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ENZIMAS

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em
resposta a certos sinais celulares;
• Dessa forma elas ajustam a velocidade das reações, permitindo que a
célula alcance suas necessidades energéticas e de biomoléculas
requeridas no crescimento e reparo celular.
A B C D E F
E1 E2 E3 E4 E5
1) Enzimas alostéricas: funcionam por meio da ligação de
compostos reguladores não-covalentes e reversíveis,
chamados MODULADORES ou EFETORES ALOSTÉRICOS,
que são geralmente metabólitos pequenos ou co-fatores;
As enzimas reguladoras são 
moduladas de várias maneiras
2) Enzimas reguladas por modificação covalente reversível;
3) Enzimas são ativadas quando segmentos peptídicos são
removidos por clivagem proteolítica -> reação irreversível.
Regulação alostérica
Regulação por ligação covalente reversível
Regulação por clivagem proteolítica
• Enzimas alostéricas apresentam alterações de conformação
induzidas pela ligação de um ou mais moduladores
-> interconvertem formas mais ativas e menos ativas.
• Moduladores podem ser: ***Inibitórios
1) As enzimas alostéricas sofrem alterações de 
conformação em resposta à ligação de moduladores
• Moduladores podem ser: ***Inibitórios
***Estimuladores
• Enzimas Homotrópicas: o modulador é o próprio
substrato;
• Enzimas Heterotrópicas: o modulador é uma molécula
outra que o substrato.
CONFORMAÇÃO molecular: o arranjo espacial dos grupos
substituintes, SEM quebrar nenhuma ligação, são livres para
assumir posições diferentes no espaço devido à liberdade de
rotação em volta das ligações simples. Ex.: Etano (C-C).
Relembrando...
Forma 
elipsada
Forma 
escalonada
A interconversão das duas 
formas de etano ocorre milhões 
de vezes por segundo!
Subunidade reguladora
Subunidade catalitica
Sitio regulador com alta especificidade
pelo modulador
Muda a conformação
• Diferenças estruturais -> além do sítio ativo, as enzimas alostéricas
possuem um ou mais sítios alostéricos para a ligação do modulador
(nas enzimas homotrópicas o sítio ativo e o sítio regulador são os
mesmos);
• As enzimas reguladoras são geralmente MAIORES e MAIS COMPLEXAS
que as enzimas não-alostéricas (a maioria possui duas ou mais
subunidades).
As propriedades das enzimas alostéricas são 
distintas das enzimas não-reguladoras simples:
subunidades).
Ligação 
com o 
modulador
Aspartato transcarbamilase
• Em algumas vias metabólicas, a
enzima reguladora é especificamente
inibida pelo produto final da via toda
a vez que a [produto] exceder os
requerimentos celulares;
Em muitas vias uma etapa reguladora é 
catalisada por uma enzima alostérica:
requerimentos celulares;
• Quando a reação da enzima
reguladora é diminuída, todas as
enzimas subseqüentes operam em
velocidades reduzidas à medida que
seus substratos são depletados;
• As enzimas alostéricas não exibem saturação com o substrato
quando a [S] for alta;
• Produzem uma curva de saturação sigmóide e não hiperbólica.
Enzimas alostéricas são reguladas 
As propriedades cinéticas das enzimas alostéricas 
divergem do comportamento de Michaelis e Menten:
Enzimas alostéricas são reguladas 
pelas necessidades celulares
Relembrando...
[S] >> [E]
Saturação
As enzimas que seguem o comportamento
de uma curva hiperbólica são ditas
seguirem a cinética de Michaelis e Menten.
Por quê ocorre a alteração de curva 
hiperbólica para sigmóide?
Vo aumenta 
A curva torna-se sigmóide
porque, no exemplo, o S atua
como modulador positivo (um
ativador) à as subunidades
[S] = [modulador]
[S] aumentada
ativador) à as subunidades
atuam cooperativamente à o
S se liga tanto ao sitio ativo
quanto ao sitio regulador à
alterando a conformação da
enzima à aumentando a
afinidade da ligação do S das
moléculas subseqüentes do
substrato.
Fosforila
Grupos que modulam a atividade de enzimas covalentemente:
A fosforilação é o 
tipo mais comum de 
modificação 
reguladora!!!
2) Algumas enzimas reguladoras sofrem 
modificação covalente reversível
Adenina
Uridila
Metila
ADP-ribosila
Grupos fosforila afetam a estrutura e a atividade 
catalítica das proteínas
*** Ligação de grupos fosforilas a resíduos 
de aminoácidos de uma proteína
*** Remoção de grupos fosforilas de resíduos 
de aminoácidos de uma proteína
proteínas quinases
proteínas fosfatases
• Exemplo de regulação pela fosforilação:
Glicogênio fosforilase
Glicogênio fosforilase ocorre em duas formas:
• Fosforilase a (mais ativa) → fosforilada
• Fosforilase b (menos ativa) → desfosforilada
• Para algumas enzimas, um precursor inativo chamado
zimogênio é clivado para formar a enzima ativa;
• Esse tipo de reação é irreversível;
2) Algumas enzimas são reguladas pela clivagem 
proteolítica de um precursor enzimático
• Esse tipo de reação é irreversível;
• A clivagem específica induz a alterações na conformação da
enzima expondo seu sitio ativo;
• Muitas enzimas proteolíticas tripsina e quimotripsina são um
exemplo clássico de zimogênios e suas formas de ativação.
• Exemplo de zimogênio: Quimotripsinogênio -> Quimotripsina
As mudanças na estrutura primária que acompanham a 
conversão do quimotripsinogênio em quimotripsina provocam 
mudanças na estrutura terciária -> FUNÇÃO DIFERENTE!
Zimogênio
Enzima ativa
• Outros exemplos de zimogênios
Os mecanismos reguladores estudados até agora durante esta 
aula modificam a ATIVIDADEATIVIDADE das moléculas enzimáticas 
existentes. Entretanto, as células também podem regular a 
QUANTIDADEQUANTIDADE de enzima presente!
Indução e repressão da síntese de enzimas
• O aumento (indução) ou a diminuição (repressão) da síntese da 
enzima leva a uma alteração na população total de sítios ativos, mas 
a eficiência das moléculas preexistentes da enzima não é afetada!
***Exemplo: níveis elevados de
insulina, resultantes de altos níveis
de glicose no sangue, levam a um
aumento na síntese de enzimas-aumento na síntese de enzimas-
chave do metabolismo da glicose.
O consumo regular de refeições
ricas em carboidratos determinam
um aumento nas quantidades de
glicoquinase, fosfofrutoquinase e
piruvato quinase no fígado!
Resposta dos mecanismos reguladores ->
diferentes escalas de tempo -> diferentes
sensibilidades em relação às variações das
condições externas!
• Exemplo: Glicogênio fosforilase
Enzima muito importante na regulação do 
metabolismo de carboidratos
Algumas enzimas reguladoras usam vários 
mecanismos reguladores
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Qual é a vantagem de tal complexidade na 
regulação das atividades enzimáticas???
• A energia química é usada economicamente, parcelada em
várias vias metabólicas ditadas pela necessidade celular;
• A disponibilidade de catalisadores poderosos (enzimas), cada
um específico para uma certa reação, torna a regulação dessas
reações possíveis.
Esta regulação por sua vez da origem a uma 
sinfonia complexa altamente regulada
VIDA