Enzimologia- Med Dent PAIAGET- 2021 AULA 19

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UNIVERSIDADE JEAN PIAGET 
DE ANGOLA 
 
Licenciatura em Medicina Dentária 
BIOQUÍMICA ESTRUTURAL 
 
DOCENTES: 
 
Amélia da Costa – PhD 
Ester Simão – MD, MSc studant 
Nilda Tatiana Ramos - MSc 
Matondo Tandu – MSc 
 
 
SUMÁRIO: Enzimas. Generalidades. 
 Cinética enzimática. Regulação 
. 
TEMA 5: 
 ENZIMAS 
DEFINIÇÃO 
 Enzimas: são catalisadores biológicos 
responsável pelo suporte de quase 
todas as reacções que mantém o 
equilíbrio animal 
 
4 
ENZIMAS 
Estrutural 
Proteínas 
Com exceção de um pequeno grupo de 
moléculas de RNA com propriedades 
catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS. 
 
Função: 
Catalisadores biológicos 
 
 
 
 
Aminoácidos: 
 H 
 
R C* COOH 
 
 NH2 
5 
ENZIMAS – PROTEÍNA 
 Classificação proteínas 
 
Proteínas globulares Proteínas fibrosas 
 Estrutura das proteínas 
 
Primaria Secundaria Terciária Quaternária 
 
 ENZIMAS 
 
 Proteínas globulares 
 
 Estrutura terciária 
 
Proteínas com alto peso 
molecular, maioria entre 15 a 
1000 Kilo Daltons Unit (KD) 
OBS: 1 Dalton = 1 unidade de 
peso molecular (AMU) 
 
 
 
PARTICIPAM DAS VIAS BIOQUÍMICAS 
 Enzimas realizam o controlo preciso do 
metabolismo celular 
 O metabolismo energético 
é um dos principais 
temas de estudo 
da bioquímica 
 
 Permitem resposta 
e adaptação a um 
meio em mudança 
PROPRIEDADES 
1. Proteínas altamente 
especializadas 
 
 Alto grau de especificidade com 
substratos 
 
2. Poder catalítico 
 - Aumentam a velocidade das 
reações químicas em condições 
suaves temperatura e Ph 
 
 Actuam de forma organizada 
catalisado centenas de reações 
que degradam as moléculas dos 
nutrientes e conservam suas 
energia 
 a actividade enzimática no soro 
DIAGNÓSTICO ENZIMOLÓGICO 
 
Determinação da actividade enzimática no soro pode 
fornecer informações ao diagnóstico em relação ao local e 
extensão da lesão 
Por que a catálise enzimática é mais 
eficiente ? 
1) Aumento da concentração dos reagentes na superfície da enzima 
 
2) Orientação correta dos reagentes (substratos) 
 
3) Aumento da reatividade dos reagentes 
 
4) Indução de deformação física no substrato, 
 
lento rápido rápido 
Muito 
rápido 
Sem catálise Catálise ácida Catálise básica Catálise 
ácido-básica 
lento 
Cadeias 
laterais de 
aminoácidos 
no sítio ativo 
de uma 
enzima 
hidrolítica 
Água, 
 um dos substratos 
A hidrólise 
não enzimática 
de uma ligação 
peptídica é lenta 
e requer 
condições 
drásticas de pH e 
temperatura 
CENTRO ACTIVO 
 
 
 
9 
Região da molécula enzimática 
que participa da reação com o 
substrato. 
 
Pode possuir componentes não 
protéicos:cofatores. 
 
Possui aminoácidos específicos. 
 
 
CENTRO ACTIVO 
Componente químico adicional necessário para 
a sua função 
 
 
– Cofator: iões inorgânicos 
– Coenzima: moléculas 
orgânicas complexas 
– Se liga muito firmemente: 
grupo prostético 
 
• Enzima completa: 
holoenzima 
– Parte protéica: 
apoenzima ou 
apoproteína 
 
1. Óxido-redutases 
( Reações de óxido-
redução). 
Transferência de elétrons 
Se uma molécula se 
reduz, há outra que se 
 oxida. 
2. Transferases 
(Transferência de grupos 
funcionais) 
•grupos aldeído 
•gupos acila 
•grupos glucosil 
•grupos fosfatos (quinases) 
3. Hidrolases 
(Reações de hidrólise) 
•Transformam polímeros em monômeros. 
Atuam sobre: 
•Ligações éster 
•Ligações glicosídicas 
•Ligações peptídicas 
•Ligações C-N 
4. Liases 
(Adição a ligações duplas) 
•Entre C e C 
•Entre C e O 
•Entre C e N 
5. Isomerases 
(Reações de isomerização) 
6. Ligases 
(Formação de laços 
covalentes com gasto de 
ATP) 
•Entre C e O 
•Entre C e S 
•Entre C e N 
•Entre C e C 
Classificação das Enzimas: 
 
 
 considera tipo de 
 reação e substratos 
 
 
Nomenclatura oficial das enzimas é 
dada pela Enzyme Comission da 
International Union for Biochemistry 
and Molecular Biology (IUBMB) : 
 
 
ATPase (Adenosinatrifosfatase): EC 3.6.1.3 
- é uma hidrolase.........................3 
- atua num anidrido......................3.6 
- o anidrido contém fosfato..........3.6.1 
- esse anidrido é ATP..................3.6.1.3 
Números identificam o tipo 
de reação e o tipo de 
substrato alvo 
NOMENCLATURAS DAS ENZIMAS 
 Normalmente se adiciona o sufixo ase ao 
nome do substrato ou à atividade realizada 
 Urease – hidrolisa a uréia 
 DNA-polimerase – polimeriza DNA 
 Pepsina – pepsis vem do grego (digestão) 
 
 Sistema de classificação 
enzimático – EC number 
 Quatro números: 2.7.1.1 
 2: transferase 
 7: fosfotransferase 
 1: transfere P para grupo OH- 
 1: tem D-glicose com aceptor 
REAÇÃO ENZIMÁTICA 
• Reação se dá em fases: 
• Enzima aumenta a velocidade das 
reações ( reduzem a energia de ativação sem alterar a constante 
de equilíbrio acelerando o processo da reação) 
ESPECIFICIDADE ENZIMÁTICA 
 Deriva da formação 
de múltiplas 
interações fracas 
entre a enzima e a 
molécula do 
substrato 
específico 
 
Formas rígidas 
E e S se deformam, para 
otimizar o encaixe 
Emil Fisher, na década de 1950, propôs 
o modelo chave-fechadura 
• explica o reconhecimento 
(especificidade) do substrato pela 
enzima. 
•Nesse modelo, o centro activo da 
enzima é pre-formado e tem a forma 
complementar à molécula do Substrato, 
de modo que outras moléculas não 
teriam acesso a ela. 
•não explica a interação das enzimas 
com inibidores e análogos dos 
substratos. 
 
Na década de 1970, Daniel Kosland 
propôs o modelo de encaixe induzido 
•contacto com a molécula do substrato 
induz mudanças conformacionais na 
enzima, que otimizam as interações com 
os resíduos do sítio ativo. Esse é o 
modelo aceito hoje em dia. 
ENZIMAS SÃO ESPECÍFICAS PARA O RECONHECIMENTO 
DE SEUS SUBSTRATOS. 
Modelo Chave-Fechadura 
Modelo Chave-Fechadura 
Cinética Enzimática 
CINÉTICA ENZIMÁTICA 
Estrutura Enzimática Constituição em Aminoácidos 
Mecanismos de Acção Enzimática 
São difíceis de definir quantitativamente 
Determinar constantes da reacção catalisada 
influenciam 
é necessário Pelo que 
CINÉTICA ENZIMÁTICA 
Cinética Enzimática 
Estudo da velocidade de uma reacção química que 
ocorre na presença de um enzima 
Permite elucidar sobre: 
•Os pormenores do mecanismo catalítico das enzimas 
•O papel das enzimas no metabolismo 
•Controle da actividade 
•Mecanismos de inibição 
 
PASOS DA REACÇÃO ENZIMATICA 
 Leonor Michaelis e Maud Menten (1913) 
 
• E combina-se reversivelmente com 
 
 k1 
E + S ES 
 k-1 
 
• Complexo ES se rompe  E e P 
 
 k2 
ES E + P 
 
 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM 
 concentração do substrato 
 
 temperatura 
 
 ph 
 
 concentração da enzima ; 
 
INFLUÊNCIA DO SUBSTRATO 
 
 Efeito de [S]: varia durante o curso de uma 
reação 
 
INFLUÊNCIA DO SUBSTRATO 
 [E] = cte 
 
  [S] = V0  linear 
 
  [S] = V0  
 
 V0 = Vmáx 
 
Constante de Michaelis 
– kM = [S] 
– correspondente a ½ 
Vmax; 
 
 
INFLUÊNCIA DO SUBSTRATO 
 Qualquer instante da reação existe : E e 
ES; 
 
 [S]  = velocidade da reação depende  
[S]; 
 
 Vmáx = todas as moléculas de E se 
encontram na forma ES  enzima 
“saturada”; 
 
Quando [S] tende 
a zero 
(reação de 1ª 
ordem) 
Quando [S] tende para 
infinito 
(reação de ordem zero) 
Constante de Michaelis-Menten (Km) 
É a concentração do substrato [S], quando Vo = Vmax/2 
EQUAÇÃO MICHAELIS-MENTEN 
 Curva: possui a 
mesma forma para a 
maioria das enzimas; 
 
 Expressa pela 
Equação de 
Michaelis e Menten; 
 Hipótese: limitante  quebra de ES  E + P. 
EQUAÇÃO MICHAELIS-MENTEN Equação da velocidade para uma reação 
catalisada enzimaticamente e com um único 
substrato; 
 
 Relação quantitativa entre a V0, Vmáx e a [S] 
inicial relacionadas através de Km. 
 
 SK
SV
V
m
máx


0
Equação MICHAELIS-MENTEN -KM 
 Relação numérica: 
V0 é metade de Vmáx; 
 
 
 
 
 km = “ afinidade ” 
pelo substrato; 
 Km  afinidade 
máxVV 
2
1
0
 Vmáx é proporcional à [E]. 
 
PARÂMETROS CINÉTICOS 
 Lineweaver-Burk 
   máxmáx
m
VSV
K
V
111

A forma dos inversos da 
equação de Michaelis-
Menten ou equação de 
Lineweaver-Burk 
Modo mais correto de se 
determinar Vmax e Km 
PARÂMETROS CINÉTICOS 
 Exemplo: 
 
 [S] (g/L) Vo (g/L.h) 
 0,25 0,78 
 0,51 1,25 
 1,03 1,66 
 2,52 2,19 
 4,33 2,35 
 7,25 2,57 0,0
1,0
2,0
3,0
0 2 4 6 8
[S] (g/L)
V
o
 (
g
/L
.h
)
PARÂMETROS CINÉTICOS 
 Exemplo: Lineweaver-Burk 
 
 
y = 0,228x + 0,3668
R
2
 = 0,9991
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
0 1 2 3 4 5
1/[S] (L/g)
1
/V
o
 (
L
.h
/g
)
 
 
L
g
K
V
K
hL
g
V
V
SV
VSV
K
V
m
máx
m
máx
máx
máxmáx
m
622,0228,0
73,23668,0
1
Portanto,
3668,0
1
228,0
1
111
0
0





INHIBIDORES 
• A ligação do inibidor altera os parâmetros 
cinéticos, tornando a reação mais lenta 
 
• Os inibidores irreversíveis ligam-se 
covalentemente ou destroem grupos 
funcionais da enzima 
 
 
 
 
 
INIBIDORES COMPETITIVOS 
Inibidor compete pela ligação ao sítio 
ativo 
 Forma estrutural = substrato  competição; 
 
 
Não altera a velocidade máxima da reação, porém 
aumenta a constante de Michaelis-Menten ou seja: 
V’max = Vmax 
K’m > Km 
INIBIDOR COMPETITIVO 
Inibição competitiva pode ser revertida por aumentos 
na concentração do substrato 
Admitindo-se que o inverso de Km represente a 
afinidade enzimática, pode afirmar que este inibidor 
diminui a afinidade da enzima pelo substrato 
INIBIDORES COMPETITIVOS 
INIBIDORES NÃO-COMPETITIVOS 
 Ocupa outro centro 
 ES, EI e EIS; 
 
 
 
 Vmáx  e Km 
normal. 
INIBIDORES INCOMPETITIVOS 
 Bloqueio de ES; 
 
 2 centros activos 
 I se fixa no 
complexo ES; 
 
 ESI = não forma P; 
 
 Vmáx  e Km  
INIBIDORES IRREVERSÍVEIS 
 Combinam-se com um grupo funcional  
destruição; 
 
 União covalente  inibidor e enzima. 
 
 Vmáx  e Km = cte 
INFLUÊNCIA DO pH 
 
 Valor de pH óptimo = atividade máxima; 
 
Maior velocidade está normalmente associada 
ao pH do ambiente onde a enzima actua 
 
 
 
 
INFLUÊNCIA DO pH 
 pH 5 e 8 = não afeta a 
atividade; 
 
 Declínio entre pH 6,8-8 
e 6,8-5 = forma iônica não 
adequada; 
 
 5 > pH > 8 = inativação 
irreversível. 
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA 
  T   velocidade de reação =  energia 
cinética; 
 
 T muito elevadas = desnaturação da enzima 
• Rompidas as pontes de hidrogênio  
alterações estruturas = nova conformação; 
• T desnaturação  pouco acima da T ótima. 
EFEITO DA TEMPERATURA NA ATIVIDADE 
ENZIMÁTICA 
10 20 30 40 50 60 
70 
Temperatura (°C) 
Vo 
A atividade aumenta com a temperatura até o ponto onde 
a enzima não se desnatura 
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE ENZIMA 
NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
Concentração de Enzima (mM) 
Vo 
(mmol/s) [S] em 
excesso 
Se o substrato não estiver em excesso, a velocidade 
da reação atinge um valor máximo e permanece 
constante 
OBRIGADA