5 Enzimas

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Produção de Enzimas
Profa. Dra. Natália Franco Taketani
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas que apresentam atividade catalítica. 
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas 
http://www.youtube.com/watch?v=gG7uCskUOrA
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas 
Estrutura química complexa
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas 
⬜ Ligações primárias - 
ligações peptídicas
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas 
⬜ Estrutura secundária – 
interações entre 
aminoácidos 
adjacentes (α-hélice, 
folha β)
⬜ Ligações de 
hidrogênio
O que são enzimas?
⬜ Enzimas são proteínas 
⬜ Estrutura terciária – interações entre aminoácidos não 
adjacentes (torções e dobras) – formam o sítio catalítico
O que são enzimas?
⬜ Com informação e a estabilização da estrutura molecular 
das enzimas (secundária e terciária) é assegurada por 
ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas, pontes de 
dissulfeto, ligações iônicas e forças de van der Waals. 
⬜ Atividade catalítica, bem como a estabilidade e 
especificidade, dependem dessa estrutura tridimensional. 
⬜ Condições ambientais tais como pH, temperatura e força 
iônica do meio afetam a estrutura da enzima e, 
consequentemente, suas propriedades.
Como funcionam as enzimas?
⬜ São catalisadores de reações bioquímicas
⬜ Co-fatores – compostos inorgânicos (Zn2+, Ca2+, etc.)
⬜ Coenzimas – compostos orgânicos (NAD, NADP, FAD)
Classes enzimáticas
1. Oxirredutases – catalisam reações de oxi-redução;
2. Transferases – catalisam reações de transferência de grupos de 
uma molécula a outra;
3. Hidrolases – catalisam reações de hidrólise;
4. Liases – catalisam reações de quebra de ligações, formando 
duplas ligações ou ainda, catalisam a adição de grupos de 
dupla ligação;
5. Isomerases – catalisam reações de mudança entra-molecular 
em que o substrato é transformado em um produto isômero;
6. Ligases – catalisam a ligação covalente de moléculas com 
simultânea quebra de uma ligação de alta energia (Ex. Ligação 
com liberação de ATP)
Regulação enzimática
⬜ Aspecto importante para a otimização do processo.
Regulação enzimática
⬜ Aspecto importante para a otimização do processo.
Produção
Produção - upstrem
⬜ As características mais comuns ao processo são:
⬜ Produção em fase líquida 
⬜ Batelada simples/descontínua, 
⬜ em reatores de 10.000 à 100.000 litros;
⬜ Duram em média 30 à 150 horas.
⬜ Crescimento da cepa liofilizada → pré-inóculo → inóculo 
→ fermentador – 1 à 10% do volume. É feito o mínimo 
possível pois tem grandes riscos de contaminação.
Produção - upstrem
⬜ Pré-inóculo
Normalmente o 
inóculo representa 
10% do volume 
final.
Produção - upstrem
⬜ Preparo do meio deve levar em consideração a 
presença de um indutor (Ex.: Amido para amilase). 
⬜ O preparo do meio deve levar em consideração a 
regulação da atividade enzimática. Excesso de 
substrato, presença de inibidores.
⬜ O parâmetro mais usado para determinação do término 
do processo é a atividade enzimática.
Produção - downstream
Intracelular Extracelular
Centrifugação
Volume de 
trabalho
Volume de 
trabalho
Produção - downstream
Intracelular Extracelular
Volume de 
trabalho Volume de 
trabalho
Produto 
final
Produto 
final
Produção - downstream
⬜ Para fármacos é necessário etapa de purificação mais 
avançada – técnicas cromatográficas
Exemplos aplicados
Exemplos aplicados
Exemplos aplicados
Exemplos aplicados