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ENZIMAS BIOQUÍMICA Profa. Dra. Angela Márcia Selhorst e Silva Beserra Importância Participam da quebra de nutrientes para fornecer energia e blocos químicos de construção (proteínas, DNA, membranas, células e tecidos) – CATÁLISE BIOLÓGICA Contribuem no aproveitamento da energia para a motilidade celular, função neural e contração muscular. As enzimas comandam, assim, todos os eventos metabólicos da célula. Importância Defeitos genéticos, deficiências nutricionais, dano tecidual, toxinas ou infecções por patógenos virais ou bacterianos →mudança na quantidade ou na atividade catalítica de enzimas fundamentais. Detecção e quantificação da atividade de enzimas específicas no sangue e em outros tecidos → diagnóstico e prognóstico de muitas doenças. Uso clínico de fármacos capazes de inibir ou aumentar enzimas específicas envolvidas em patologias. Ferramenta importante para a indústria farmacêutica e de alimentos. Mas do que as enzimas são formadas? Perda da atividade catalítica – desnaturação da enzima e perda da integridade da conformação proteica nativa (estrutura terciária e/ou quaternária) A grande maioria das enzimas é formada por PROTEÍNAS. Exceções - ribozimas (RNAs ribossomais e algumas moléculas de RNA). As enzimas são catalizadoras • Catalisam a conversão de um ou mais compostos (substratos) em um ou mais compostos diferentes (produtos), aumentando a velocidade da reação • De modo muito eficiente, extremamente seletivo/específico e estereoespecífico. Cinética enzimática Com as enzimas as reações ocorrem muito mais rapidamente Com as enzimas há um menor gasto energético • SÍTIO ATIVO – região da enzima (E) em que a reação ocorre. • SUBSTRATO (S) – molécula que se liga ao sítio ativo da enzima e que será modificada quimicamente e se transformará num PRODUTO (P). Modelos de interação enzima/substrato • Chave-fechadura (modelo rígido e específico) • Encaixe-induzido • https://www.youtube.com/watch? v=qgVFkRn8f10&t=212s https://www.youtube.com/watch?v=qgVFkRn8f10&t=212s Cofatores; Coenzimas; Grupo prostético • Algumas enzimas necessitam apenas cadeia polipeptídica de aa. • Outras enzimas necessitam de um elemento químico adicional: • Cofator: íon inorgânico. • Coenzima: molécula orgânica ou metalorgânica complexa. • Uma coenzima ou um cofator que se ligue muito firmemente (ou covalentemente), a uma enzima é denominado grupo prostético Apoenzima x Holoenzima • Apoenzima e holoenzima são dois estados da enzima. • Apoenzima - componente proteico cataliticamente inativo da enzima, • Holoenzima - forma cataliticamente ativa da enzima (apoenzima+cofator). Nomenclatura • Nome simplificado: uso do sufixo “ase” • Lactato-desidrogenase; amilase; lipase; urease etc. • Porém, algumas enzimas não tem qualquer associação com reações enzimáticas (Ex.: tripsina e pepsina) • Outras tem sinônimos (ex.: ptialina = amilase salivar) • Nome sistemático (de acordo com o tipo de reação que a enzima catalisa) • Para uma determinada enzima, o sufixo -ase é adicionado a uma descrição bastante completa da reação química catalisada, incluindo os nomes de todos os substratos • Ex.: lactato:nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+)-oxidorredutase Fatores que afetam a atividade enzimática (interferem na velocidade/cinética enzimática) Condições do meio (afetam estabilidade proteica): pH e temperatura Tempo da reação Concentração dos reagentes enzima; substrato; cofatores/coenzimas Concentração de substrato e saturação enzimática (Km – constante de Michaelis) https://www.youtube.com/watch?v=T8DPhmVgy8E&t=20s https://www.youtube.com/watch?v=T8DPhmVgy8E&t=20s Isoenzimas • São versões fisicamente distintas de uma mesma enzima (cada uma delas catalisando a mesma reação em tecidos ou circunstâncias específicas). • Originam-se por meio da duplicação de genes formando dímeros ou tetrâmeros. • Exemplos: • creatina quinase (CK) – CK1 (CKBB); CK2 (CKMB); CK3 (CKMM) • lactato desidrogenase (LDH) – LDH1; LDH2; LDH3; LDH4; LDH5 Dímeros Tetrâmeros Monômeros Creatinina quinase • Cérebro – CK1 • M. cardíaco: CK2 (30%) e CK3 (70%) • M. esquelético: quase exclusivamente CK3; CK2 (1-2%) Lactato desidrogenase • LDH1- coração e eritrócitos • LDH2- coração e eritrócitos • LDH3- rim, plaquetas e pulmão • LDH4- m. esquelético e fígado • LDH5- m. esquelético e fígado REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • NELSON, David L.; COX, Michael M.; HOSKINS, Aaron A. Princípios de bioquímica de Lehninger. V.1. Capítulo 6. Porto Alegre: Grupo A, 2022. E-book. ISBN 9786558820703. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9786558 820703/. Acesso em: 29 ago. 2024.