Aula 5-Enzimas

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Enzimas
 Com exceção de um pequeno número moléculas catalíticas de RNA, todas as enzimas são proteínas; Logo, são proteínas especializadas na catálise de reações químicas fundamentais para todos seres vivos;
 Algumas enzimas necessitam de um componente químico adicional –chamado cofator, que pode ser um ou mais íons ou uma molécula orgânica ou metalorgânica complexa chamada coenzima;
Algumas enzimas necessitam de ambos, cofator e coenzima para sua atividade;
 Quando o íon ou a coenzima estão fortemente ligados à enzima são chamados de grupos prostéticos;
 A enzima completa, cataliticamente ativa, ligada à coenzima e/ou íon, é chamada de holoenzima, a porção protéica da mesma enzima é chamada de apoenzima ou apoproteína;
Algumas enzimas são modificadas covalentemente por fosforilação, glicosilação e outros processos. Muitas destas alterações estão envolvidas na regulação da atividade enzimática.
As enzimas são classificadas pela reação que catalisam
 Uma característica distinta das reações catalisadas por enzimas é que estas ocorrem em um local restrito da enzima chamado sítio ativo. A molécula que se liga à enzima no sítio ativo , a qual a enzima atua (reagente) é chamada de substrato.
 Modelo chave-fechadura X encaixe induzido
 As enzimas afetam a velocidade (em um fator de 105 a 1017) da reação e não o equilíbrio. Uma reação enzimática simples pode ser escrita:
 Onde E, S, P representam Enzima, Substrato e Produto; ES e EP são complexos transientes de enzima com substrato e produto. A enzima não é consumida durante a reação.
“Catalisadores aumentam a velocidade da reação por diminuírem a energia de ativação”
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Fatores que influenciam a velocidade de uma reação enzimática:
Temperatura
PH
Concentração de substrato
Cinética enzimática
Vm – Velocidade máxima, todas as enzimas estão ligadas ao substrato.
Km-Concentração de substrato necessária para atingir a metade da Vm, reflete a afinidade da enzima por seu substrato. Km pequeno significa alta afinidade.
Inibição da atividade enzimática:
Inibidores irreversíveis e reversíveis
Inibidores Irreversíveis- Reagem quimicamente com as enzimas, inativando-as. Ex. Compostos organofosforados (ligam-se covalentemente com grupos OH de resíduos serina, e a iodocetamida ou o iodoacetato, que reagem com o grupo SH de resíduos cisteína), aspirina (inibe a ciclooxigenase), penicilina (inibe a enzima de síntese de parede bacteriana), etc.
Inibidores reversíveis-
Inibição competitiva – O inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio do substrato (compete com o substrato). Aumenta o Km e não altera a Vmax.
 Inibição não-competitiva – O inibidor e o substrato ligam-se em sítios diferentes. Diminui a Vmax sem alterar o Km.
Inibição competitiva
Inibidor
Substrato
Enzima
Moléstia
Sulfanilamida
P-Aminobenzoato
Diidropteratosintase
Infecção bacteriana
6-Mercaptopurina
Hipoxantina
Adenilossiccinatosintase
Leucemia
5-Fluoracila
Uracila
Timilatosintase
Tumores
Metotrexato
Diidrofolato
Diidrofolatoredutase
Leucemia
AZT
Desoxitimidina
DNApolimeraseviral
AIDS
Inibidores competitivos de algumas enzimas, seus substratos naturais e as moléstias em cujo tratamento são empregados
Inibição não-competitiva- Ex. Hg2+, Pb2+, Ag2+.
Regulação da atividade enzimática:
 
 Sítios alostéricos - Modulação positiva ou negativa. As enzimas que sofrem este tipo de regulação geralmente contêm mais de mais de uma subunidade.
  
 Modificação covalente – A adição de grupos fosfato (P) (fosforilação) ou remoção (defosforilação) de resíduos específicos (serina, treonina ou tirosina) da enzima pode aumentar ou diminuir a afinidade da enzima pelo substrato. 
  
 Indução ou repressão gênica – Regula a quantidade de enzima em resposta a necessidade naquele momento.
 
  Isoenzimas – São formas múltiplas de uma determinada enzima em que cada uma tem afinidade diferente a seus ligantes (substrato ou moduladores alostéricos). 
Zimogênios- Precursores inativos de enzimas. Para a ativação há a necessidade de remoção de um segmento da cadeia polipeptídica. Ex. Pepsina
Estudo dirigido
1- O que são enzimas e como elas atuam?
2- Defina holoenzima.
3- O que é substrato?
4- O que é sítio ativo?
5- Quais os fatores que afetam a velocidade de uma enzima? Como acontece essa influência?
6- O que é pH ótimo?
7-O que é Km? Como se acha o Km de uma enzima?
8- Diferencie inibidores reversíveis de irreversíveis.
9- Diferencie inibidores competitivos de não-competitivos.
10- Como são reguladas as enzimas? Dê três exemplos.