IC621 UFRRJ Bioquímica Geral (prof. André) - P3

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1ª aula: Introdução Enzimas
Enzimas também são proteínas. Catalisador é um acelerador de reação química. Enzimas são catalisadoras. Por quê? Porque diminuem a energia de ativação, que é uma energia necessária para que a reação ocorra. Enzima tem afinidade por o substrato, que é o “ligante”, especificidade.
As enzimas têm a mesmas características que todas as outras proteínas, porém elas são as únicas catalisadoras.
As enzimas elas ligam ao seu ligante (substrato), converte essa molécula em outra molécula e libera o produto na reação.
A catálise e a juntamente com a reprodução são as duas produções básicas para a vida existente no planeta.
Se as reações que acontecem nas células do organismo não fossem catalisadas por enzimas, o tempo que levaria para acontecerem seria incompatível com a vida, porque demorariam muito para acontecer.
Cada reação é catalisada por uma enzima diferente.
Termodinamicamente favorável = libera energia, não significa que a reação vai acontecer em alta velocidade necessariamente. 
As enzimas requerem um cofator, que geralmente é apenas um metal. Apoenzima é a enzima sem o cofator. Exemplo: o cobre é o cofator da enzima citocromo oxidase. O magnésio é da hexoquinase. O cofator é essencial para que a enzima exerça sua atividade. 
Reação num sentido é uma enzima, no sentido contrário já é outra enzima. Mas há as enzimas que fazem nos dois sentidos.
As enzimas são classificadas em seis tipos de classes conforme o tipo de reação que realizam. 
2ª aula:
Se vê que a velocidade da enzima diminuiu, algo aconteceu. Pode estar na presença de um inibidor, um modulador alostérico positivo ou negativo. Tudo se vê pela velocidade.
Eficiência catalítica é a velocidade que a enzima catalisa a reação. Quanto maior a velocidade, mais eficiente é a enzima e mais produto é formado em pequeno intervalo de tempo. 
Mecanismos catalíticos podem ser determinados pela velocidade.
Processos metabólicos podem ser inibidos por enzimas passíveis de inibição, talvez por modulação alostérica, modulação covalente e outro.
Quantidade de enzima presente também pode ser mensurada pela velocidade, pois quanto mais enzima, mais complexo enzima substrato em um pequeno intervalo de tempo e vice-versa. Sempre iremos avaliar a concentração de substrato e não de enzima. 
Exergônica = libera energia
Endergônica = conseme energia
Energia consumida é a energia de ativação. O morro do gráfico é a barreira de ativação e toda reação tem, independente de ser exer ou endergônica.
Ao ganhar energia, a estabilidade diminui. E a instabilidade aumenta, fica mais propenso a reagir. AG(cruz) + AG da reação é maior que a energia que precisou fornecer, quer dizer que vai dar número negativo. Pois são os produtos menos os reagentes, pois no final do que liberou tem que ser descontado o que foi usado para ver se foi maior ou menor e consequentemente negativo ou positivo.
A enzima diminui a barreira de ativação da reação, mas não muda se a reação é exer ou endergônica. 
Quanto maior for a barreira de ativação, mais lenta será essa reação. 
A quantidade de energia de A + B é diferente quando catalisada pra não catalisada? Não, é a mesma. 
Quando há um processo de mais de uma etapa, ele tem a velocidade determinada por uma única reação, a mais lenta.
V=K.[A].[B] 
Maior energia de ativação, mais lenta!!!
Tem de ter um jeito de aumentar a velocidade da segunda reação, pois a primeira já vai acontecer com maior rapidez que a outra. Sabendo que a velocidade é obtida pela multiplacação da constante da reação pela concentração de reagentes, como aumentar a velocidade? Os reagentes são o produto I obtido na primeira reação. Então, aumenta-se a concentração de I e consequentemente aumenta a velocidade. E quando não há I? Aumenta a concentração de A, que faz parte dos reagentes pra I. 
Primeia etapa é a formação do complexo enzima substrato e a segunda etapa é a formação do produto e liberação da enzima livre.
A velocidade da formação de produto depende do complexo enzima substrato, que é o que reage na segunda etapa. 
Se a segunda etapa é a limitante, como aumentar sua velocidade? Aumentando a concentração de substrato, para que mais complexo seja formado.
O gráfico é uma hipérbole, porque no início você tem pouco substrato e pouco complexo com a enzima e muita enzima livre. À medida que aumenta a concentração de substrato, aumenta a quantidade de complexo e diminui a concentração de enzima livre.
No fim do gráfico se torna constante, por quê? Todas as enzimas já estão complexadas com o substrato, portanto, mesmo adicionando-se mais substrato, não aumenta a quantidade.
A teoria da chave e fechadura não explicava o aumento da velocidade ao se ter uma enzima na reação. Pois segundo a teoria, o substrato é o complemento exato da enzima, obtendo assim um estado de interação máxima. Porém, ao se obter interação máxima, quer dizer que se estabilizou, se alguma coisa se estabilizou, ela não reage e não produz energia.
A energia de ativação fica maior, de acordo com a teoria da chave fechadura, portanto, a reação fica mais lenta.
O substrato não é complementar ao sítio ativo da enzima. Quando o substrato entra no sítio ativo, o número de interações não é máximo, ele provoca algumas mudanças eletrônicas, pode romper algumas ligações, formação de outras e etc. Então, percebe-se que há uma pequena energia de ativação para ligar enzima e substrato, mas o complexo tem a mesma quantidade de energia que o substrato livre, ou seja, não o estabilizou. Por isso, a energia de ativação não catalisada é diferente da catalisada. 
Não ser pefeitamente complementar, significa que as ligações não serão simultâneamente. 
Tanto a molécula da enzima quanto do substrato, vão sofrendo mudanças estruturais a partir da interação entre os dois e dão continuidade com isso. 
Como a enzima aumenta a velocidade da reação?
Os centro ativos das enzimas são regiões complementares aos estados de transição, formam muitas ligações fracas com o substrato. A energia liberada pelas interações fracas (energia de ligação) entre o Substrato e a Enzima proporcionam a energia suficiente para que a energia de ativação da reação seja diminuída. As interações fracas entre a Enzima e o Substrato também
contribuem para a especificidade da reação. Uma vez estando o substrato posicionado no sítio ativo da enzima grupos catalíticos funcionais auxiliam a quebra e a formação de ligações por meio de uma variedade e mecanismos.
O substrato é quimicamente modificável, ele pode se transformar em um produto diferente.
A enzima não é quimicamente modificável, apenas estruturalmente.
Cinética enzimática é o estudo da velocidade da enzima. 
O que acontece com a concentração do substrato ao longo do tempo de reação? Diminui. Portanto, a velocidade da enzima tem que ser calculada quando a concentração de substrato ainda está alto, que é no início, pois se medir muito tempo depois a concentração já diminuiu por ter sido consumido. Vo=velocidade inicial nos primeiros instantes, onde a concentração está alta.
Os pais da cinética enzimática: Micaelis Mender
Quando concentração de substrato é alta, a quantidade de enzima livre é alta também, mas rapidamente cai, porque foi complexada com o substrato. E a concentração de enzima livre permanece baixa a maior parte da reação, mas não quer dizer que elas não existam. Isso se chama Equilíbrio estacionário. Estado estacionário é porque fica constante uma maior parte do tempo, mas não quer dizer que enzima e substrato não estejam se ligando.
Qual o efeito da concentração do substrato sobre a velocidade no início da reação? Quando a concentração do substrato é baixa, tem muita enzima livre, à medida que vai aumentando a concentraçao de substrato, há também um aumento do complexo enzima substrato, portanto observar-se aumento da velocidade.
Constante de dissociação. Ter o ligante não significa que terá a enzima ligada a ele, isso vai depender da concentração do ligante e a constante de dissociação da enzima.Se a constante de dissocioação for alta, significa que ela tem afinidade baixa, ela vai precisar de uma concentração de substrato maior para se ligar. 
Essa constante vai se chamar de Km, constante de micaelis, que é a mesma coisa que P50. É a concentração de substrato em que a velocidade inicial é metade da velocidade máxima.
A velocidade da reação varia em função da concentração do substrato, pois aumenta o reagente da etapa limitante. 
3ª aula
Vai se utilizar o Km para comparar duas enzimas que tem o mesmo substrato e descobrir qual das duas tem mais afinidade por ele. Km é a medida da afinidade da enzima pelo substrato, igualmente a p50, mas aqui não são citados os sítios e sim a velocidade. Concentração do substrato em que na velocidade inicial é a metade da máxima. Cada enzima tem uma velocidade máxima característica dela. Se a concentração do substrato estiver bem abaixo do valor de Km, sua atividade é baixa. Se a concentração é igual ao Km da enzima, significa que a velocidade inicial é a metade da máxima. Isso vai depender se tem inibidor ou não, da concentração do substrato, etc.
Glicose e frutose são substratos da hexoquinase. O Km da hexoquinase para a glicose é 0,05 milimolar. Para a frutose, essa mesma enzima tem Km 1,5 milimolar. Essa diferença é de 30x, significa que a afinidade da hexoquinase é 30x maior por glicose.
Km = constante de dissociação. Km menor, maior afinidade. Km maior, menor afinidade.
Hexoquinase tem maior afinidade pela glicose. 
Hexoquinase cerebral e hexoquiase hepática (fígado). Se tiver glicose, os tecidos vão usá-la porque é a fonte preferencial. Mas há órgãos que são dependentes da glicose, como o cérebro, já para o fígado não é tão necessário, ele pode adquirir dos ácidos graxos. Sabendo que o cérebro usa somente a glicose como fonte de energia e carbono, e que fígado pode usar outras fontes, além de pegar a glicose em excesso e sintetizar em gordura. Qual curva é da hexoquinase hepática e qual da cerebral? O Km da hepática por glicose é maior que o da cerebral, pois a afinidade da hexoquinase cerebral por glicose é maior. Sabendo que o fígado tem a capacidade de armazenar o excesso de glicose em ácido graxo, qual a importância disso? Impede uma competição com a hexoquinase cerebral pela glicose existente. Significa que a glicose só vai ser utilizada pelo fígado quando estiver em excesso. 
Supondo que haja um tubo com hexoquinase e 0,05 milimolar de glicose e 0,05 milimolar de frutose, depois de um minuto é medido, terá mais glicose 6 fosfato ou frutose 6 fosfato? Glicose 6 fosfato, pois colocou uma concentração igual ao seu Km por glicose, havendo muito menos frutose. 
E ao colocar 1,5 de glicose e frutose, ainda haverá mais glicose, porque a hexoquinase tem maior afinidade pela glicose, terá mais produção. 
A velocidade máxima é teórica, não quer dizer que será alcançada em algum momento, pois mesmo que aumente a concentração de substrato, uma hora ela se torna constante pois não há enzima para se ligar ao substrato. 
Km é a medida da afinidade da enzima pelo substrato, quanto menor o Km maior é a afinidade.
Enzima livre + Substrato = Complexo = Enzima livre + produto 
É possível determinar Km da enzima utilizando as constante de velocidade.
K-1/K1 = Ks, constante de dissociação do complexo enzima/sustrato
K-1 > K1 = a enzima terá baixa afinidade, significa que o equilíbrio se desloca para a dissociação
K-1 < K1 = a enzima tem alta afinidade
Ks = [Enzima livre].[Substrato]/[Complexo] ; quanto menor o Ks, maior a afinidade
Km só vai ser a medida da afinidade da enzima pelo substrato quando Ks tender a 0, pois qualquer número somado com 0 é ele mesmo, então Km = Ks. 
Então Km ser ou não medida da afinidade da enzima pelo substrato, vai depender do K2 e do K1 da enzima.
Quanto menor for a razão de [Enzima livre].[Substrato]/[Complexo] , mais Km é próximo de ser a medida de afinidade
Enzima micaelianas terão perfil hiperbólico
Equação de Lineweaver-Burk, é um gráfico de uma representação linear da equação de Michaelis-Mendel, onde um único quadrante é invertido, que aumenta de cima pra baixo, da direita pra esquerda
O ponto em que a reta intercepta o eixo y é igual a 1/Vmáx
Se a reta intercepta o eixo y e o valor é 4, ficará: 4 = 1/Vmáx
 Vmáx.4 = 1
 Vmáx = ¼ = 0,25 micromolar/minuto
O que quer dizer que a cada minuto a enzima produz 0,25 micromolar do produto
-1/Km ; supondo que interceptou em 10: 10 = -1/Km
 10.Km = -1
 Km = -1/10
 Km = 0,1
Então 0,1 milimolar, significa que a velocidade inicial da enzima é a metade da velocidade máxima
Isso tudo quer dizer que quando a concentração é 0,1 a velocidade será de 0,125, que é a metade da velocidade máxima (0,25)
Quanto maior a inclinação (mais em pé), maior o Km
Constante catalítica (Kcat): dá ideia da afinidade da enzima pelo produto, velocidade com a qual enzima se liga no substrato, reverte em produto e libera => renovação enzimática. Quanto mais rápido isso for, maior é o número de ciclos catalíticos essa enzima vai conseguir fazer em um intervalo de tempo. Consequentemente, nesse intervalo de tempo mais produtos serão formados por essa enzima, ou seja, maior a velocidade dela. 
A enzima que tem constante catalítica maior significa que ela faz o processo muito mais rápido, terá uma concentração de produto também maior. 
4ª aula:
Na saturação (concentração de susbtrato maior que a de enzima), a constante de velocidade será a constante catalítica (número de ciclos catalíticos que a enzima vai realizar em um intervalo de tempo), pois numa condição de não saturação irá depender também da concentração de substrato.
Km é a concentração de substrato em que a velocidade inicial é a metade da máxima e dá uma ideia da afinidade que a enzima tem pelo substrato. Se a afinidade é alta, mais complexo enzima substrato se forma, mesmo se a concentração de substrato for baixa. Então quando Km baixo, alta afinidade.
Quanto maior for a razão Kcat/Km maior será a velocidade inicial de uma enzima, mais enficiente é ela, mais produto forma em unidade de tempo.
Se comparar duas enzimas com o mesmo substrato, aquela que tiver menor Km significa que ela vai catalisar a uma velocidade maior que a outra. E se ela combinar com o Kcat alto, ela terá maior velocidade, pois numa constante de saturação ela consegue se renovar mais rápido que a outra, então consegue formar uma quantidade maior de produto por unidade de tempo que sua isoforma.
A superóxido dismutase converte o íon superóxido (radical livre de oxigênio, reativo; danosas para células) em uma espécie de oxigênio menos reativa (água oxigenada; menos reativo), outra enzima (catalase) converte o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) em água (ainda menos reativo), minimizando os danos possíveis.
O Km não muda, o que acontece para a enzima não se ligar é a baixa concentração de substrato.
Quem tem Km menor consegue eliminar mais rapidamente o substrato e quem tem Kcat maior também consegue eliminar, mas não quer dizer que Km menor terá Kcat maior, apenas no exemplo dado em aula da enzima superóxido dismutase.
O efeito que o pH exerce sobre a atividade da enzima:
Por que ao mudar o pH a atividade da enzima reduz? Algumas enzimas têm pH ótimo em torno de 8, pH neutro. Quando o pH é em torno de 8 a velocidade é maior. Se aumentar ou diminuir o pH ela perde a atividade. Por quê? Pois pode haver desnaturação, já que é formada de proteínas. Mas também pode não haver desnaturação, se a alteração de pH for pequena. Pode haver interferência no Km, no Kcat e até na velocidade máxima. Interfere nas cargas. 
Caso caia na prova, no enunciado será citado se a enzima foi ounão desnaturada. “Catálise ácido e base”:
Se aumenta o pH há uma tendência de desprotonar resíduos, um resíduo que na catálise deveria estar protonado para ceder o próton pro substrato. 
Se diminui o pH ...
Influência da temperatura sobre a atividade da enzima:
Ao aumentar a temperatura, desnatura as proteínas. Ao abaixar a temperatura, diminui-se a velocidade cinética. Enzima + Substrato = Complexo, a velocidade dessa reação diminui quando a temperatura cai. Quando aumenta a temperatura, a velocidade cai porque desnatura. Se volta à temperatura ótima, as atividades são retomadas. 
Mecanismos de Catálise:
Catálise ácido e base geral: envolve transferência de prótons entre enzima e substrato ou resíduos de aminoácidos de enzimas. (catálise ácida: um grupo ácido doa um próton (H+) para o substrato e catálise básica: um grupo básico aceita um próton (H+) do substrato) ex: Aldolase
Catálise covalente: durante a reação do sítio ativo, acontece que o substrato por um momento fica covalentemente ligado a enzima, mas não o tempo todo pois ele pode inativar a enzima. Em algum momento essa ligação tem que ser quebrada para liberar o produto. 
Catálise por íons metálicos: íons metálicos são cofatores (porção não protéica) da enzima. Eles têm carga positiva e muitos substratos têm carga negativa ou pólos negativos, então essas cargas/pólos do substrato podem interagir com a carga positiva do íon. Às vezes o íon tem a única função coordenar, orientar, posicionar corretamente o substrato no sítio ativo da enzima. Às vezes tem uma participação maior, por exemplo o de Fe e Cu, por terem diferentes estados de oxidação podendo doar ou receber életrons durante a catálise. 
Para entender catálise, deve-se retornar ao conceito de nucleófilo e conceito de ácido e base. Há cadeias laterais de aminoácidos que podem agir como ácido ou base dependendo do pH. 
Acido: libera próton
Base: recebe próton
Aminoácidos que têm a cadeia ionizável podem agir como ácido ou base durante o mecanismo de catálise. Podem doar próton para a molécula de substrato ou pode receber o próton do substrato, causando arranjo eletrônico.
Nucleófilo: filo = afinidade, núcleo = carga positiva. São espécies químicas que tem alta afinidade por núcleo deficiente em elétron, positivamente carregado. 
Aúdio: 4 - 40:50 acompanhar com slide
5ª aula:
Catálise ácido e base geral, Catálise Covalente e Catálise por íons metálicos.
A quimiotripsina é a enzima digestiva, sua função é a hidrólise de ligação amídica (peptídica). Mas ela reconhece uma sequência de aminoácidos onde a ligação será quebrada próximo a essa sequência. Quebra ligação peptídica adjacente a um resíduo volumoso, de cadeia lateral volumosa, que são principalmente os aromáticos. Então essa enzima é capaz de hidrolisar a ligação peptídica próxima a esse anel aromático.
Bolsão hidrofóbico é onde o anel aromático dos resíduos entra na enzima. Qualquer mutação que surja no gene que codifica essa proteína, que modifique a estrutura de forma a fechar o bolsão, se espera uma perda na atividade da enzima, pois o anel aromático não terá onde ficar.
Como acontece: Quando ele entra no sítio o ativo, o carbono da ligação peptídica fica muito próximo do par de elétrons não compartilhado da serina 195, como o carbono é deficiente em elétrons (porque compartilha 4 elétrons com o oxigênio que é mais eletronegativo que ele, então ele fica deficiente em elétrons, de carga parcial positiva, menos negativo e mais positivo e susceptível a um ataque hidrofilico, por um grupo rico em elétrons, como o caso do oxigênio da serina 195) vai sofrer esse ataque e o oxigênio irá compartilhar os elétrons com o carbono, deixando-o com cinco ligações covalentes. Então esse ataque irá forçar uma redistribuição eletrônica em torno da ligação peptídica, que ao final culmina com a quebra da ligação peptídica, mas tudo começa com o tal ataque, fazendo surgir a ligação covalente.
Houve dois mecanismos de catálise: catálise covalente, porque surgiu uma ligação covalente entre a enzima e o substrato, ocorre também a catálise ácido e base (porque a histidina recebeu um próton da água) e outra catálise covalente (porque a hidroxila da água ficou covalentemente ligada ao carbono que estava envolvido na ligação peptídica). 
Modificações na estrutura substrato também provoca alteração na atividade da enzima, melhorando ou piorando. 
Como pode a enzima se ligar a diferentes substratos se há uma especificidade? 
A eficiência foi a mesma? Não, então a enzima já está respondendo a essa mudança estrutural, mas não quer dizer que ela não terá atividade nenhuma. Quando se tem estereoisômeros diferentes e a enzima tem especificidade com um, ela não reconhece o outro. No caso, eles apenas tem grupos químicos diferentes, não significa que a enzima não será capaz de realizar a atividade. 
Mas por que a eficiência muda? Se a velocidade foi maior com um certo susbtrato, quer dizer que ela conseguiu diminuir mais a anergia de ativação com ele do que com os outros. 
Como ela diminuiu essa energia de ativação? Ela usa a energia proveniente das interações/ligações dela com o susbtrato.E se para ocorrer a catálise a energia utilizada vem das interações com o susbtrato, então a estrutura do substrato também é importante. 
Nas comparações apresentadas em sala, coincidiu de que o substrato que teve a quantidade de grupos aumentados, teve também o Km diminuido, o Kcat aumentado e consequentemente a razão Km/Kcat aumentada, aumentando a eficiência catalítica, mas não quer dizer que sempre que se aumentar a quantidade de grupos, acontecerá isso. 
Observaram que o efeito do pH da quimiotripsina e descobriram que o pH ótimo é em torno de 8; então quando diminuia (7), já perdia bastante atividade, em 6, já estava em torno de 0 a atividade. A mesma coisa ao aumentar o pH além de 8. E eles observaram que a enzima não sofria desnaturação significativa, mas quando mediam o Kcat da enzima, por exemplo em 6, o Kcat também abaixava, o que quer dizer que a eficiência da enzima também caiu. Por que isso ocorre? A estrutura não desnaturou o suficiente, mas o Kcat diminuiu. Como? Porque ao diminuir o pH o estado de ionização da histidina 57 mudava, ela tinha que estar desprotonada, pois seu pKa é abaixo de 8, mas ao diminuir o pH ela protona e os mecanismos iniciais não acontecem, fazendo a enzima perder sua eficiência. Mas ao aumentar o pH, nota-se um aumento do Km, diminuindo a afinidade pelo substrato.
Os inibidores vão interferir na atividade da enzima, diminuindo a velocidade de catálise.
Existem dois tipos de inibição: reversível e irreversível.
Os irreversíveis, umas vez que se ligam a enzima, não há volta, pois geralmente a ligação é covalente e como ela requer muita energia pra ser quebrada, não há volta. Dai a enzima perde sua atividade e terá de ser degradada.
São vários os inibidores reversíveis e eles interagem de forma diferente com a enzima, e diferenciam-se a partir dos valores cinéticos. Se o Km aumenta ou diminui, se a velocidade máxima é interferida ou não, etc. 
Os inibidores de uma maneira geral vão impedir a formação do complexo enzima substrato, por isso sempre há uma queda na velocidade da enzima, pois se há menos formação de complexo quer dizer que a velocidade diminuiu. Como eles fazem é o que difere um inibidor do outro. Também alteram o número de ciclos enzimáticos, diminuem a constante catalitica.
Inbidor competitivo:
Há inibidores que são estruturalmente semelhantes ao substrato da enzima. Geralmente, os inibidores se ligam no mesmo sítio ativo que o substrato, mas nem todos. Se ele se liga no mesmo lugar, há uma competição entre os dois. Como não há formação de ligação covalente, nada impede dessa enzima que tem no seu sítio ativo um inibidor uma hora ele sair e entrar o substrato, a diferença é que na presença do inibidor, não há reação. Uma vez que ele sai, o susbtrato se liga e formação de produto, mas a quantidade de produto formada será em um tempo menor. 
Você tem a enzimana presença do substrato e do inibidor, parte será complexo enzima substrato e outra parte sera complexo inibidor. 
Do que depende se tem mais complexo enzima substrato ou inibidor? A afinidade da enzima por um ou pro outro. Se a afinidade da enzima é maior pelo inibidor, mesmo se colocar a mesma concentração dos dois, haverá mais complexo enzima inibidor. Se a afinidade é a mesma, vai depender da concentração de um ou de outro. Se isso ocorre, com a mesma afinidade e mesma concentração, haverá a mesma quantidade de complexo dos dois. Isso quer dizer que o inibidor diminuiu a velocidade pela metade. 
Tem como aumentar essa velocidade nesse caso? Sim, aumentando a concentração de substrato. Se aumentar a concentração, a probabilidade de se ligar na enzima é maior, o que faz aumentar a quantidade de complexo de enzima substrato em relação ao inibidor.
Isso siginifica que a velocidade máxima da enzima pode ser atingida? Sim, basta aumentar a concentração de substrato. Mas ela vai ser atingida na presença do inibidor na presença de uma concentração maior de substrato, consequentemente a metade da velocidade máxima também vai ser atingida a partir de uma concentração maior, então o Km vai variar na presença de um inibidor competitivo, ou seja, ele vai aumentar. A velocidade máxima pode ser atingida porque se aumenta a concetração de substrato, favorece a interação.
Inibidor não competitivo:
Pode se ligar à enzima livre formando enzima inibidor. Uma vez que esse inibidor tem proteína e ligante, que é o inibidor, mudança conformacional na estrutura da proteína. Ele não compete com o substrato, o sítio ativo está lá e o susbtrato não se liga, porque quando o inibidor se ligou, ele gerou uma mudança conformacional que não tem afinidade pelo substrato. Só que a enzima pode se ligar ao inibidor, antes ou depois de ter se ligado ao substrato, uma vez que formou complexo enzima substrato se ela não fizer o produto antes que o inibidor se ligue, ela não faz mais. Quando o inibidor se liga, promove uma conformação que não permite a catálise, pode até permitir o substrato se ligar no sítio ativo, mas a catálise não ocorre. Há formação de produto, mas pouca quantidade, dependendo da concentração de inibidor. Se tiver muito inibidor, há mais complexos com ele do que produtos com o substrato. Aumentar a concentração de substrato não adianta mesmo mantendo a concentração de inibidor constante, porque a velocidade sempre será menor, mesmo havendo formação de produto. 
Adianta aumentar a concentração de susbtrato para atingir a velocidade máxima? Ela pode ser atingida? Não, mesmo aumentando a concentração de substrato, o inibidor tem afinidade pelo complexo enzima e substrato também. Então nunca a velocidade máxima será atingida. 
Então a velocidade máxima será maior ou menor na presença do inibidor? Menor. Então no gráfico de lineweaver burk as retas não vão tocar o mesmo ponto no eixo y. É uma velocidade máxima aparente, porque será menor que a velocidade máxima real. Assim como um Km será menor também.
A velocidade máxima não é a mesma para cada concentração de inibidor, assim como o Km também não é, então nada impede de que a concentração de que a concentração de substrato necessária para atingir a metade da velocidade máxima seja igual para todos.
Nas retas de lineweaver-burk, o Km é o mesmo pois se pode atingir o Km com diferente concentração de substrato. 
6ª aula
Na regulação enzimática a célula tem diversos mecanismo de regular a atividade da enzima.
O primeiro é o controle da disponibilidade enzimática: Se a célula precisa de um determinado produto de uma reação realizada por uma determinada enzima, ela sintetiza a enzima que catalisa a reação que produz aquele produto. Quando a célula não precisa mais daquele metabólico, ela simplesmente degrada a enzima, pois se a enzima não está presente, não há o produto. => Não interessa
Modificação covalente e Modificação alostérica: Dois mecanismos diferentes que a célula possui para regular a atividade da enzima. Na modificação alostérica a enzima tem que ser alostérica, possuir moduladores alostéricos positivos (mudar conformação de alta afinidade pelo substrato - ativa) e modulador negativo (conformação de baixa afinidade pelo substrato - inativa). A célula controla a disponibilidade dos moduladores, se ela quer ativar ela sintetiza modulador positivo e degrada modulador negativo, se ela quer inibir, é ao contrário. 
Na modificação alostérica o que é controlado é a afinidade da enzima pelo substrato, por meio de moduladores. Na covalente, é a mesma coisa, mas ao invés de haver moduladores alostéricos, há um grupo químico que é covalentemente adicionado à mólecula da enzima levando a molécula para uma conformação de alta ou baixa afinidade pelo substrato. Mas nos dois casos a estrutura da enzima é modificada, alterando a afinidade pelo substrato. Em estrutura com alta afinidade ela está ativa, com baixa afinidade está inativa. 
Fosforilação (modificação covalente mais comum): quando um grupo fosforil é adicionado à enzima. O grupo fosforil tem duas cargas negativas, elementos eletronegativos e faz com que a estrutura da enzima sofra modificação conformacional, seja pra mais ou menos afinidade.
Nas duas modificações: E + S => ES => E + P
Em todas as duas será controlada a afinidade da enzima por meio de mudanças conformacionais. Quando o modulador alostérico negativo está ligado a enzima, ela está em conformação de baixa afinidade, pouco complexo ES é formado e pouco P é formado, então em baixa velocidade. Quando o modulador alostérico positivo está ligado, ela está em alta afinidade, então há alta concentração de ES e maior a formação de P. 
Na modificação covalente fosforilação, algumas enzimas quando estão fosforiladas estão em alta afinidade pelo substrato, então ela está ativa. Quando a célula quer inativar essa enzima, ela precisa remover o resíduo fosforil, então muda para uma conformação de baixa afinidade pelo substrato, pouco complexo ES é formado, pouco P é formado e enzima inativa. Mas há enzimas que fosforiladas já têm a afinidade baixa e está inativa, então se a célula quiser ativá-la, precisa remover o grupo fosforil e muito complexo ES será formado, assim como o P.
As enzimas que adicionam grupo fosforil a outras moléculas ou outras enzimas, são chamadas de cinase (quinase, kinase). São enzimas que fosforilam algum substrato, pode ser outra enzima (está participando da regulação dessa enzima) ou pode ser outro substrato. 
Cniase = fosforilação, mas não quer dizer que se refere a outra enzima necessariamente. 
A enzima que remove o grupo fosforil é chamada de fosfatase.
Tanto na modificação covalente quanto na alostérica, o mecanismo envolve a regulação na afinidade da enzima pelo substrato. 
Se a célula quer o produto, sintetiza o ativador e degrada o inibidor. Se não quer mais o produto, sintetiza o inibidor e degrada o ativador. 
Enzimas homotrópicas:
Enzimas alostéricas homotrópicas = próprio ligante/substrato modula sua afinidade por ele mesmo, ele é um modulador alostérico positivo. Não significa que a enzima alostérica homotrópica não terá outros reguladores alostéricos positivos ou negativos
Ativação homotrópica:
No gráfico (sigmóide): o início do gráfico se dá pela pouca concentração de aspartato, então há poucos sítios ocupados e os que não estão ocupados têm baixa afinidade. À medida que aumenta a concentração de substrato, aumenta a velocidade de reação, pois os sítios vão sendo ocupados e afinidade aumenta. Depois a curva cai pois todos os sítios já foram ligados.
Lembretes: Célula de intensa atividade de divisão celular: tumor, pois perdeu a capacidade de controlar a divisão celular.
Nucleotídeos estão presentes em: DNA e RNA
Inibição por retroalimentação:
O produto final da via de 7 reações é um modulador alostérico negativo, que está regulando a primeira enzima da via (ATCase); ele é negativo pois inibe a própria produção ao chegar em quantidade suficiente => mecanismode retroalimentação negativa: o produto final de um via metabólica regula negativamente (modulador alostórico negativo) inibindo a atividade de uma das enzimas da via, geralmente as primeiras enzimas, porque a produção já diminui logo no início da via, sem ser necessário novos mecanismos.
Isoleucina é modulador alostérico negativo da primeira enzima da via, à medida que isoleucina vai ser produzia, chega um momento que a concentração já é suficiente, e quando essa concentração atinge a constante de dissociação da treonina desidratase tem, 50% das moléculas de enzima estarão ligadas à isoleucina, então diminui pela metade a velocidade de isoleucina. E se a concentração de isoleucina aumenta além da constante dissociação, então há mais de 50% das moléculas ligadas.
Ativação heterotrópica:
O ATP é modulador alostérico positivo, porque se liga nas subnidade regulatórias e muda a conformação da enzima por alta afinidade por aspartato e carbamoyl fosfato aumentado a produção de N-carbamoyl aspartato, consequentemente aumentando a produção de nucleotídeo de timina que é com quem o ATP se liga. Numa situação onde tem mais ATP do que CTP, pouco modulador alostérico negativo então poucas enzimas estarão inibidas e tem muito ATP, a célula está em uma condição de discrepância muito grande de nucleotídeos. Quando ela vai se dividir, essas concentrações têm que estar iguais, então se o ATP fosse modulador alostérico negativo ele ia aumentar a discrepância e sendo positivo a diminui. 
Purina: dois anéis
Pirimidina: um anel 
Resumo: No DNA uma purina sempre se liga com pirimidina, as concentrações dos dois têm sempre que estar iguais para que haja a divisão celular. Então, uma forma de regular isso, é que como normalmente tem mais ATP na célula do que CTP, o ATP se liga ao aspartato transcarbamoylase (enzima), muda a conformação pra alta afinidade por carbaoyl fosfato + aspartato, aumentando a produção de N-carbamoylaspartato que depois de mais seis reações é convertido em CTP.
Estado T: Inativo ligado ao CTP ; Estado R: ativo ligado ao ATP
Gráfico: O caráter cooperativo não é perdido porque o modulador alostérico negativo está ligado. Na presença do modulador alostérico negativo (CTP) a afinidade da enzima diminuiu, porque na presença do CTP para atingir metade da velocidade máxima, foi necessário uma quantidade maior de aspartato. 
Na presença do modulador alostérico positivo (ATP) , para atingir a mesma velocidade a concentração de substrato é menor. 
Em enzimas alostéricas o Km é chamado de K0,5.
Modificação covalente: 
O mecanismo mais comum é a fosforilação, que é quando o grupo fosforil é adicionado e ligado covalentemente a um ou mais resíduos de aminoácios da estrutura da enzima. Esses aminoácidos podem ser: tirosina, serina, treonina e histidina. 
A cinase é altamente específica, então sempre vai fosforilar o mesmo aminoácido da estrutura. A fosfatase removem o grupo fosforil. Vai depender da necessidade da célula o momento.
O doador de grupo fosforil geralmente é o ATP; então é uma molécula de importância energética e doador de grupo fosforil durante a fosforilação.
Quando fosforila, há adição de carga (grupo fosforil tem duas cargas negativas), adiciona uma grupo com determinado volume e capaz de fazer ligações de hidrogênio, por isso a estrutura da enzima sofre pequena mudança estrutural.
Glicogênio fosforilase é uma enzima envolvida na mobilização de glicose armazenada na forma de glicogênio no fígado e músculo esquelético (pois são os dois que armanezam e sintetizam glicogênio basicamente). Ela remove o resíduo de glicose armazanado na molécula de glicogênio, então quando defosforilada ela está em baixa afinidade pelo glicogênio, então não o remove a glicose do glicogênio (ela está defosforilada/inativa quando não há necessidade de remover glicose e sim sintetizar glicogênio). 
Fosforilase cnase fosforila o resíduo de serina e muda a conformação para uma conformação de alta afinidade pelo glicogênio, então ela começa a remover a glicose e liberá-la na corrente sanguínea. Fosforilase fosfatase, remove o grupo fosforil do glicogênio fosforilado