Enzimas: Classificação, Mecanismos e Regulação

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Classificação Internacional de Enzimas
Classe Tipo de Reação Catalisada
Óxidoredutases Transferência de elétrons
Transferases Reações de transferência de grupos
Hidrolases Reações de hidrólise
Liases Adição de grupos em ligações duplas ou formação de 
ligações duplas por remoção de grupos
Isomerases Transferência de grupos na moléculas, dando formas 
isoméricas
Ligases Formação de ligações C-C, C-S, C-O e C-N por reações 
de condensação acopladas à clivagem de ATP
Aumento na Velocidade das Reações
Ciclofilina 105
Anidrase carbônica 107
Triose fosfato isomerase 109
Carboxipeptidase A 1011
Fosfoglicomutase 1012
Succinil-CoA transferase 1013
Urease 1014
Oritidina monofosfato descarboxilase 1017
PROTEÍNA
APOENZIMA
COFATOR
Pode ser:
• íon inorgânico
• molécula orgânica
Coenzima
HOLOENZIMA
EFEITO DOS COFATORES
Algumas enzimas requerem um componente adicional para
exercerem sua atividade →→→→ COFATOR
+
Alguns Elementos Inorgânicos que Funcionam como Cofatores de 
Enzimas
Cu2+ Citocromo oxidase
Fe2+ ou Fe3+ Citocromo oxidase, catalase, peroxidase
K+ Piruvato quinase
Mg2+ Hexoquinase, Glicose 6-fosfato, piruvato quinase
Mn2+ Arginase, ribonucleotídeo redutase
Mo Dinitrogenase
Ni2+ Urease
Se Glutationa peroxidase
Zn2+ Anidrase carbônica, álcool desidrogenase, 
carpoxipeptidases A e B
Algumas Coenzimas que Servem Como Carreadores de Átomos Específicos 
ou Grupos Funcionais
Coenzima Grupos Transferidos Precursor em mamíferos
Biocitina CO2 Biotina
Coenzima A Grupos acila Ácido pantotênico e outros 
compostos
Coenzima B12 Átomos de H e grupos alquila Vitamina B12
Flavina adenina 
dinucleotídeo (FAD)
Elétrons Riboflavina (vitamina B2)
Ácido lipóico Elétrons e grupos acila Não requerido na dieta
Nicotinamida 
adenina 
dinucleotídeo (NAD)
Íon hidreto Ácido nicotínico (niacina)
Piridoxal fosfato Grupos amina Piridoxina (vitamina B6)
Tetrahidrofolato Grupos com 1 C Ácido fólico
Tiamina pirofosfato Aldeídos Tiamina (vitamina B1)
COMO AS ENZIMAS TRABALHAM ?
SUBSTRATO DA QUIMOTRIPSINA
SÍTIO ATIVO
Hidrólise de amidas catalisada por quimotripsina
A eficiência da catálise enzimática deriva da
ligação do reagente (substrato) à enzima.
A
L
T
E
R
A
Ç
Ã
O
 
D
A
 
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N
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G
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N
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C
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T
A
L
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S
A
D
A
S
QUÍMICA DO SÍTIO ATIVO
LIGAÇÃO ENZIMA/SUBSTRATO
a) Sem enzima
b) Enzima complementar ao substrato
c) Enzima complementar ao estado de transição
Fatores que Alteram a Velocidade de 
Reações Enzimáticas
Fatores que Alteram a Velocidade de 
Reações Enzimáticas
Pepsina Glicose 6-fosfatase
pH ótimo
Fatores que Alteram a Velocidade de 
Reações Enzimáticas
Equação de 
Michaelis-Menten
Hipérbole
Concentração de substrato, [S] (mM)
V
e
l
o
c
i
d
a
d
e
 
i
n
i
c
i
a
l
,
 
V
0
(
µ
µ µ
µ
M
/
m
i
n
)
[S] >>>>[E]
Tratamento de Lineweaver-Burke 
(gráfico duplo-recíproco)
Devido à dificuldade para 
determinar Vmáx pela equação 
de Michaelis-Menten
y = a . x + b
Km para Algumas Enzimas e Substratos
Enzima Substrato Km (mM)
Catalase H2O2 25
Hexoquinase (cérebro) ATP
Glicose
Frutose
0,4
0,05
1,5
Anidrase carbônica HCO3- 26
Quimotripsina Gliciltirosinilglicina
N-benzoiltirosinamida
108
2,5
β-Galactosidase Lactose 4,0
Treonina desidratase Treonina 5,0
INIBIDORES IRREVERSÍVEIS
� ASPIRINA → transfere de forma irreversível seu grupo acetil para um grupo OH de um resíduo de
serina da enzima cicloxigenase.
� PENICILINA → ANTIBIÓTICO → liga-se especificamente a enzimas da via de síntese da parede
celular bacteriana.
� COMPOSTOS ORGANOFOSFORADOS → AGROTÓXICOS → formam ligações covalentes com o
grupo OH de resíduos de serina.
� IODOACETAMIDA → reage com o grupo SH de resíduos de cisteína.
� Inibidor se liga à enzima formando um complexo ESTÁVEL, pois forma-se 
uma ligação COVALENTE entre o inibidor e a enzima.
INIBIDORES REVERSÍVEIS
� Inibidor se liga à enzima de forma não covalente, ie, LIGAÇÃO FRACA.
INIBIDORES COMPETITIVOS
Inibição competitiva altera afinidade enzima/substrato. Altera Km mas não altera Vmáx.
CARACTERÍSTICAS DESTES INIBIDORES:
� Substrato e inibidor ligam-se ao mesmo sítio, pois
apresentam configurações espaciais semelhantes.
INIBIDORES COMPETITIVOS
Exemplo
INIBIDORES NÃO COMPETITIVOS
CARACTERÍSTICAS DESTES INIBIDORES:
� Substrato e inibidor ligam-se a sítios diferentes,
pois apresentam estruturas químicas diferentes;
� Alteram conformação da enzima, diminuindo a
velocidade da reação.
Inibição não competitiva não altera afinidade enzima/substrato. Não altera Km mas 
diminui Vmáx.
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA-ENZIMAS ALOSTÉRICAS
� O percentual da enzima que se encontrará na forma
ativa ou inativa depende da concentração do
Efetuador Alostérico.
� A presença de sítios distintos para efetores positivos
ou negativos permite o ajuste da velocidade em uma
ampla faixa de substrato.
SÍTIO CATALÍTICO
SÍTIO ALOSTÉRICO
Enzima 
Ativa
EFETUADORES OU 
MODULADORES
ENZIMAS 
ALOSTÉRICAS
POSITIVOS 
(MAP)
NEGATIVOS 
(MAN)
Enzima 
Inativa
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA-ENZIMAS ALOSTÉRICAS
Efetores positivos
Efetores negativos
As enzimas alostéricas:
� São encontradas em todas as vias metabólicas (fator de economia celular e etapa
limitante);
� Tem atividade aumentada ou diminuída em função de sinais;
� Catalisam reações irreversíveis (início da via);
� São oligoméricas com pelo menos dois sítios distintos;
� Tem curva sigmóide e efeito de cooperatividade.
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA-ENZIMAS ALOSTÉRICAS
Enzima pouco ativa
Enzima ativada
Complexo enzima-
substrato ativado
Inibição por feedback
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA POR MODIFICAÇÃO 
COVALENTE
Fosforilase b
(menos ativa)
Fosforilase a
(mais ativa)
Fosforilase 
quinase
Fosforilase 
fosfatase
Modificação covalente
Resíduos de aminoácidos suscetíveis à 
modificação covalente
Fosforilação
Adenilação
Uridilação
ADP-ribosilação
Metilação
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA-ZIMOGÊNIOS