ROTEIRO ENZIMAS

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ROTEIRO ENZIMAS
1)
Enzima: todas as enzimas são proteínas. Responsáveis por diminuírem a energia de ativação e deixarem as reações mais rápidas. Ligam-se às moléculas reagentes, fornecendo um espaço comprimindo da enzima denominado sítio ativo, a molécula ligada ao sítio ativo é denominada substrato. Proteínas, enquanto enzimas fazem catálise. Também existem enzimas de RNA (catalisam seu próprio processamento).
Enzima é muito maior que o substrato, pois o enovelamento precisa ser diferencial em cada enzima, para que então cada uma possa ter uma função ou sítio ativo diferente.
Enzimas isoformas (geradas por splicing alternativo).
2)
Os nomes das enzimas derivam de suas determinadas funções. Qxirredutases (processo de oxirredução), liases (trabalham nas ligações duplas entre moléculas), transferases (processo de transferência de compostos), nucleases (degradação dos ácidos nucleicos), isomerases (produzir formas isoméricas entre as moléculas), ligases (junção entre duas moléculas) e hidrolases (processo de hidrólise).
Tipos de catálise: enzimas podem usar mais de uma, no intuito de aumentar a velocidade da reação.
· Catálise ácido-base: utiliza a transferência de prótons.
· Catálise íon-metálica: a interação entre uma enzima e um metal pode orientar o substrato ou estabilizar o estado de transição.
· Catálise covalente: a formação de uma ligação covalente entre a enzima e o estrato pode alterar o percurso da reação (deixar mais rápida)
3)
Algumas enzimas ainda precisam de outros elementos paro o pleno funcionamento. Os cofatores (íons inorgânicos – mg, ca...) coenzimas (substâncias orgânicas - nad, fad, vitaminas...), holoenzima (enzima cataliticamente ativa, funciona junto com coenzimas ou cofatores) e apoenzimas (inativada cataliticamente por falta de ligações). As isoenzimas são enzimas isômeras (mesma função, diferença apenas estrutural).
4)
Metaloenzimas: contém, no mínimo um íon metálico em sua estrutura – que possui papel catalítico. Diferentemente das enzimas dependentes de cofatores, as metaloenzimas já possuem um em sua estrutura.
5)
Exemplo: o Alzheimer é causado pela formação de aglomerados peptídicos que se aderem aos neurotransmissores e dificultam sua comunicação.
A proteína beta-amilóide (APP) é a principal responsável pela formação desses aglomerados. A ação das enzimas (alfa, beta e gama secretase) estão diretamente ligadas a essas enzimas, pois fazem participam do seu processo de clivagem.
6)
Modelo chave fechadura: pressupõe que as enzimas e os substratos possuem um encaixe perfeito, no estilo “chave-fechadura”.
Modelo encaixe induzido: afirma que se a proposta “chave fechadura” fosse tão perfeita, não existiria o desprendimento entre a enzima e o substrato. Portanto, esse novo modelo sugere que o substrato induz a mudança na conformação da enzima para que, assim, ocorra o encaixe perfeito. Logo depois, ocorre outra mudança conformacional que libera o produto.
7)
Mecanismo catalítico das enzimas: as reações enzimáticas ocorrem de maneira muito específica (um sítio ativo em cada enzima). O motivo pelo qual as enzimas conseguem aumentar a velocidade da reação é porque elas conseguem promover um rearranjo das ligações covalentes durante a reação catalítica. Também existem as reações não covalentes, que durante cada uma libera um pouco de energia (outro motivo pelo qual são extremamente específicas. A ligação enzimática adequada ideal é aquela em que o local em que o substrato se encaixa (sítio ativo) está totalmente removido de água. Vantagens dessa reação: menor entropia e melhor organização dos grupos funcionais (enzima alinha).
Influência da temperatura: Geralmente, quanto maior for maior a temperatura, maior a velocidade das reações, no entanto, no caso das enzimas, se a temperatura for muito alta, essas proteínas se desnaturam e perde a função.
Influência do PH: as enzimas têm um ph ideal para realizarem suas reações, mas se o ph for menor ou maior elas não funcionam corretamente e podem até se desnaturar. O ph influencia nos aminoácidos laterais do sítio ativo (importantes para o processo de catálise), que podem ser ácidos ou básicos.
8)
Teoria cinética de Michaelis-Menten: sugere que a velocidade da reação é maior de acordo com o aumento da concentração de substratos. No momento em que o substrato se converte em sua totalidade em ES a velocidade permanece constante (atinge o equilíbrio).
Equação: E + S ES E + P EP // E: enzima, S: substrato, P: produto (conversão em ES: K1, conversão em EP: K2)
Velocidade máxima é apenas teórica, pois propõe que todas as enzimas estão ligadas em todos os substratos.
ES: estado de transição, pode ser reversível (topo do gráfico, pode ir p frente ou para trás).
EP: irreversível, tem energia favorável para o produto
A constante de Michaelis se refere a quantidade de substrato mínima para atingir a metade da velocidade máxima. Menor o Km, maior a afinidade.
Inibição competitiva: altera v. máxima. Inibição não-competitiva: altera Km (precisa de muito mais substrato, mas não altera a v. máxima.
9)
Inibidores enzimáticos: moléculas que interferem na catálise, diminuindo ou parando as reações enzimáticas.
Inibidores reversíveis: podem ser revertidas as ligações inibidores-enzimas. Tipos:
· Inibidor competitivo: (forma semelhante à do substrato, não igual, senão provocaria a catálise) compete com o substrato pelo sítio ativo, impedindo – enquanto ligado ao sítio ativo - o processo de formação do ES. É um processo reversível e pode ser resolvido com a adição de mais substratos (aumenta a chance de se conectar ao sítio ativo). Também existe o inibidor competitivo alostérico (se ligam a diferentes sítios ativos, mas a proteína alostérica – competitiva – muda a conformação do sítio ativo em que se ligaria ao substrato). Caso o substrato se ligue primeiro ao sítio ativo, o sítio ativo alostérico é modificado, impossibilitando que o inibidor altere o sítio ativo.
· Inibidor não-competitivo: não impede a ligação ente o substrato e o sítio ativo, mas impede que reação ocorra (se liga a outro sítio ativo). Diferente da competitiva, a reversão ocorre pela adição de quelante, molécula que possui mais afinidade pelo sítio ativo inibidor do que o próprio inibidor. Ambos saem do sítio ativo. Km não altera.
· Inibidor incompetitivo: se liga em um sítio ativo diferente do substrato e diferente da inibição competitiva, ele se liga apenas ao complexo ES (se o inibidor e o substrato estiverem ligados à enzima no mesmo momento, a reação não ocorre).
· Inibidor misto: inibidores que também podem se ligar à enzima fora do sítio ativo do substrato, mas neste caso podem se ligar tanto na enzima quanto no complexo ES.
· Inibidores irreversíveis: suas inibições não podem ser desfeitas, pois formam ligações covalentes com o sítio ativo ou destroem algum grupo funcional da enzima.
· Inibidor suicida: se combina normalmente com o sítio ativo na primeira parte do processo, mas em vez de se converter em produto, ele se transforma em um composto muito reativo, tornando irreversível sua ligação com a enzima. Sequestra o mecanismo habitual de conversão da enzima, para inativa-la.
Regulação enzimática: algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando como reguladoras do metabolismo. As enzimas reguladoras podem aumentar ou diminuir a atividade catalítica de reações em resposta a determinados sinais. Aumentos provocados por essas enzimas são essenciais para o alcance energético necessário.
Mecanismos de regulação enzimática:
· Enzimas alostéricas (agem por meio de ligações reversíveis e não-covalentes com moduladores): possuem mais de um sitio ativo e um cada um pode interferir no outro (dependentes), de maneira menos ativa (inibitórios) ou mais ativa (estimuladores) - alterando a velocidade da reação.
· A proteína precisa ser quaternária para que ocorra a regulação alostérica, já na inibição não competitiva a proteína é terciária. 
Quando o modelador e o substrato são idênticos, se trata de uma enzima reguladora homotrópica. Quando o modelador e o substrato são diferentes,se trata de uma heterotrópica.
Alguns reguladores podem ser inibidos pelo produto final, por apresentar o modelo de retroalimentação, onde o produto se transforma no próprio modelador e coordena a reação, podendo ser positiva (+ produto = +produção) ou negativa (modelo inverso). Possui comportamento sigmóide (gráfico de Michaelis-Menten).
· Modificação covalente reversível: Atua por modificações covalentes das moléculas. Grupos químicos são ligados e retirados da enzima reguladora por diferentes proteínas (quinases e fosfatases, por exemplo), podendo ser uma para ativar e a outra para desativar determinada proteína.
· Clivagem proteolítica: as enzimas secretadas na forma de um percursor inativo chamado zimogênio, sofrem clivagens em determinado fragmento de sua estrutura para que apareça um centro ativo. Com isso a enzima deixa de ser inativada e é ativada. Para outras enzimas, os percussores de clivagem proteolítica são proteínas ou proenzimas.
A diferença entre inibição e regulação: a inibição consiste em reduzir a atividade das reações químicas de uma enzima (para a reação). Já a regulação pode diminuir ou aumentar a velocidade de determinada reação, sem impedir que ela aconteça.
10)
Cascata de inflamação: processo fisiológico, em que enzimas catalisam a formação de autacóides, indispensáveis nesse processo – cascata do ácido araquidônico.
Alzheimer: a enzima AChe trabalha quebrando as ligações entre neurotransmissores que estão em excesso, no entanto, quando se trata dessa doença, esses estímulos já são baixos, então o controle dessa enzima pode auxiliar no processo.
Intoxicação (metanol, por exemplo): as enzimas podem competir com o mesmo sítio ativo do composto tóxico.
Hipertensão: a enzima conversora de angiotensina (ECA) trabalha convertendo a angiotensina I em angiotensina II, essencial para o trabalho pulmonar, aumentando a pressão arterial. Mas para quem tem hipertensão, essa enzima tem trabalho demasiado, então o controle dessa enzima é importante nesse caso.