Enzimas resumo

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Enzimas
• São duas as condições para haver vida: 
· O organismo precisa conseguir se auto replicar.
· Ele deve ser capaz de catalisar reações químicas com eficiência e seletividade. 
 A conversão de sacarose em H2O e CO2 é um processo altamente exergônico.
Libera calor e energia que pode ser usada para pensar, mover-se, sentir gostos e enxergar. 
· O açúcar pode permanecer anos na prateleira sem sofrer qualquer alteração química.
· Por que quando ingerimos a sacarose ela é convertida em energia em segundos? 
· A diferença é a catalase
Condições ideais para a vida → habilidade dos organismos para catalisar reações químicas de maneira eficiente. 
A catálise é realizada por enzimas. 
A catálise biológica é reconhecida desde os anos 1700 em estudos de digestão de carne por secreções de estômago.
*A enzima pega um composto e transforma em outro material, porém as substâncias químicas não são modificadas.
A maioria das enzimas é proteína, exceto um pequeno grupo de RNAs catalíticos,todas as enzimas são proteínas. 
Se uma enzima for desnaturada a atividade catalítica é perdida. Então, as estruturas proteicas, primárias, secundárias e terciárias são essenciais no processo de catálise. 
· As enzimas são proteínas altamente especializadas
· Tem especificidade por seus substratos 
· São catalisadores de reações químicas 
(temperatura e pH estão associados com a desnaturação das enzimas)
Enzimas – atividade da catalase
Enzimas 
Catalisadores aumentam a velocidade das reações químicas. Diminuir a energia de ativação sem afetar a reação. 
As enzimas diminuem a energia de ativação das reações químicas
Modelo → chave-fechadura para atividade enzimática
· A enzima tem que ser complementar ao seu substrato → modelo chave e fechadura.
· A enzima tem que ser complementar ao estado de transição → para haver catálise.
Atividade catalítica
A atividade catalítica depende da integridade da conformação nativa da proteína, ou seja, se estiver desnaturada, a atividade catalítica da enzima estará comprometida.
 ● Sítio ativo → é o local onde o substrato se liga. 
● Quando o substrato se liga ao sítio ativo forma-se o complexo enzima-substrato. 
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Componentes da reação enzimática 
Existem cofatores como o ferro por exemplo, para a proteína hemoglobina para poder trabalhar bem. 
Enzimas
Enzimas são altamente específicas
· Uma enzima normalmente catalisa uma única reação química ou um grupo muito próximo de reações.
Enzimas 
Tripsina → Quebra a ligação peptídica entre resíduos de lisina e arginina apenas. ESPECIFICIDADE 
Algumas enzimas requerem cofator
O cofator pode ser um íon: Mg+, Zn2+, Fe2+ , Mn2+, Cu2+ ou uma molécula orgânica: coenzima A (CoA), flavina adenina dinucleotídeo (FAD), e nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD).
Amilase salivar 
A enzima amilase salivar requer um cofator que é o íon cloreto Cl- , que aumenta a sua atividade catalítica na hidrólise do amido. 
Nós temos amilase salivar na saliva. Sem o seu cofator ela trabalha menos.
Enzimas
Uma coenzima ou íon que é ligado covalentemente à enzima é chamado de grupo prostético.
Na hemoglobina existe o grupo heme (grupo prostético) → onde o ferro está presente na molécula. 
Nomenclatura e classificação 
Algumas enzimas são nomeadas pela adição do sufixo-ase ao nome do substrato ao catalisam. Por exemplo, acetilcolinesterase (AChE), glicogênio fosforilase, sacarase, lactase.
· Outras o nome não tem relação com os substratos que catalisam como a tripsina ou pepsina.
Enzimas são classificadas pelas reações que catalisam 
· Oxidação e hidrólise
Enzimas são classificadas pelas reações que catalisam 
Enzimas são classificadas pelas reações que catalisam
Fatores que afetam a velocidade da reação 
Concentração de substrato
· A velocidade de uma reação é o número de moléculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo. A velocidade é expressa como µmol/min.
Temperatura 
· A velocidade de uma reação aumenta com a temperatura, até um pico de velocidade ser atingido. Uma elevação maior na temperatura resulta em redução na velocidade de reação como resultado da desnaturação da enzima induzida pela temperatura. 
O efeito da temperatura na atividade enzimática
A temperatura ótima para a atividade de enzimas humanas está entre 35°C e 40°C. 
Fatores que afetam a velocidade da reação 
A concentração de H+ afeta a velocidade da reação de várias maneiras:
 • A atividade específica de uma enzima requer que um grupo esteja na forma protonada NH3+. Em pH alcalino esse grupo não será alcalino. 
• Valores extremos de pH podem levar a desnaturação da enzima. 
• O pH ótimo varia de acordo com a enzima. 
Fatores que afetam a velocidade da reação - pH 
Modelo de Michaelis-Menten
Nesse modelo a enzima combina-se reversivelmente com o substrato (ES) que subsequentemente se dissocia, formando o substrato e regenerando a enzima livre. 
· S é o substrato
· E é a enzima
· ES é o complexo enzima-substrato
· P é o produto
· k1, k-1 e k2 são constantes de velocidade
Equação de Michaelis-Menten 
· V0= velocidade inicial da reação
· Vmáx = velocidade máxima
· Km= constante de MichaelisMenten = (K-1+K2)/k1
· [S] = é a concentração de substrato 
Equação de Michaelis-Menten 
· A concentração de substrato [S] é muito maior do que a concentração da enzima [E].
· A concentração [ES] não varia com o tempo;
· A velocidade inicial é medida assim que a enzima se mistura com o substrato. Nesse momento a concentração de produto é muito pequena. 
Características do Km
· O Km (constante de MichaelisMenten) é característico de cada e enzima e reflete a afinidade da enzima pelo substrato.
· O Km é igual a concentração de substrato em que a velocidade da reação é igual a ½Vmáx. 
· O km não varia com a concentração da enzima. 
Km baixo 
O Km baixo reflete alta afinidade da enzima pelo substrato, pois baixa [ ] de substrato é necessária para atingir a metade da saturação da enzima, ou seja, atingir a velocidade igual a ½Vmáx.
Km alto
O Km alto reflete baixa afinidade da enzima pelo substrato, pois é necessária uma alta concentração de substrato para atingir a metade da saturação da enzima. 
Relação entre velocidade e concentração de enzima
A velocidade da reação é claramente proporcional a concentração de enzima. 
Por exemplo, se a concentração da enzima cair pela metade, a V0 e a Vmáx também vão ser reduzidas pela metade.
A concentração de substrato [S] e a velocidade de reação
Quando a concentração de substrato [S] é muito menor do que o Km.
	· A velocidade da reação é proporcional à concentração de substrato [S].
· Quando a [S] é muito maior do que o Km, a velocidade é constante e igual a Vmáx.
Inibição enzimática 
Os inibidores deixando lento ou até mesmo inibem as reações enzimáticas.
]
Inibidores irreversíveis 
· proteína α1-antitripsina→ inibe a tripsina
· Anticolinesterásicos → inibem a acetilcolinesterase
Mecanismo de ação dos antipiréticos
Regulação enzimática 
Enzimas trabalham em cadeias de reações químicas 
A atividade de uma enzima ou via de reações químicas e pode ser estimulada ou inibida a depender das necessidades do organismo. 
· Enzimas alostéricas 
· Modificação covalente reversível 
Enzimas alostéricas 
· São reguladas de maneira não covalente e reversível
· Um exemplo é a biossíntese do aminoácido isoleucina a partir da treonina por cinco reações químicas
· Quando a [ ] de isoleucina atinge um nível alto a primeira enzimada via é inibida. 
Regulação alostérica por feedback negativo
Regulação enzimática 
Regulação covalente -> Fosforilação
Atividade das enzimas também podem ser regulada por modificações covalentes, tais como a adição de grupos fosfato 
Enzimas alostéricas 
· O comportamento da cinética sigmóide em geral reflete interações cooperativas entre subunidades proteicas.
· Enzimasalostéricas tem comportamento cinético sigmóide.
· Elas podem sofrer ação de moduladores sendo inibidas ou ativadas.
Regulação alostérica 
· Um modulador positivo diminui o Km da enzima e a velocidade de catálise fica maior.
· Um modulador negativo aumenta o Km da enzima e a velocidade de catálise fica menor. Precisa adicionar mais substrato para atingir a velocidade máxima. 
Regulação alostérica 
· Um modulador positivo aumenta a Vmáx de catálise da enzima.
· Um modulador negativo diminui a Vmáx de catálise da enzima. 
Fármacos inibidores catalíticos 
Fármacos e regulação enzimática 
Antibióticos como a penicilina e amoxicilina (modificam a atividade da transpeptidase) impedindo a síntese da parece celular das bactérias. 
Importância na odontologia