Enzimas parte 2

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ENZIMAS
Parte 2
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR
DISCIPLINA: INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA
PROFA: DANIELE DE OLIVEIRA B SOUSA
Fatores que afetam a velocidade das reações
enzimáticas
 pH ;
 temperatura;
 concentração das enzimas;
 concentração dos substratos;
 presença de inibidores.
Fatores que afetam a atividade enzimática
pH – variações no pH causarão alterações no estado de ionização dos
componentes do sistema principalmente nas cadeias laterais dos
aminoácidos no sítio ativo.
Efeito do pH
Efeito do pH
ENZIMA pH ÓTIMO
Pepsina 1,5
Tripsina 7,7
Catalase 7,6
Arginase 9,7
Fumarase 7,8
Temperatura
A taxa de reação aumenta, como se observa na maioria
das reações químicas;
Depois de certo ponto, a estabilidade da proteína
decresce devido a desnaturação térmica.
Repouso (frio) – 30 C
Exercício físico intenso – 42 C 
Tecido 
muscular
ENZIMA TEMPERATURA ÓTIMA (°C)
Pepsina 31,6
Tripsina 25,5
Urease 20,8
Efeito da Temperatura
Concentração da enzima
A velocidade aumenta quando se adiciona mais 
enzima ao sistema
Concentração do substrato
vo
[S]
Vmax
Substâncias que interferem na ação de uma enzima e 
desaceleram a velocidade de uma reação.
Podem ser endógenos ou exógenos
Inibidores enzimáticos
Reguladores
Ex: medicamentos 
(sulfonamidas), 
pesticidas
•Inibidores reversíveis – podem ligar-se à enzima
e ser liberado em seguida, deixando-a em sua
condição original.
•Competitivo
•Incompetitivo
• Não-competitivo
•Inibidores irreversíveis – reagem com a enzima
produzindo uma proteína que deixa de ser
enzimaticamente ativa de tal modo que a enzima
original não pode ser regenerada.
Inibidores enzimáticos
Inibidor competitivo
Inibidor competitivo
Inibidor competitivo
Inibidor competitivo
Inibidor competitivo
DNA polimerase viral Replicação do vírus HIV
Exemplo de efeito terapêutico
AZT (Zidovudine)
Inibidor competitivo
Envenenamento por metanol
Metanol Formaldeído
Álcool desidrogenase
Etanol Acetaldeído
Álcool desidrogenase
Gráfico de Lineweaver-Burk
Inibidor competitivo
O efeito da inibição competitiva é o aumento da Km. O aumento 
da [S] supera os efeitos do inibidor e a Vmax não é afetada.
Inibidor competitivo
V0 = Vmax x [S]
Km + [S]
 Km = K aparente
V0 = Vmax x [S]
Km + [S]
Inibidor não-competitivo
Não apresentam qualquer semelhança estrutural com o 
substrato da reação que inibem.
Inibidor não-competitivo
O efeito da inibição não competitiva é a diminuição da Vmax
mas o Km não é afetado pois ainda produzirá metade da 
nova atividade máxima.
Inibidor não-competitivo
Metais pesados (Hg2+, Pb2+ e Ag+)
Inibidor Incompetitivo
O inibidor somente se liga ao complexo ES
Inibidor Incompetitivo
Inibidor Incompetitivo
Liga-se em um sítio distinto do sítio ativo do 
substrato e apenas ao complexo ES. 
V0 = Vmax x [S]
Km + ’ [S]
Vmax ficará diminuída (Vmax /) 
Inibidor Incompetitivo
O efeito da inibição incompetitiva é a diminuição da Vmax e 
do Km pois a [S] necessária para atingir metade da Vmax 
diminui por um fator ’. 
Inibidor misto
Liga-se a um sítio distinto do sítio ativo do substrato mas, liga-
se tanto à enzima livre (E) como ao complexo ES.
Condição
Km
(mM)
Vmáx
(mmol/min)
sem inibidor 1,0 45
+ inibidor competitivo
3,0 
(aumenta)
45
(constante)
+ inibidor não-competitivo (misto)
1,0 
(constante)
10
(diminui)
+ inibidor incompetitivo 0,5 (diminui)
10
(diminui)
Inibidor irreversível
Inibidor irreversível
Ex 1 - Cianeto – Inibe enzimas da cadeia
respiratória
Ex 2 - Pesticidas inibem o sítio da
acetilcolinesterase (interação com resíduos de
serina)
Enzimas reguladoras
Grupos de enzimas que trabalham juntas em vias seqüenciais
para realizar um certo processo metabólico. Nessas seqüências o
produto da reação de uma enzima é o substrato da próxima.
Enzimas reguladoras – são enzimas que causam 
aumento ou diminuição da atividade catalítica devido a 
alterações conformacionais dela própria provocadas por 
ligação de compostos ou grupos à cadeia polipeptídica.
Normalmente são enzimas que apresentam 
mais de uma subunidade.
Enzimas reguladoras
Qdo modulador = substrato – Homotrópica
Qdo modulador  substrato - Heterotrópica 
Principais classes:
• Enzimas alostéricas (reguladas por modificação 
não-covalente);
• Enzimas reguladas por modificação covalente 
reversível.
Enzimas reguladoras
Proteínas Alostéricas
São proteínas que mudam de 
forma ou conformação quando se 
ligam a um modulador.
Enzimas Alostéricas
Enzimas alostéricas
Funcionam através da ligação não-covalente e reversível 
de um metabólito regulador chamado modulador
Possuem um ou mais sítios reguladores ou alostéricos 
para a ligação do modulador. Cada sítio regulador é 
específico para seu modulador.
Enzimas alostéricas
Enzimas alostéricas
Enzimas alostéricas
Algumas diferenças em relação às outras 
enzimas
•Além do sítio ativo possuem um ou mais sítios
reguladores ou alostéricos.
•Possuem estrutura maior e mais complexa (mais
de uma subunidade).
•Apresentam comportamento cinético diferente.
Enzima alostérica aspartato 
transcarbamoilase
Enzimas alostéricas – Importantes nas vias 
metabólicas
Exemplo de inibição por 
retroalimentação
Conversão de L-treonina em L-
isoleucina
Enzimas alostéricas
•A designação Km não
existe.
•Comportamento cinético
sigmóide – interações
cooperativas entre
subunidades protéicas.
Enzimas reguladas pela modificação 
covalente reversível
Grupos químicos são ligados covalentemente e removidos 
da enzima reguladora por enzimas diferentes.
Exemplos de grupos químicos - fosfato, adenosina 
monofosfato, grupos metil, etc.
Enzimas reguladas pela modificação 
covalente reversível
Zimogênio
Precursor inativo 
da enzima que é 
clivado para 
formar a enzima 
ativa
Enzimas reguladas pela proteólise de 
precursores de enzima