2013_enzimas

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Enzimas
Cinética, inibição e regulação
Danyelly Bruneska
Bioquímica II
2013
Reações enzimáticas
Enzima 
catalisador que deve baixar a 
energia de ativação do processo.
Coenzimas x Cofatores
As coenzimas que sofrem modificação de sua estrutura 
durante a reação catalítica são também chamadas de 
co-subtrato.
Reações enzimáticas
O sítio ativo é específico para o substrato de 
acordo com a organização estrutural da proteína.
Reações enzimáticas
 Modelos Chave-fechadura e Encaixe induzido
Reações enzimáticas
Desnaturação 
da enzima
Especificidade
Altamente específica X Especificidade por grupos
Michaelis-Menten
E + S 
K1 
K2 
ES 
K3 
K4 
E +P 
V0 = 
Vmax [S] 
Km + [S] 
Km = 
K
2
+ K
3 
K
1 
1. E, S e ES estão em equilíbrio rápido
2. não existe outra forma de enzimas presentes
3. a conversão de ES em E + P é uma etapa irreversível e 
limitante da velocidade
Km 
V máx 
[S] 
V 
Vmax 
2 
Gráfico Lineweaver-Burk
1 
V 
1 
 [S] 
 1 
 Vmax 
-1 
Km 
1 
V Vmax 
= Km . 1 1 + 
[S] Vmax 
Gráfico duplo-recíproco
Determinação de Km e Vmáx das enzimas em laboratório. 
Inadequado para estudo de altas concentrações de substrato.
Gráfico Eadie-Hofstee
Para estudo de altas concentrações de substrato, utiliza-se 
uma segunda forma linear. Neste caso, v versus v/[S] apresenta 
no eixo y o valor de Vmáx e no eixo x e valor de Vmáx/Km. A 
inclinação corresponde ao valor -Km.
Inibição enzimática
As enzimas são inibidas de diferentes formas por drogas 
(naturais ou sintéticas) ou metabólitos. 
A inibição pode ser reversível ou irreversível.
Inibição irreversível, 
ocorre uma 
modificação química 
que inativa a enzima. 
Ex: Aspirina
Inibição enzimática
Inibição reversível 
competitiva
- Competição pelo sítio ativo
- Aumento da concentração 
do substrato deve superar a 
ação do inibidor
- Aumento aparente do Km 
sem modificação da Vmáx.
Inibição enzimática
Inibição reversível 
competitiva
- Competição pelo sítio ativo
- Aumento da concentração 
do substrato deve superar a 
ação do inibidor
- Aumento aparente do Km 
sem modificação da Vmáx.
Inibição enzimática
Inibição reversível não-competitiva
- Pode levar a uma inibição da 
atividade mesmo em altas 
concentrações de substrato.
- Normalmente, ocorre 
redução da Vmáx.
Inibição enzimática
Inibição reversível não-competitiva
- Pode levar a uma inibição da 
atividade mesmo em altas 
concentrações de substrato.
- Normalmente, ocorre 
redução da Vmáx.
Regulação
Inibição reversível acompetitiva
- Ligam-se ao complexo ES
- Aumento da [S] não supera 
o efeito do inibidor
- Redução na velocidade da 
reação
- Interfere na dissociação do 
substrato, causando aparente 
redução do Km
Regulação
Inibição reversível acompetitiva
- Ligam-se ao complexo ES
- Aumento da [S] não supera 
o efeito do inibidor
- Redução na velocidade da 
reação
- Interfere na dissociação do 
substrato, causando aparente 
redução do Km
Outros inibidores
Inibidores de estado de transição
L-prolina
D-prolina
Estado planar de transição Inibidores de transição
Compostos sintéticos capazes de se ligar a enzima, mimetizando o estado de 
transição. Esta ligação forte pode levar a inativação da enzima.
Outros inibidores
Inibidores suicidas
Após a conversão do substrato, o 
mesmo deverá permanecer 
covalentemente ligado à enzima, 
inativando-a.
Isozimas x Abzimas x Sinzimas
Isozimas - enzimas que catalisam a mesma reação mas 
apresentam estruturas diferentes (primária e/ou 
quaternária). 
Podem ser :
- constituem diferentes enzimas produzidas por diferentes 
genes;
Isozimas x Abzimas x Sinzimas
Abzimas - são anticorpos catalíticos, naturais ou sintéticos.
http://pathology.uth.tmc.edu/research/circ/hiv.html
Isozimas x Abzimas x Sinzimas
Sinzimas (“synzymes”) - enzimas sintéticas que  seguem 
esquemas cinéticos análogos aos das enzimas naturais, 
resultantes do progresso nas técnicas de síntese de polímeros 
ou oligômeros com atividade catalítica. Em alguns casos, 
sinzimas são proteínas derivatizadas, geralmente obedecendo 
Michaelis-Menten.
synzyme + S (synzyme-S complex) synzyme + P 
Compartimentalização
Regulação enzimática
O transporte de substratos, produtos e 
cofatores através da membrana faz com 
que haja um controle na concentração 
desta moléculas num dado 
compartimento.
Ex: beta-oxidação e síntese de ácidos 
graxos.
Modificação covalente
Regulação enzimática
Zimógenos 
Outras modificações covalentes
Regulação enzimática
Concentração de enzima na célula
A regulação ocorre por meio da inibição da síntese de novas 
moléculas de uma determinada enzima. 
A B C D E 
Esta regulação (feedback) pode ser positiva ou negativa.
Cooperatividade
Regulação enzimática
A cooperatividade existe normalmente em moléculas de estrutura 
quaternária, podendo ser negativa ou positiva.
Na forma positiva, a ligação do 
substrato à um dos sítio facilita a 
ligação nos demais sítios da 
mesma molécula.
Aplicações clínicas
Imunoensaios
ELISA (enzyme-linked-immunoadsorbent-assay)
Busca por concentração 
de enzimas
Diagnóstico de lesões cardíacas e hepáticas