Enzimas - Resumo BIO CEL

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Enzimas: Mecanismo de Reação, Cinética Enzimática, Inibição e Alosteria
· Quais são as condições fundamentais da vida?
- Replicação e catálise seletiva Energia ENZIMAS
· Qual a importância das Enzimas?
As enzimas ocasionam um aumento de Poder catalítico das reações químicas dos seres vivos acelerando-as, possuem especificidade, temperatura e pH ótimos, atuam em sequência.
OBS: Toda enzima é uma proteína. Mas nem toda proteína é uma enzima.
- A atividade catalítica depende da integridade da conformação nativa. (A estrutura tridimensional é muito importante para determinar sua atividade! Na maioria das vezes, elas perdem sua função quando se desdobram.)
· Importância prática:
A deficiência ou ausência de enzimas indicam doenças genéticas ou hereditárias. Colaboram para o Diagnóstico de doenças, engenharia química, tecnologia de alimentos e agricultura.
· As enzimas são classificadas pelas reações que catalisam. 
Exemplo: Oxireductases (reações de transferência de eléctrons), Transferases, Hidrolases (reações de hidrólise), Liases, Isomerases, Ligases (formação de ligações de carbono por reações de condensação)...
· Algumas enzimas dependem de um componente químico como cofator (1 ou + íons) / coenzima (molécula orgânica) para funcionar. 
Exemplo: Cu+2, Fe+2, Fe+3, Zn+2, Se, Mg+2, Biocitina, Coenzima A, Coenzima B12...
· Como elas funcionam? 
A maioria das moléculas biológicas são muito estáveis dentro do ambiente celular, e muitas reações bioquímicas comuns envolvem eventos bioquímicos improváveis nessas condições. Uma enzima fornece um ambiente específico dentro do qual uma dada reação (transformação) torna-se energeticamente favorável.
As reações enzimáticas envolvem sempre o substrato se transformando em produto. Para isso, o substrato liga-se ao sítio ativo da enzima, que é o local onde ocorre a catálise.
OBS: Uma mutação enzimática pode ou não causar perda de função, dependendo se essa mutação ocorre no sítio ativo ou não. Quando isso acontece, costuma ser significativo.
E + S ↔ ES ↔ EP ↔ E + P
A enzima (E) se liga ao substrato (S), transformando-o em produto (P), e por não ter mais afinidade com o produto, solta-o para realizar sua nova função. A enzima é reutilizável, isto é, após a reação catalítica, se liga a outro substrato novamente.
· As enzimas aumentam a velocidade das reações químicas, diminuindo a energia de ativação delas: 
(em preto): Sem enzima catalizadora. (em azul): Com enzima catalizadora.
· As interações fracas entre enzima e substrato são otimizadas no estado de transição: É o momento molecular no qual os eventos como rompimento de ligação, formação de ligação e desenvolvimento de cargas ocorrem até um ponto tal que o colapso, em direção quer ao substrato quer ao produto, é igualmente provável. A diferença entre os níveis de energia do estado basal e o estado de transição é chamado Delta G‡ .
· As enzimas possuem diferentes mecanismos de ação:
Pode se ligar a mais de um substrato, gerando vários produtos ao mesmo tempo.
Possui afinidade diferente de acordo com o substrato.
Exemplo: Hexoquinase reconhece a galactose, a glicose e a frutose, e gera produtos, porém tem mais afinidade pela glicose.
Várias enzimas podem ter afinidade por um mesmo substrato.
· A atividade enzimática é afetada pelo valor do pH: Cada enzima possui seu pH ótimo de atuação. 
· Cinética enzimática:
Cada enzima possui sua própria velocidade.
A concentração do substrato afeta a velocidade das reações catalíticas. Quanto maior a concentração de substrato, mais rápido a enzima age. Porém, as enzimas sempre possuem uma velocidade máxima. 
Km: Afinidade da enzima pelo substrato, equivalente a metade da velocidade máxima. 
Quanto MENOR o valor numérico de Km, maior a afinidade. 
Concentração de E é a mesma e sempre menor que a concentração de S.
· Cinética de Michaelis Menten: Equação que descreve o comportamento cinético da maioria das Enzimas:
 
· Parâmetros cinéticos (Km e Vmáx): úteis ao comparar a atividade enzimática.
· Inibição Enzimática:
As enzimas podem sofrer inibição da sua atividade catalítica por moléculas que se ligam e interrompem seu funcionamento. Isso pode ser reversível (há o desligamento do inibidor) ou irreversível (a enzima perde sua função).
Inibição competitiva: O inibidor se liga ao sítio ativo, competindo com o substrato.
Inibição não competitiva: O inibidor se liga a outro lugar da enzima. Há espaço para o inibidor e substrato na enzima, mas o substrato não consegue se desprender até o inibidor sair também.
OBS: Os inibidores podem ser da própria célula ou patógenos.
Na competitiva, o processo só ocorre com mais substrato, dado que a velocidade máxima é a mesma e a afinidade é menor (necessita de mais substrato para atingir a metade.) 
Na não competitiva, a afinidade é a mesma mas a velocidade máxima diminui e o processo fica mais lento.
· Alosteria: 
Modulação da atividade enzimática. Mudança no tempo de ocorrência da catalização. (Aceleram ou retardam o processo).
Enzimas Alostéricas: sofrem mudanças conformacionais em resposta à ligação de moduladores. Toda enzima alostérica possui moduladores positivos e negativos e eles não competem entre si.
Possuem afinidade (K0.5) e Velocidade Máxima.
Há 2 sítios: catalítico – substrato e modulador – enzima.
O modulador (+) aumenta a velocidade, o (-) diminui. A quantidade de (+) ou (-) interfere na velocidade em que ocorre a reação.
O modulador (+) aumenta a afinidade, reduzindo o valor e a velocidade máxima é atingida mais rápido. O modulador (-) diminui a afinidade, aumentando o valor e a velocidade máxima é atingida mais devagar.
Os sistemas enzimáticos têm um “marcapasso” ou enzima regulatória.
As enzimas alostéricas são reguladas pela ligação não covalente de moléculas moduladoras.
Podem ser inibidas ou estimuladas por seus moduladores.
Não seguem o comportamento cinético descrito por Michaelis e Menten (curva hiperbólica).
Alostéricas curva sigmóide.
As enzimas alostéricas têm comunicação entre as subunidades.
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