7 - CINÉTICA ENZIMÁTICA

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CINÉTICA ENZIMÁTICA
As enzimas catalisam basicamente todos os processos metabólicos, portanto qualquer desequilíbrio enzimático pode levar ao desenvolvimento de doenças
A cinética enzimática é a medida quantitativa da velocidade das reações enzimáticas.
É possível observar essa curva em formato de Sino. O pH onde a velocidade/atividade enzimática é maior, corresponde ao pH ótimo de atividade enzimática. Observa-se também que à medida que a enzima se afasta desse pH ótimo, a sua velocidade/atividade diminui. E nas extremidades, a atividade é nula devido ao fenômeno de Desnaturação proteica.
O pH ótimo nem sempre é o pH 7, e também as enzimas não possuirão o mesmo pH ótimo. O pH ótimo para a atividade de uma enzima geralmente é próximo ao pH do ambiente no qual a enzima costuma ser encontrada. Por exemplo, a Pepsina (enzima presente no suco gástrico [pH1-2], responsável pela hidrólise das proteínas da dieta no estômago) tem seu pH ótimo em 1,6. Já a Glicose-6-fosfatase (enzima encontrada no Hepatócito [pH7,2], contribuindo na síntese de glicose no processo de gliconeogênese) tem seu pH ótimo em 7,8.
Então lembrando que as enzimas possuem grupos que são ionizáveis (resíduos de Arginina, Aspartato, Cisteína, Glutamato, Histidina, Lisina e Tirosina) e esses grupamentos podem fazer parte do sítio ativo da enzima, ou fazer parte da estrutura proteica sendo fundamentais para a manutenção da conformação tridimensional da enzima que vai, indiretamente, colaborar para a formação do sítio ativo. A eficiência catalítica dependerá de encontrarem-se enzima e substrato com conformação e carga adequadas para permitir a interação.
Nós observamos novamente o gráfico em sino e a temperatura onde a atividade enzimática é máxima é chamada de temperatura ótima de atividade enzimática. À medida que se vai aumentando a temperatura vai ocorrendo a ativação térmica e a partir da temperatura ótima, nós temos a desnaturação térmica. 
Nota-se um gráfico crescente que mostra que a velocidade da reação é proporcional à concentração de enizmas.
Se observa essa hipérbole onde: à medida que aumentamos a concentração de substrato, a velocidade da reação também aumenta até um determinado ponto (depois dele a velocidade se mantém constante, mesmo aumentando a concentração de substrato). Nesse ponto, a enzima está saturada com o substrato.
Em baixas concentrações de substrato, é possível encontrar tanto enzimas livres quanto enzimas ligadas ao substrato (complexo E-S). Nesse caso, a velocidade da reação aumenta proporcionalmente ao aumento da concentração de substrato. A medida que a quantidade de substrato aumenta no meio, aumenta também a quantidade de enzimas ligadas ao substrato, então em altas concentrações de substrato, a velocidade aumenta em pequenas quantidades em resposta ao aumento da concentração de substrato.
Quando a velocidade da reação é proporcional à concentração de substrato, a reação é chamada de primeira ordem [baixas concentrações de substrato]. Quando a velocidade da reação independe da concentração de substrato [ela é constante e é máxima] ela é dita de ordem zero (altas concentrações de Substrato).
Existem enzimas que para reagir exigem a presença de um Cofator, e se esse cofator/coenzima não estiver presente, a enzima não vai funcionar. Se o cofator é ionizável, ele precisa estar com essa ionização favorável para que a reação aconteça. 
Quanto maior o número de renovação, ou seja, quanto maior o número de substratos transformados em produtos por enzima por unidade de tempo, maior é o poder catalítico da enzima, maior é a capacidade da enzima de transformar o substrato em produto. Portanto, maior será a velocidade Máxima da reação.
Eles partiram da ideia de que a formação do complexo ES é o ponto chave da catálise enzimática e representaram uma reação enzimática em duas etapas:
A enzima liga-se reversivelmente ao substrato formando o complexo ES e que essa etapa é a etapa mais rápida da reação enzimática. O complexo ES é desfeito quando o substrato se torna em produto, essa segunda etapa é mais lenta, e que favorece a formação da enzima livre e do produto final. Quando a concentração de substrato é baixa, a enzima será encontrada tanto na forma livre quanto na forma ES, então a velocidade da reação será proporcional à concentração de substrato pois o equilíbrio dessa primeira etapa vai ser deslocado para o sentido de formação do complexo ES. A velocidade será máxima quando praticamente toda a enzima estiver na forma de complexo ES.
A reação atinge o chamado estado estacionário, quando a concentração do complexo ES permanecer constante ao longo do tempo. Esta estabilidade do complexo pode ser expressa pela relação entre as velocidades de dissociação e de formação do complexo. Quanto menor for a tendência desse complexo se desfazer, maior será a afinidade da enzima pelo substrato.
Se uma enzima agir sobre dois substratos, ela terá Km diferentes pra cada um deles. Ela vai agir sobre eles com afinidades diferentes.
A inclinação da reta significa Km/Vmax; O ponto que intercepta o eixo Y corresponde a 1/Vmax; e o ponto que intercepta o eixo X corresponde a -1/Km.
São isoformas que catalisam a fosforilação da glicose no carbono 6. 
Enzimas alostéricas são aquelas enzimas que possuem muitas conformações, e essas conformações são induzidas por ligações com os substratos ou com moduladores. São duas as conformações: R (relaxada) que é cataliticamente ativa, ou T(tensa) que é menos ativa ou inativa da enzima.
Idêntico ao que acontecia na hemoglobina com o oxigênio. Se partirmos de um estado T (conformação com menor afinidade pelo substrato, cataliticamente inativa), quando o substrato liga-se à primeira subunidade dessa enzima nessa conformação, essa ligação será muito difícil, justamente porque a enzima está em um estado de menor afinidade pelo substrato. Mas essa ligação vai promover uma mudança conformacional nessa subunidade que vai converter ela do estado T para o estado R, e essa mudança também será transmitida para as demais subunidades que passarão do estado T para o Estado R. Então no Final, nós teremos a Enzima toda no estado E, que é o estado de maior afinidade pelo substrato e cataliticamente ativa.
O substrato liga-se ao sítio ativo, e o modulador alostérico liga-se ao sítio alostérico. Assim como o sitio ativo tem especificidade pelo substrato, o sítio alostérico também terá especificidade pelo modulador alostérico. Então as enzimas apresentarão quantos sítios forem os seus moduladores alostéricos. A forma T é a predominante na ausência do substrato, é aquela forma que tem menor afinidade pelo substrato e maior afinidade pelo efetor negativo/inibidor. Portanto é a forma cataliticamente menos ativa. A forma R por sua vez é a que tem maior afinidade pelo substrato e/ou pelo modulador alosterico positivo/ ativador. É a forma Cataliticamente ativa. Quando o inibidor liga-se à forma T, esse equilíbrio vai ser rompido em favor da forma T, e a forma T será então estabilizada. Quando o modulador alostérico positivo ou o substrato ligarem-se à enzima na forma R, o equilíbrio ira romper em favor dessa forma R que será estabilizada.Em muitas enzimas alostéricas, os sítios catalítico e alostérico estão em subunidades separadadas. Aquela subunidade que contém o sítio catalítico/sítio ativo onde o substrato se liga, é chamada de Subunidade C (catalítica). E aquela subunidade que contém o sítio alostérico onde o modulador alostérico irá se ligar, é chamada de subunidade R ou regulatória.
Notamos no pontilhado, o comportamento da enzima alostérica na presença do ativador alostérico, vemos que ele vai aumentar a afinidade da enzima pelo substrato reduzindo o K0,5 ou S0,5 (Semelhante ao Km para as Enzimas que seguem a cinética mikaleniana). O inibidor na sua vez (traço contínuo azul) vemos o comportamento da enzima alostérica na presença do inibidor, que faz com que o valor do K 0,5 aumente, reduzindo a afinidade da enzima pelo substrato, e essa redução também pode ser combinada com umaredução da Velocidade Máxima.
Existe um processo bastante comum chamado de inibição por feedback, onde o produto final de uma reação/rota metabólica será o inibidor da própria rota que o sintetizou. Ou então temos por exemplo o produto de uma reação que funciona como inibidor da própria enzima que o sintetizou. Essa inibição por feedback reforçam a importância das enzimas alostéricas nessa regulação.