de RNA podem atuar como enzimas, geralmente catalisando a 
quebra e a síntese de ligações fosfo-diéster. Os RNAs com atividade catalítica 
são chamados ribozimas [veja a pág. 436] e são encontrados com muito menos 
freqüência que as proteínas catalisadoras.) 
A. Sítios ativos 
As molécu las de enzimas contêm uma região específica formando uma 
fenda ou bolso, que é chamada sítio ativo. O sítio ativo contém cadeias 
laterais de aminoácidos, as quais criam uma superfície tridimensional com-
plementar ao substrato (Figura 5.2). O sítio ativo liga o substrato, formando 
um complexo enzima-substrato (ES). O complexo ES é convertido em 
enzima-produto (EP), o qual subseqüentemente se dissocia em enzima e 
produto. 
B. Efic iência catalítica 
A reações catalisadas por enzimas são, em sua maioria, altamente eficien-
tes, ocorrendo de 1 03 a 1 08 vezes mais rapidamente do que as reações 
não-catalisadas. Tipicamente, cada molécula de enzima é capaz de trans-
formar de 100 a 1.000 moléculas de substrato em produto por segundo. O 
número de moléculas de substrato convertidas em moléculas de produto 
por molécula de enzima por segundo é chamado de número de renova-
ção (turnover). 
C. Especificidade 
As enzimas são altamente específicas, interagindo com um ou alguns pou-
cos substratos e catalisando apenas um tipo de reação química. 
D. Cc-fatores 
Algumas enzimas se associam com um co-fator não-protéico, o qual é 
necessário para a atividade enzimática. Os co-fatores comumente encon-
trados incluem íons metálicos, tais como Zn2• ou Fe2• , e moléculas orgâ-
nicas, conhecidas como coenzimas, que freqüentemente são derivadas 
de vitaminas. Por exemplo, a coenzima NAD+ contém niacina, o FAD con-
tém riboflavina e a coenzima A contém ácido pantotênico. (Veja as páginas 
371-379 para o papel das vitaminas como precursoras de coenzimas.) O 
conjunto da enzima com o seu co-fator é chamado holoenzima. A apoen-
zima refere-se à porção protéica da holoenzima. Na ausência do co-fator 
apropriado, a apoenzima geralmente não apresenta atividade biológica. 
Um grupo prostético é uma coenzima firmemente ligada à enzima, que 
desta não se dissocia (por exemplo, a biotina ligada a carboxilases, veja a 
pág. 379). 
E. Regulação 
A atividade enzimática pode ser regulada, isto é, as enzimas podem ser 
ativadas ou inibidas, de modo que a velocidade de formação do produto 
responda às necessidades da célula. 
F. Localização dentro da célula 
Muitas enzimas estão localizadas em organelas específicas dentro da 
célula (Figura 5.3). Esta compartimentalização serve para isolar o subs-
trato ou o produto da reação de outras reações competitivas. Isso garante o 
meio favorável para a reação e organiza as milhares de enzimas presentes 
na célula em vias definidas. 
IV. COMO FUNCIONAM AS ENZIMAS 
O mecanismo da ação enzimática pode ser encarado de duas perspectivas 
diferentes. A primeira aborda a catálise em termos de alterações de energia 
que ocorrem durante a reação, ou seja, as enzimas fornecem uma rota de 
reação alternativa, energicamente favorável, diferente da reação não-cata-
lisada. A segunda perspectiva descreve como o sítio ativo facilita quimica-
mente a catálise. 
A. Alterações de energia que ocorrem durante a reação 
Praticamente todas as reações têm uma barreira de energia separando 
os reatantes dos produtos. Essa barreira, denominada energia livre de 
ativação, é a diferença entre a energia dos reatantes e aquela de um inter-
mediário de alta energia, que ocorre durante a formação do produto. Por 
exemplo, a Figura 5.4 mostra as alterações na energia durante a conversão 
de uma molécula do reatante A no produto B, passando pelo estado de 
transição (intermediário de alta energia), T*: 
1. Energia livre de ativação. O pico de energia na Figura 5.4 é a dife-
rença na energia livre entre os reatantes e T*, onde um intermediário 
rico em energia é formado durante a conversão do reatante em pro-
duto. Devido à grande energia de ativação, as velocidades das reações 
químicas não-catalisadas são freqüentemente lentas. 
2. Velocidade da reação. Para as moléculas reagirem, devem conter 
energia suficiente para superar a barreira de energia do estado de tran-
sição. Na ausência de uma enzima, somente uma pequena proporção 
da população de moléculas pode possuir energia suficiente para atingir 
o estado de transição entrereatante e produto. A velocidade da reação 
é determinada pelo número dessas moléculas "energizadas". Em geral, 
quanto menor a energia livre de ativação, mais moléculas têm energia 
suficiente para superar o estado de transição e, assim, mais rápida é a 
velocidade da reação. 
3. Rota alternativa de reação. Uma enzima permite que uma reação 
ocorra rapidamente nas condições normais na célula, oferecendo uma 
rota de reação alternativa, com uma menor energia livre de ativação 
(veja a Figura 5.4). A enzima não altera a energia livre dos reatantes ou 
dos produtos e, assim sendo, não altera o equilíbrio da reação. 
B. Química do s ítio ativo 
O sítio ativo não é um receptáculo passivo para a ligação do substrato, mas 
sim uma máquina molecular complexa, empregando uma diversidade de 
mecanismos químicos para facilitar a conversão do substrato em produto. 
Diversos fatores são responsáveis pela eficiência catalítica das enzimas, 
incluindo os fatores considerados a seguir. 
Bioquímica Ilustrada 55 
Não existe uma diferença na energia livre 
da reação global (a energia dos produtos 
menos a energia dos reatantes) entre 
reações catal isadas e não-catalisadas. 
Estado final 
(produtos) 
Progresso da reação ---~ 
Figura 5.4 
Efeito de uma enzima sobre a 
energia de ativação de uma reação. 
56 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
Figura 5.5 
1. Estabilização do estado de transição. O sítio ativo freqüentemente 
atua como um molde molecular flexível , que se liga ao substrato em 
uma geometria que lembra estruturalmente o estado de transição 
ativado da molécula (veja T* na parte superior da curva na Figura 
5.4). Estabi lizando o substrato em seu estado de transição, a enzima 
aumenta enormemente a concentração do intermediário reativo que 
pode ser convertido no produto e, assim, acelera a reação. 
2. Outros mecanismos. O sítio ativo pode fornecer grupos catalíticos 
que aumentam a probabilidade de se formar o estado de transição. Em 
algumas enzimas, esses grupos podem participar em uma catálise 
ácido-básica geral, na qual os resíduos de aminoácidos doam ou 
aceitam prótons. Em outras enzimas, a catálise pode envolver a forma-
ção transitória de um complexo covalente enzima-substrato. 
3. Visualização do estado de transição. A conversão do substrato em 
produto, catalisada por enzimas, pode ser visualizada como sendo 
semelhante à remoção de um suéter de um bebê não-cooperativo 
(Figura 5.5). O processo possui uma elevada energia de ativação, 
pois a única estratégia razoável para remover a roupa (exceto rasgá-
la) requer que a agitação aleatória da criança determine uma posição 
em que ambos os braços fiquem completamente estendidos acima da 
cabeça - uma posição improvável. Entretanto, podemos visualizar uma 
mãe agindo como uma enzima, inicialmente entrando em contato com 
o bebê (formando o complexo ES) e, a seguir, orientando os braços 
do bebê para uma posição vertical e estendida, análoga ao estado de 
transição ES. Essa postura (conformação) facilita a remoção do suéter, 
resultando no bebê sem o blusão, que aqui representa o produto. (Nota: 
O substrato ligado à enzima [ES] está em um nível energético ligeira-
mente menor que o substrato não-ligado [S], o que explica a pequena 
"queda" na curva em ES.) 
Representação esquemática de mudanças energéticas que acompanham a formação do complexo enzima-substrato e a 
subseqüente formação de um complexo do estado de transição. 
V. FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO 
As enzimas podem ser isoladas das células e ter suas propriedades estudadas 
em tubos de ensaio (isto é, in vitro). As diferentes enzimas mostram diferentes 
respostas às alterações de concentração de substrato, temperatura e pH. Esta 
seção descreve fatores que influenciam a velocidade da reação enzimática. As 
respostas enzimáticas a esses fatores fornecem informações valiosas sobre 
como funcionam as enzimas nas células vivas. 
A . Concentração do substrato 
1. Velocidade máxima. A velocidade de uma reação (v) é o numero de 
moléculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo; 
geralmente, a velocidade é expressa como 11mol de produto for-
mado por minuto. A velocidade de uma reação catalisada por enzima 
aumenta conforme a concentração do substrato, até uma velocidade 
máxima (V maxl ser atingida (Figura 5.6). A obtenção de um platô na 
velocidade de reação em altas concentrações de substrato reflete a 
saturação pelo substrato de todos os sítios de ligação disponíveis nas 
moléculas enzimáticas presentes. 
2. Formato hiperbólico da curva de cinética enzimática. A maioria das 
enzimas mostra uma cinética de Michaelis-Menten (veja a pág. 58), 
na qual a curva de velocidade de reação inicial, V
0
, contra a concen-
tração do substrato, [S], possui uma forma hiperbólica (semelhante 
à curva de dissociação do oxigênio da mioglobina; veja a pág. 29). Em 
contraste, as enzimas alostéricas freqüentemente mostram uma curva 
sigmóide (veja a pág. 62) , semelhante na forma à curva de dissociação 
do oxigênio da hemoglobina (veja a pág. 29). 
B. Temperatura 
1. Aumento da velocidade com a temperatura. A velocidade de reação 
aumenta com a temperatura, até um pico de velocidade ser atingido 
(Figura 5 .7). Esse aumento é devido ao aumento do número de molé-
culas com energia suficiente para atravessar a barreira de energia e 
formar os produtos da reação. 
2. Diminuição da velocidade com a temperatura. Uma elevação maior 
da temperatura resulta em redução na velocidade de reação, como 
resultado da desnaturação da enzima, induzida pela temperatura (veja 
a Figura 5.7). 
C. pH 
1. Efeito do pH sobre a ionização do sítio ativo. A concentração de H+ 
afeta a velocidade de reação de várias maneiras. Primeiro, o processo 
catalítico geralmente requer que a enzima e o substrato tenham deter-
minados grupos químicos em um estado ionizado ou não-ionizado, de 
modo a interagirem. Por exemplo, a atividade catalítica pode requerer 
que um grupo amino da enzima esteja na forma protonada (- NH/ ). Em 
pH alcalino, esse grupo não está protonado e, desse modo, a veloci-
dade da reação diminui. 
2. Efeito do pH sobre a desnaturação da enzima. Valores extremos de 
pH também podem levar à desnaturação da enzima, pois a estrutura da 
molécula protéica cataliticamente ativa depende do caráter iônico das 
cadeias laterais dos aminoácidos. 
Bioquímica Ilustrada 57 
Enzimas que seguem a cinética de 
Michaelis·Menten apresentam 
curvas hiperbólicas. 
Figura 5.6 
Efeito da concentração do substrato 
sobre a velocidade da reação. 
20 
Figura 5.7 
40 
lnativação térmica 
da enzima 
60 80 
Temperatura (OC) 
Efeito da temperatura sobre uma 
reação catalisada por enzima. 
58 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
:E 
o ,., 
<>-.. e .. 
"C 
11> 
"C .. 
"C 
'(j 
o 
~ 
Tripsina Fosfatase 
alcalina 
3 5 7 9 11 
pH 
Figura 5.8 
Efeito do pH sobre reações 
catalisadas por enzimas. 
l 
o ,., 
<>-
"' e 
"' "C 
11> 
"C 
"' "C 'õ 
o 
~ 
Vmax 
[Substrato] 
O maior Km da enzima 2 
reflete uma baixa afinida-
de da enzima pelo 
substrato. 
O menor Km para a 
enzima 1 reflete uma alta 
afinidade da enzima 
pelo substrato. 
Figura 5.9 
Efeito da concentração do substrato 
sobre a velocidade de reação para 
duas enzimas: 
enzima 1 com um Km menor e 
enzima 2 com um Km maior. 
3. O pH ótimo varia de acordo com a enzima. O pH no qual a atividade 
máxima da enzima é atingida difere para cada enzima e, geralmente, 
reflete a [H+] na qual a enzima funciona no organismo. Por exemplo, 
a pepsina, uma enzima digestiva do estômago, apresenta atividade 
máxima em pH 2, enquanto outras enzimas, destinadas a funcionar em 
pH neutro, são desnaturadas em meio com essa acidez (Figura 5.8) . 
VI. EQUAÇÃO DE MICHAELIS-MENTEN 
A. Modelo de reação 
Michaelis e Menten propuseram um modelo simples, que expl ica a maioria 
das características das reações catalisadas por enzimas. Nesse modelo, a 
enzima combina-se reversivelmente com o substrato,formando um com-
plexo ES que, subseqüentemente, degrada-se em produto, regenerando a 
enzima livre. O modelo, envolvendo uma molécula de substrato, é represen-
tado a seguir: 
k1 k2 
E + S ES ---+ E + P 
onde S é o substrato 
E é a enzima 
k-1 
ES é o complexo enzima-substrato 
k,, k _, e k2 são as constantes de velocidade 
B. Equação de Michaelis-Menten 
A equação de Michaelis-Menten descreve como a velocidade da reação 
varia com a concentração do substrato: 
onde v0 =velocidade inicial da reação 
vmax = velocidade máxima 
Km = constante de Michaelis = (k .1 + k2)/k, 
[S] = concentração de substrato 
Ao derivar-se a equação de velocidade de Michaelis-Menten, são feitas as 
considerações a seguir. 
1. Concentrações relativas de E e S. A concentração de substrato ([S]) é 
muito maior do que a concentração da enzima ([E]), de modo que a por-
centagem de substrato ligado à enzima em qualquer tempo é pequena. 
2. Hipótese do estado de equilíbrio. A [ES] não varia com o tempo 
(hipótese do estado de equilíbrio), isto é, a velocidade de formação 
de ES é igual àquela da degradação de ES (para E + S e para E + P). 
Em geral, um intermediário em uma série de reações é dito estar em 
estado de equilíbrio quando sua velocidade de síntese é igual a sua 
velocidade de degradação. 
3. Velocidade inicial. Somente as velocidades iniciais da reação (v0 ) são 
utilizadas na análise das reações enzimáticas. Isso significa que a velo-
cidade de reação é medida assim que a enzima e o substrato são mis-
turados. Nesse momento, a concentração de produto é muito pequena 
e, assim sendo, a velocidade da reação inversa de P para S pode ser 
ignorada. 
C. Conclusões importantes sobre a cinética de Michaelis-Menten 
1. Características do Km. Km- a constante de Michaelis - é caracterís-
tico de uma enzima e de determinado substrato seu , e reflete a afini-
dade da enzima para aquele substrato. O Km é numericamente igual à 
concentração do substrato na qual a velocidade da reação é igual a 
Y2 V max· O Km não varia com a concentração da enzima. 
a. Km baixo. Um Km numericamente pequeno reflete uma alta afi-
nidade da enzima pelo substrato, pois uma baixa concentração 
de substrato é necessária para atingir a metade da saturação da 
enzima- isto é, atingir a velocidade que é Y2 Vmax (Figura 5.9). 
b. Km alto. Um Km numericamente grande (elevado) reflete uma baixa 
afinidade da enzima pelo substrato, pois é necessária uma alta 
concentração de substrato para atingir a metade da saturação da 
enzima. 
2. Relação entre a velocidade e a concentração da enzima. A velo-
cidade da reação é diretamente proporcional à concentração da 
enzima em qualquer concentração de substrato. Por exemplo, se a 
concentração da enzima é reduzida pela metade, a velocidade inicial 
da reação (v0 ) , assim como a V max• são reduzidas à metade da veloci-
dade original. 
3. Ordem de reação. Quando a [S] é muito menor que o Km, a veloci-
dade da reação é aproximadamente proporcional à concentração do 
substrato (Figura 5.1 O). A velocidade da reação é então dita de pri-
meira ordem com relação ao substrato. Quando a [S) é muito maior 
do que o K m, a velocidade é constante e igual à V max· A velocidade da 
reação, nesse caso, é independente da concentração de substrato e 
é dita de ordem zero em relação à concentração de substrato (veja a 
Figura 5.1 O). 
O. Gráfico de Lineweaver-Burke 
Quando V0 é colocada em um gráfico contra [S], nem sempre é possível 
determinar quando a V max é alcançada, devido à ascensão gradual da curva 
hiperbólica em altas concentrações de substrato. Entretanto, se colocarmos 
1/V0 versus 1/[S], obtém-se uma linha reta (Figura 5.11 ). Esse gráfico, o 
gráfico de Lineweaver-Burke (também chamado de gráfico dos duplos-
recíprocos) pode ser utilizado para calcular K m e V max• assim como para 
determinar o mecanismo de ação de inibidores enzimáticos. 
1. A equação que descreve o gráfico de Lineweaver-Burke é: 
+ = __!Sm_ 
Vo Vmax [S] Vmax 
Vmax 
Bioquímica Ilustrada 59 
Em altas concentrações de 
substrato ([S]»Km), a 
velocidade da reação é de 
ordem zero - isto é, é 
constante e independente da 
concentração de substrato. 
Em baixas concentrações de 
substrato ([S] «Km), a 
velocidade de reação é de 
primeira ordem - isto é, é 
proporcional à concentração 
de substrato. 
Figura 5.10 
Efeito da concentração do substrato 
sobre a velocidade da reação, para 
uma reação catalisada por enzima. 
Figura 5.11 
Gráfico de Lineweaver-Burke. 
60 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
VIl. INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
Qualquer substância que possa diminuir a velocidade de uma reação catalisada 
por uma enzima é chamada de inibidor. Inibidores reversíveis ligam-se à 
enzima por meio de ligações não-covalentes. A diluição do complexo enzima-
inibidor resulta na dissociação do inibidor reversivelmente ligado e na recupera-
ção da atividade enzimática. A inibição irreversível ocorre quando uma enzima 
inibida não recupera sua atividade quando o complexo enzima-inibidor é diluído. 
Os dois tipos mais comuns de inibição encontrados são inibição competitiva e 
inibição não-competitiva. 
A. Inibição competitiva 
Esse tipo de inibição ocorre quando o inibidor liga-se reversivelmente ao 
mesmo sítio que o substrato normalmente ocuparia e, dessa forma, com-
pete com o substrato por esse sítio. 
1. Efeito sobre a V max· O efeito de um inibidor competitivo é revertido pelo 
aumento da [S]. Em uma concentração de substrato suficientemente 
alta, a velocidade da reação atinge a V max observada na ausência do 
inibidor (Figura 5.12). 
2. Efeito sobre o Km. Um inibidor competitivo aumenta o Km aparente 
para determinado substrato. Isso significa que, na presença de um ini-
bidor competitivo, mais substrato é necessário para atigir Y2 V max· 
3. Efeito sobre a curva de Lineweaver-Burke. A inibição competitiva 
apresenta uma curva de Lineweaver-Burke característica, na qual as 
curvas da reação inibida e não-inibida interceptam o eixo do y em 
1Nmax (Vmax não é alterada). As reações inibida e não-inibida intercep-
tam o eixo do x em pontos diferentes, indicando que o Km aparente é 
aumentado na presença do inibidor competitivo (veja a Figura 5.12). 
A 8 
Vmax -- - - - ---- - ----------------------- - - - - -- - ---- - -- - ---
A velocidade mãxima, Vmax• 
é a mesma na presença de 
um inibidor competitivo 
l 
o 
ICU ..,. 
~ 
., Vmax 
~2 
"C 
ca 
"C ·;:; 
o 
~ 
Sem 
I 
I 
I 
I 
I 
Com inibidor 
competitivo 
!/(Km aparente na presença de - K;;; "'-
~ um inibidor competitivo) --....... 
OLO~t~~~~~~-L~~~-L~~-L~~~~~~~~ -~~~J_~~-L~~~-L~~~ 
[S] 
Km 
Figura 5.12 
A constante de Michaelis, Km, é aumentada 
na presença de um inibidor competitivo 
A. Gráfico do efeito de um inibidor competitivo sobre a velocidade da reação (v
0
) versus substrato [S]. B. Gráfico de 
Lineweaver-Burke para a inibição competitiva de uma enzima. 
4. Estatinas como exemplos de inibidores competitivos. Esse grupo 
de drogas anti-hiperlipidêmicas inibe competitivamente o primeiro 
passo comprometido com a síntese do colesterol. A reação é catalisada 
pela hidroximetilglutarii-CoA-redutase (HMG-CoA-redutase, veja a pág. 
219). As estatinas, tais como a atorvastatina (Liptor) e a sinvastatina 
(Zocor)\ são análogos estruturais do substrato natural dessa enzima 
e competem efetivamente, inibindo a HMG-CoA-redutase. Dessa forma, 
elas inibem a síntese de novo do colesterol e, assim, diminuem os 
níveis plasmáticos de colesterol (Figura 5.13). 
B. Inibição não-competitiva 
Esse tipo de inibição pode ser reconhecido por seu efeito característico 
sobre V max (Figura 5.14). A inibição não-competitiva acontece quando o ini-
bidor e o substrato ligam-se a sítios diferentes sobre a enzima. O inibidor 
não-competitivo pode ligar-se tanto à enzima livre quanto ao complexo ES, 
de modo a impedir que a reação ocorra (Figura 5.15). 
1. Efeito sobre a V max· A inibição não-competitiva não pode ser superada 
pelo aumento daconcentração de substrato. Desse modo, os inibidores 
não-competitivos diminuem a v max da reação. 
2. Efeito sobre o Km. Os inibidores não-competitivos não interferem na 
ligação do substrato com a enzima. Assim sendo, a enzima mostra o 
mesmo Km na presença e na ausência do inibidor não-competitivo. 
3. Efeito sobre a curva de Lineweaver-Burke. A inibição não-compe-
titiva é faci lmente diferenciada da inibição competitiva pela curva 1/v0 
versus 1/[S], onde a V max diminui na presença de um inibidor não-com-
petitivo, enquanto o Km não é alterado (veja a Figura 5.14). 
A 8 
Bioquímica Ilustrada 61 
HMG-CoA-redutase 
Sítio ativo 
H3 
Lovastatina 
( inibidor competitivo) 
Figura 5.13 
HMG-CoA 
(substrato) 
A lovastatina compete com a HMG-
CoA pelo sítio ativo da HMG-CoA-
redutase. 
Vmax 
Sem 
A velocidade máxima, Vmax• é 
reduzida na presença de um 
inibidor não-competitivo 
Inibidor não-
'ô 
~ 
o 
"" o. 
"' <I> 
~Vmax 
-o 2 
Q) 
-o 
"' -o 
"õ 
o 
~ 
o 
o t 
Km 
Figura 5.14 
"'--...__ Com inibidor 
não-competitivo 
[S] 
A constante de Michaelis, Km, não é alterada na 
presença de um inibidor não-competitivo 
A. Gráfico do efeito de um inibidor não-competitivo sobre a velocidade da reação (V
0
) versus substrato [S]. B. Gráfico de 
Lineweaver-Burke para a inibição não-competitiva de uma enzima. 
1 Veja o Capitulo 21 de Farmacologia Ilustrada (2• e 31 edições) para uma discussão acerca de 
drogas usadas para tratar hiperlipidemia. 
62 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
Enzima (E) 
Complexo El 
(i nativo) 
Figura 5.15 
Complexo ES 
Complexo ESI 
(i nativo) 
Um inibidor não-competitivo ligando-
se à enzima e ao complexo enzima-
substrato. 
Vmax 
r--- ---- r - -~- --- - --- ------ -
1 I 
:Z c : 
0 L-------L-
1(0 '- t 
~ t I 
f! ~ I 
l 
I 
I 
r 
t 
Ko,s 
[Substrato I 
Vmax 
Vmax 
r------- ---------- --- - -----
l 
o 
"" (.)> 
"' ~ .. 
'O .. 
'C 
"' 'C 'ü 
o 
;g! 
t 
Ko,s Ko,s Ko,s 
[Substrato I 
Figura 5.16 
Efeito de efetor negativo (-) ou 
positivo(+) sobre uma enzima 
alostérica. A. A V max é alterada. B. A 
concentração de substrato que dá 
metade da velocidade máxima (i<o.s) 
é alterada. 
4. Exemplos de inibidores não-competitivos. Alguns inibidores agem 
pela formação de ligações covalentes com grupos específicos da 
enzima. Por exemplo, o chumbo forma ligações covalentes com os gru-
pos sulfidrila da cadeia lateral da cisteína nas proteínas. A ligação do 
metal pesado mostra uma inibição não-competitiva. A ferroquelatase, 
uma enzima que catalisa a inserção do Fe2+ na protoporfirina (precursor 
do grupo heme, veja a pág. 277), é um exemplo de enzima sensível à 
inibição pelo chumbo. Outros exemplos de inibidores não-competitivos 
são certos inseticidas, cujos efeitos neurotóxicos são resultantes de 
sua ligação irreversível ao sítio catalítico da enzima acetilcolinesterase 
(uma enzima que cliva o neurotransmissor acetilcolina) . 
C. Inibidores enzimáticos como drogas 
Pelo menos metade das dez drogas mais comumente prescritas nos Esta-
dos Unidos age por meio da inibição de enzimas. Por exemplo, os ampla-
mente prescritos antibióticos ~-lactâm icos, como a penicilina e amoxici lina2 , 
atuam inibindo uma ou mais enzimas envolvidas na síntese da parede celu-
lar bacteriana. As drogas também podem agir inibindo reações extracelula-
res. Isso é ilustrado pelos inibidores da enzima conversara de angiotensina 
(ECA) . Eles diminuem a pressão sangüínea por bloquear a enzima, que 
cliva a angiotensina I para formar a forma vasoconstritora, a angiotensina 
11. Estas drogas, que incluem o captopril , o enalapril e o lisinopril, causam a 
vasodilatação e, com isso, uma redução da pressão arterial3. 
VIII. REGULAÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
A regulação da velocidade das reações enzimáticas é essencial para o orga-
nismo coordenar seus numerosos processos metabólicos. As velocidades da 
maioria das enzimas respondem a mudanças na concentração dos substratos, 
pois o nível intracelular de muitos dos substratos se encontra na faixa do Km. 
Dessa forma, um aumento na concentração do substrato é refletido no aumento 
da velocidade de reação, o que tende a fazer a concentração do substrato retor-
nar ao valor normal. Além disso, algumas enzimas com funções reguladoras 
especializadas respondem a efetores alostéricos ou a modificações covalentes, 
ou ainda, possuem a velocidade de sua síntese alterada quando as condições 
fisiológicas são alteradas. 
A. Sítios alostéricos de ligação 
As enzimas alostéricas são reguladas por moléculas chamadas efeto-
res (também chamados de modificadores ou moduladores), os quais 
ligam-se de forma não-covalente a outro s ítio que não o sít io catal ítico . 
Essas enzimas são compostas por subunidades múltiplas e o sítio regu-
latório, o qual liga o efetor, pode estar localizado em uma subunidade 
não-catalítica. A presença de um efetor alostérico pode alterar a afinidade 
da enzima pelo seu substrato ou modificar a atividade catalítica máxima 
da enzima ou ambos. Os efetores que inibem a atividade enzimática são 
denominados efetores negativos, enquanto aqueles que aumentam a 
atividade enzimática são denominados efetores positivos. As enzimas 
a lostéricas geralmente possuem subunidades múltiplas e, freqüente-
mente, catalisam o passo comprometido com a via, no início da rota 
metabólica. 
2 Veja o Capítulo 32 de Farmacologia Ilustrada (38 edição) ou o Capitulo 30 (2ª edição) para uma 
discussão acerca dos inibidores da síntese da parede celular bacteriana. 
3 Veja o Capítulo 19 de Farmacologia Ilustrada (21 e 3ª edições) para uma discussão acerca dos 
inibidores da enzima conversara da angiotensina. 
1. Efetores homotrópicos. Quando o substrato em si alua como efetor, 
o efeito é dito homotrópico. Um substrato alostérico funciona, mais 
freqüentemente, como um efetor positivo. Nesse caso, a presença de 
uma molécula de substrato em um sítio da enzima aumenta as proprie-
dades catalíticas de outros sítios de ligação ao substrato, isto é, seus 
sítios exibem cooperatividade. Essas enzimas apresentam uma curva 
sigmoidal quando a velocidade de reação (v0 ) é relacionada com a 
concentração de substrato [S] (Figura 5.16). Isso contrasta com a curva 
hiperbólica característica da cinética de Michaelis-Menten, conforme 
discutido previamente. (Nota: O conceito de cooperatividade da ligação 
do substrato é análogo à ligação do oxigênio à hemoglobina.) Efetores 
positivos e negativos de enzimas alostéricas podem afetar tanto a v max 
quanto o Km ou ambos (veja a Figura 5.16). 
2. Efetores heterotrópicos. O efetor pode ser diferente do substrato, 
em cujo caso o efeito é dito heterotrópico. Por exemplo, considere a 
inibição por retroalimentação mostrada na Figura 5.17. A enzima 
que converte A em B tem um sítio alostérico, no qual se liga o produto 
final E. Se a concentração de E aumenta (por exemplo, se ele não é 
utilizado tão rapidamente como é sintetizado), a enzima inicial da rota é 
inibida. A inibição por retroalimentação fornece à célula um produto de 
que ela necessita regulando o fluxo de moléculas de substrato em uma 
via que leva à síntese daquele produto. (Nota: Efetores heterotrópicos 
são comumente encontrados; por exemplo, a enzima da via glicolítica 
fosfofrutocinase é alostericamente inibida por citrato, o qual não é subs-
trato da enzima [veja a pág. 97].) 
8 . Regulação de enzimas por modificação covalente 
Muitas enzimas podem ser reguladas por modificação covalente, mais fre-
qüentemente pela adição ou pela remoção de grupos fosfato de resíduos 
específicos de serina, treonina ou t irosina na enzima. A fosforilação de 
proteínas é reconhecida como uma das principais formas pelas quais os 
processos celulares são regulados. 
1. Fosforilação e desfosforilação. As reações de fosforilação e desfos-
forilação são catalisadas por uma família de enzimas, denominadas 
de proteína-cinases, as quais utilizam trifosfato de adenosina (ATP) 
como doador de fosfato. Os grupos fosfato são clivadosde enzimas fos-
foriladas pela ação das fosfoproteínas-fosfatases (Figura 5.18). 
2. Resposta da enzima à fosforilação. Dependendo da enzima especí-
fica, a forma fosforilada pode ser mais ou menos ativa do que a forma 
não-fosforilada. Por exemplo, a fosforilação da glicogênio-fosforilase 
(enzima que degrada o gl icogênio) aumenta sua atividade, enquanto a 
adição de fosfato à enzima glicogênio-sintase (enzima que sintetiza o 
glicogênio) diminui sua atividade (veja a pág.132). 
C. Indução e repressão da síntese de enzimas 
Os mecanismos reguladores descritos previamente modificam a atividade 
de moléculas enzimáticas existentes. Entretanto, as células também podem 
regular a quantidade de enzima presente - em geral alterando a velocidade 
da síntese da enzima. O aumento (indução) ou a diminuição (repressão) da 
síntese da enzima leva a uma alteração na população total de sítios ativos. 
(Nota: Nesse caso, a eficiência das moléculas existentes da enzima não é 
afetada.) As enzimas sujeitas à regulação da síntese em geral são aquelas 
que são necessárias apenas em um estágio do desenvolvimento ou em 
condições fisiológicas especiais. Por exemplo, níveis elevados de insulina, 
Bioquímica Ilustrada 63 
,.,.,..----- ........ , 
/ ' 
/ ' 
~ ' 
e ' A ... 8 ... C ... D ... E ... 
Figura 5.1 7 
Inibição de uma via metabólica por 
retroalimentação. 
ATP Proteína- ADP 
?=< Enzima Enzima 
OH _ >-< oPo3= 
HP04 Fostoproteína- H20 
fosfatase 
Figura 5.18 
Modificação covalente por adição e 
remoção de grupos fosfato. 
64 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
EVENTO REGULADOR EFETOR TÍPICO RESULTADOS TEMPO NECESSÁRIO PARA A ALTERAÇÃO 
Inibição pelo substrato Substrato Altera velocidade (v
0
) Imediato 
Inibição pelo produto Produto Altera V ma• e/ou Km Imediato 
Controle alostérico Produto final Altera V m" e/ou Km Imediato 
Modificação covalente Outra enzima Altera V mu e/ou Km Imediato a minutos 
Síntese e degradação da enzima Hormônio ou metabólito Altera a quantidade da enzima Horas a d ias 
Figura 5.19 
Mecanismos de regulação da atividade enzimática. 
CAPILAR 
m Renovação celular normal 
Figura 5.20 
como resultado de altos níveis de glicose no sangue, levam a um aumento 
na síntese de enzimas-chave no metabolismo da glicose (veja a pág. 97) . 
Em contraste, enzimas que são continuamente utilizadas geralmente não 
são reguladas pela alteração da velocidade de sua síntese. Alterações dos 
níveis enzimáticos como resultado da indução ou da repressão da síntese 
protéica são lentas (de horas a dias), comparadas com as alterações regu-
ladas alostericamente, as quais ocorrem em segundos a minutos. A Figura 
5.19 resume as formas mais usuais pelas quais a atividade enzimática é 
regulada. 
IX. ENZIMAS NO DIAGNÓSTICO CLÍNICO 
As enzimas plasmáticas podem ser classificadas em dois grupos principais. 
Primeiro, um grupo relativamente pequeno de enzimas, que é seletivamente 
secretado no plasma por certos tipos celulares. Por exemplo, o fígado secreta 
os zimogênios (precursores inativos) de enzimas envolvidas na coagulação 
sangüínea. Segundo, um grande número de enzimas é liberado das células 
durante a renovação celular normal. Essas enzimas quase sempre atuam intra-
celularmente e não têm função fisio lógica no plasma. Em indivíduos saudáveis, 
o nível dessas enzimas é razoavelmente constante e representa um estado 
de equilíbri o, no qual a velocidade de liberação dessas enzimas no plasma 
pelas células danificadas é equilibrada por uma velocidade igual de remoção 
do plasma. A presença de atividade enzimática elevada no plasma pode indi-
m Necrose celular como resultado de doença ou trauma 
Liberação de enzimas a partir de células normais e de células doentes ou expostas a um trauma. 
car lesão tecidual, que é acompanhada pela liberação aumentada de enzimas 
intracelulares (Figura 5.20). (Nota: Plasma é o flu ido, a parte não-celular do 
sangue. Exames de laboratório para atividades enzimáticas mais freqüente-
mente utilizam o soro, o qual é obtido pela centrifugação do sangue total após 
ele ter coagulado. O plasma é um líquido fisiológico, enquanto o soro é prepa-
rado no laboratório.) 
A. Alterações dos níveis plasmáticos de enzimas em doenças 
Muitas doenças que causam lesão tecidual resultam no aumento da libera-
ção das enzimas intracelulares no plasma. As atividades de muitas dessas 
enzimas são rotineiramente determinadas para fins de diagnóstico em 
doenças do coração, do fígado, do músculo esquelético e de outros teci-
dos. O nível de atividade enzimática específica no plasma freqüentemente 
está relacionado com a extensão da lesão tecidual. Assim, a determinação 
do grau de aumento da atividade de uma determinada enzima no plasma 
em geral é útil para a avaliação do prognóstico do paciente. 
B. Enzimas plasmáticas como ferramentas diagnósticas 
Algumas enzimas apresentam atividade relativamente alta em apenas 
alguns tecidos. A presença de um aumento do nível dessas enzimas no 
plasma reflete uma lesão do referido tecido. Por exemplo, a enzima alanina-
aminotransferase (ALT, veja a pág. 248) é abundante no fígado. O apareci-
mento de níveis elevados de ALT no plasma sinaliza uma possível lesão do 
tecido hepático. O aumento no nível plasmático de enzimas com uma ampla 
distribuição tecidual permite uma indicação menos específica sobre o sítio 
da lesão celular. Essa falta de especificidade tecidual limita o valor diagnós-
tico de muitas enzimas plasmáticas. 
C. lsoenzimas e doença cardíaca 
A maioria das isoenzimas (também chamadas isozimas) são enzimas que 
catalisam a mesma reação. Entretanto, elas não têm necessariamente as 
mesmas propriedades físicas, devido a diferenças geneticamente determi-
nadas na seqüência de seus aminoácidos. Por essa razão, as isoenzimas 
podem conter diferentes números de aminoácidos carregados e, portanto, 
podem ser separadas umas das outras por eletroforese (Figura 5.21 ). Dife-
rentes órgãos freqüentemente contêm proporções características de diferen-
tes isoenzimas. O padrão de isoenzimas encontrado no plasma pode, desse 
modo, servir para identificar o sítio da lesão tecidual. Por exemplo, os níveis 
plasmáticos de creatina-cinase (CK) e de /actato-desidrogenase (LDH) são 
comumente determinados para o diagnóstico do infarto do miocárdio. Eles 
são particularmente úteis quando o eletrocardiograma é de difícil interpreta-
ção, como quando tenha havido episódios prévios de doença cardíaca. 
1. Estrutura quaternária das isoenzímas. Muitas isoenzimas contêm 
diferentes subunidades, em várias combinações. Por exemplo, a crea-
tina-cinase ocorre como três isoenzimas. Cada isoenzima é um dímero, 
composto por dois pol ipeptídeos (chamados subunidades B e M) asso-
ciados em três combinações: CK1 = BB, CK2 = MB e CK3 = MM. Cada 
uma das isoenzimas da CK apresenta uma mobilidade eletroforética 
característica (veja a Figura 5.21 ). 
2. Diagnóstico do infarto do miocárdio. O músculo miocárdico é o 
único tecido que contém mais de 5% da atividade total da CK como 
a isoenzima CK2 (MB). O aparecimento dessa isoenzima híbrida no 
plasma é praticamente específico para o infarto do miocárdio. Após um 
infarto agudo do miocárdio, essa isoenzima aparece (em cerca de 4 a 8 
Bioquímica Ilustrada 65 
Direção da migração 
CK1 CK2 CK3 
Q . o 
As isoenzimas da CK são 
carregadas negativamente e 
migram em di reção ao ànodo. 
Origem 
lnfarto do 
miocárd io 
Normal 
Figura 5.21 
Estrutura das subunidades e 
mobilidade eletroforética das 
isoenzimas da creatina-cinase. 
66 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
t 
24 48 
Horas 
ln farto 
Figura 5.22 
Surgimento da creatina-cinase (CK) 
e da /actato-desidrogenase (LDH) no 
plasma após um infarto do miocárdio. 
3. 
horas do início da dor torácica) e atinge um pico de at ividade em apro-
ximadamente 24 horas (Figura 5.22) . (Nota: A atividade da lactato-desi-
drogenase também está elevada no plasma após um infarto, atingindo 
um pico em 36 a 40horas após o início dos sintomas. A atividade da 
LDH apresenta, assim, valo r diagnóstico para pacientes admitidos mais 
de 48 horas após o infarto - um período no qual a CK2 pode fornecer 
resultados equivocados.) 
Novos marcadores para o infarto do miocárdio. Troponina T e 
troponina I são proteínas reguladoras, envolvidas na contratilidade 
do miocárdio. Elas são liberadas para o plasma em resposta ao dano 
cardíaco. Níveis elevados de troponinas no soro são mais preditivos de 
conseqüências adversas de uma angina instável ou de um infarto do 
miocárdio do que o ensaio convencional da CK2. 
X. RESUMO DO CAPÍTULO 
Enzimas são proteínas catalisadoras que aumentam a velocidade de uma 
reação química por diminuir a energia do estado de t ransição. As molécu-
las de enzimas não são consumidas durante a reação que catalisam. Elas 
contêm uma região específ ica ou uma "fenda" chamada de sítio ativo. 
Este contém cadeias laterais de aminoácidos que criam uma superfície tri-
dimensional complementar ao substrato. Ele liga o substrato, formando um 
complexo enzima-substrato (ES). O ES é convertido no complexo enzima-
produto (EP), o qual é subseqüentemente d issociado em enzima e produto. 
Uma enzima permite que a reação p roceda rapidamente em condições 
existentes dentro da célula, por facilita r uma via alternativa de reação com 
uma menor energia livre de ativação. A enzima não altera a energia livre 
dos reatantes e dos produtos e, assim, não altera o equilíbrio da reação. A 
maioria das enzimas apresenta a cinética de Michaelis Menten. Um gráfico 
relacionando a velocidade inicial da reação, V0 , contra a concentração de 
substrato, [S] , tem um formato hiperbólico, semelhante à curva de disso-
ciação do oxigênio da mioglobina. Qualquer substância capaz de diminuir a 
velocidade de uma reação catalisada por enzima é chamada de inibidor. Os 
dois tipos mais comuns de inibição são a competitiva (a qual aumenta o Km 
aparente) e a não-competitiva (na qual a V max é diminuída). Em contraste , 
as enzimas alostéricas, com múltiplas subunidades, freqüentemente mos-
tram uma curva sigmoidal, com aspecto semelhante à curva de dissociação 
do oxigênio da hemoglobina. Essas enzimas são freqüentemente encontra-
das catalisando passos comprometidos (limitantes da velocidade) de 
uma via. As enzimas alostéricas são reguladas por moléculas chamadas de 
efetores (também modificadores), que ligam-se de fo rma não-covalente em 
outro sítio, que não o sítio ativo. Os efetores podem ser positivos (acele ram 
as reações catalisadas pelas enzimas) ou negativos (diminuem a velocidade 
da reação). Um efetor alostérico pode a lterar a afinidade da enzima pelo seu 
substrato ou modificar a atividade catalít ica máxima da enzima ou ambos. 
Enzimas 
são 
Cataltsadores 
que contém 
Sítio(s) ativo(s) 
que é uma fenda 
na superfície da 
enzima, complementar 
à estrutura 
do substrato 
permitindo 
t 
A ligação do substrato 
I 
que leva à 
~ 
que leva ao 
~ 
( Aumento da velocidade S __. P ~ 
mas 
Não altera o 
equilfbrio da reação 
Catálise 
é estudata usando 
Modelos de reação 
por exemplo 
E+ S __. ES __. E+ P 
que leva a 
t 
Equações cinéticas 
por exemplo 
Equação de 
Michaelis-Menten: 
Vmax · [S) 
Vo=---
Km+[S) 
I 
a qual prediz 
t 
Como variações na [S] 
afetam v0 
por exemplo, para Michaelis·Menlen: 
A curva de (S) versus 
v0 é hiperbólica 
Quando a [S) é muito 
maior que o Km, a 
velocidade da reação 
é independente da [S] 
o que é chamado 
~ 
Ordem zero 
Bioquímica Ilustrada 67 
Velocidade das reações enzimáticas 
geralmente é influenciada por 
t 
• Concentração da enzima 
• Temperatura 
• Co-fatores 
•pH 
• Concentração do substrato 
• Modificação covalente 
• Inibidores 
classificados como 
quando 
quando 
t 
Km não é alterado 
Vmax diminui 
[S) 
Enzimas alostéricas 
I 
geralmente 
t 
• São compostas por múltiplas 
subunidades 
• Catalisam reações limitantes 
de velocidade 
• Ligam o substrato cooperati-
vamente 
Quando [S) = Km 
então v0 = 1/ 2 V max 
• Apresentam uma curva 
sigmoidal quando se constrói 
um gráfico de v0 versus [S) 
Figura 5.23 
Quando a [S] é menor 
que Km, a velocidade 
da reação é 
proporcional à [S) 
I 
o que é chamado 
• Ligam-se a efetores alosté-
ricos diferentes do substrato 
I 
levando à 
levando a 
t 
Alterações na V max ou na afini-
dade pelo substrato ou ambos 
Mapa de conceitos-chave para enzimas. S =substrato, [S] = concentração de substrato, P = produto, E = enzima, V
0
= 
velocidade inicial , V max =velocidade máxima, Km= constante de Michaelis. 
68 Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier 
Questões para Estudo 
Escolha a ÚNICA resposta correta. 
5.1 Um inibidor competitivo de uma enzima: 
A. aumenta Km sem afetar a V max; 
B. diminui Km sem afetar a V max; 
C. aumenta V max sem afetar Km; 
D. diminui Vmax sem afetar Km; 
E. diminui ambos, Km e Vmruc 
5.2 A constante de Michaelis, Km, é: 
A. numericamente igual a Y2 V max; 
B. dependente da concentração da enzima; 
C. independente do pH; 
D. numericamente igual à concentração do substrato que corres-
ponde à metade da velocidade máxima; 
E. aumentada na presença de um inibidor não-competitivo. 
5.3 Um homem de 70 anos foi admitido no setor de emergência com 
um histórico de 12 horas de dor no peito. A medida da creatina-
cinase (CK) no soro foi determinada na admissão (no 1º dia) e 
novamente no dia seguinte (Figura 5.24). No segundo dia após a 
admissão, ele apresentou arritmia cardíaca, a qual cessou após 
3 ciclos de cardioconversão elétrica, os dois últimos com máximo 
de energia. (Nota: A cardioconversão é feita colocando-se duas 
placas com 12 cm de diâmetro em contato firme com o peito e 
aplicando-se uma breve diferença de voltagem.) O ritmo cardíaco 
normal foi estabelecido. Ele não apresentou arritmia recorrente 
nos dias consecutivos. Sua dor no peito diminuiu e ele foi liberado 
no décimo dia. Qual das afirmações a seguir é mais consistente 
com os dados apresentados? 
A. O paciente teve um infarto do miocárdio 48 a 64 horas antes 
de sua admissão. 
B. O paciente teve um infarto do miocárdio no 2º dia. 
C. O paciente teve angina antes da admissão. 
D. O paciente teve uma lesão no músculo esquelético no 2º dia. 
E. Os dados não permitem qualquer conclusão sobre um infarto 
do miocárdio antes ou depois de sua admissão no hospital. 
Resposta correta = A. Na presença de um inibidor competitivo, 
uma enzima parece ter menor afinidade pelo substrato, mas 
quando a concentração de substrato é aumentada, a veloci-
dade observada se aproxima de V max· (Veja o painel B, Figuras 
5.12 e 5. 14, para uma comparação dos efeitos de inibidores 
competitivos e não-competitivos.) 
Resposta correta = D. Lembre que o Km tem a dimensão 
de concentração e é uma característica de uma enzima em 
determinadas condições de reação. O Km não depende da 
concentração da enzima, mas pode variar com o pH. Um ini-
bidor não-competitivo diminui a V max• mas não altera o Km (veja 
a Figura 5.14 ). 
MM 
MM 
Paciente Paciente 
\ \ 
Normal 
Na admissão 
(Dia 1) 
Figura 5.24 
12 horas após 
cardioconversão 
(Dia 2) 
Níveis séricos de creatina-cinase. 
Resposta correta = D. O padrão da isoenzima CK na admissão 
mostrou a isoenzima MB elevada, indicando que o paciente 
apresentou um infarto do miocárdio nas 12 a 24 horas ante-
riores. (Nota: Em 48 a 64 horas depois do infarto, a isoenzima 
MB deveria retornar aos valores normais.) No 2° dia, 12 horas 
após as cardioconversões, a isoenzima MB havia diminuído, 
indicando não haver lesão posterior no coração. Entretanto, 
o paciente apresentou um aumento da isoenzima MM após a 
cardioconversão. Isso sugere lesão muscular, provavelmente 
resultante da contração convulsiva do músculo causada pela 
cardioconversão repetitiva. A angina é tipicamente o resultado 
de espasmos transitórios na vasculatura cardíaca, e não seria 
de se esperar que levasse à morte tecidual que resultaria no 
aumento da c reatina-cinasesérica.