Inibição e regulação enzimática

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Os inibidores das enzimas são agentes molecula-
res que interferem com a catálise, diminuindo ou
interrompendo as reações enzimáticas
Agentes farmacêuticos são exemplos de inibido-
res enzimáticos
Ex: aspirina inibe o primeiro passa na síntese das
prostaglandinas
Existem alguns tipos de inibição enzimática que
são distinguidos por cinética enzimáticaInibição reversível
Inibição competitivaInibição competitivaInibição competitiva
O inibidor competitivo compete com o substrato
pelo sítio ativo da enzima
Os inibidores competitivos são semelhantes a es-
trutura molecular do substrato
Competem para se ligarem reversivelmente ao
sítio ativo, mas não são transformados pela enzi-
ma (complexo EI não leva à catálise)
Essas ligações transitórias afetam negativamente
a eficiência da enzima
Lembrando que: quanto maior o Km, maiores
quantidades de substrato p atingir metade da ve-
locidade máxima
Aumento do Km = diminuição da afinidade da enzi-
ma pelo substrato
A competição pode se tornar favorável ao subs-
trato pela adição de mais substrato
Quando a concentração de substrato for muito
maior que a concentração de inibidor, a probabili-
dade do inibidor se ligar será miníma e a reação
exibirá uma Vmáx normal
Entretanto, o Km aparente será aumentado de
um fator alfa na presença do inibidor
Inibição incompetitivaInibição incompetitivaInibição incompetitiva
Um inibidor incompetitivo se liga em um sítio ativo
diferente do substrato, contudo, liga-se apenas
ao complexo ES
O inibidor se liga ao complexo ES e não ocorre a
formação do produto (ele impede a formação do
produto)
Resulta em diminuição da Vmáx da reação catali-
sada pela enzima
O Km permanece inalterado = mostra que o inibi-
dor não afeta a capacidade da enzima de ligar-se
ao substrato, apenas diminui a concentração de
enzimas utilizáveis
A reação catalisada nunca chegará a sua veloci-
dade máxima normal mesmo com muito substrato
(diferente do inibidor competitivo)
Inibição e regulação enzimática
Inibição irreversível
O inibidor liga-se permanentemente ao sítio ativo
pela formação de uma ligação covalente, por uma
interação não covalente muito estável ou destru-
indo um grupo funcional essencial à atividade da
enzima
São utilizados para determinar os grupos funcio-
nais do sítio ativo das enzimas
Inibidores suicidasInibidores suicidasInibidores suicidas
Esses compostos são pouco reativos até se liga-
rem ao sítio ativo da enzima, sendo transforma-
do em um composto muito reativo que se combi-
na irreversivelmente com a enzima
Úteis para a determinação do a.a que se liga cova-
lentemente ao inibidorRegulação alostérica
Regulação alostérica é qualquer forma de regula-
ção em que a molécula reguladora (inibidor ou ati-
vador) se liga a uma enzima em algum lugar dife-
rente do sítio ativo
Praticamente todos os casos de inibição não com-
petitiva são formas de regulação alostérica
Enzimas alostéricasEnzimas alostéricasEnzimas alostéricas
São oligômeros formado por subunidades idênti-
cas
Protômeros (cada subunidade) possuem um sítio
ativo e um sítio alostérico que muitas vezes não
estão no mesmo protômero
Ou seja, possuem múltiplos sítios ativos localizados
em subunidades proteicas diferentes
O sítio ativo é para o substrato se ligar
No sítio alostérico se ligam moduladores ou efeto-moduladores ou efeto-moduladores ou efeto-
resresres (positivos ou negativos)
As enzimas alostéricas agem por meio da ligações
reversíveis e não covalentes com os moduladores
ou efetores
Moduladores alteram a conformação das enzimas
entre os estados tensa e relaxadatensa e relaxadatensa e relaxada (mudam a afi-
nidade do sítio ativo pelo substrato)
CooperatividadeCooperatividadeCooperatividade
O próprio substrato pode servir como um ativa-
dor alostérico: quando se liga a um sítio ativo, a
atividade dos outros sítios ativos sobre
Enzimas alostéricas apresentam 2 conforma-Enzimas alostéricas apresentam 2 conforma-Enzimas alostéricas apresentam 2 conforma-
çõesçõesções
Conformação relaxada (R) e conformação tensa
(T)
Ambos protômeros de uma mesma enzima apre-
sentam-se na mesma conformação R ou T
A forma R tem maior afinidade pelo substrato
e/ou efetor positivo, enzima mais ativa
A forma T tem maior afinidade pelo efetor nega-
tivo, enzima menos ativa
Enzimas michaelianasEnzimas michaelianasEnzimas michaelianas
Seguem a cinética michaeliana
Enzimas alostéricas ou não-michaelianasEnzimas alostéricas ou não-michaelianasEnzimas alostéricas ou não-michaelianas
Não seguem a cinética michaeliana (não existe
Km)
Apresentam cooperatividade, ou seja, a ligação de
um substrato a um sítio ativo aumenta a habilida-
de de outros sítios ativos ligarem-se aos substra-
tos
Possuem uma curva sigmóide curva sigmóide curva sigmóide característica que
indica a modificação da afinidade da enzima pelo
substrato com a variação da concentração do
substrato (cooperação positiva)
Regulação por modificação covalenteRegulação por modificação covalenteRegulação por modificação covalente
Ocorrem, em um ou mais dos resíduos de a.a da
enzima, por meio de grupos modificadores que
são ligados e removidos às enzimas regulatórias
por enzimas distintas
Essa modificação pode introduzir um novo resíduo
com propriedades diferentes, o que pode alterar
o balanço de cargas e afetas as propriedades lo-
cais da enzima
Grupos modificadores: fosforil, acetil, metir, ami-
da...
Geralmente é feita com adição ou remoção de
grupos fosfatogrupos fosfatogrupos fosfato
Fosforilação e desfosforilação
A fosforilação fosforilação fosforilação pode aumentar ou diminuir a afini-
dade da enzima pelo seu substrato
Fosforilação > comum para regular atividade enzi-
mática
Regulação enzimática por proteóliseRegulação enzimática por proteóliseRegulação enzimática por proteólise
“tudo ou nada”, irreversível pois ocorre a quebra
da proteína
ex: pâncreas
Tripsinogênio sofre clivagens específicas que pro-
vocam mudanças conformacionais que expões o
sítio ativo dele
Aplicação clínica das
enzimas
IsoenzimasIsoenzimasIsoenzimas
São enzimas com estrutura primária (sequência
de a.a) diferentes, sendo codificadas por genes
diferentes, mas que catalisam a mesma reação
Podem originar-se de tecidos diferentes e sua
determinação específica pode fornecer pistas a
respeito do sítio da patologia
Exemplo: as isoenzimas das fosfatases alcalina
podem diferenciar entre uma doença óssea e
uma doença no fígado
Enzimas plasmáticasEnzimas plasmáticasEnzimas plasmáticas
São de dois tipos: tipo 1 e tipo 2
Tipo ITipo ITipo I
Está presente em concentração mais elevadas, é
específica do plasma e tem papel funcional no
plasma
Enzimas associadas à cascata de coagulação do
sangue (trombina), à dissolução da fibrina (plasmi-
na) e ao processamento de quilomícrons (lipopro-
teína lipase)
Tipo 2Tipo 2Tipo 2
Está normalmente presente em concentração
muito baixa e não tem nenhum papel funcional no
plasma
Aparecem no sangue incidentalmente e sua dosa-
gem tem valor diagnóstico
Principais: fosfatase ácida, fosfatase alcalina,
TGO, TGP, GGT, Amilase, Lipase