Cinética Enzimática(2)

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31/08/2015 
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Cinética Enzimática 
 Profª MSc Juliana Huss 
 
 
 
Enzimas 
 
• Definição: 
– Catalisadores biológicos (aceleram a velocidade); 
– Longas cadeias de pequenas moléculas chamadas 
aminoácidos. 
 
• Função: 
– Viabilizar a atividade das células, quebrando moléculas 
ou juntando-as para formar novos compostos. 
 
• Com exceção de um pequeno grupo de moléculas de RNA 
com propriedades catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS, 
todas as enzimas são PROTEÍNAS (globulares, de estrutura 
terciária). 
 
RNA 
Estrutura 
Enzimática 
Ribozimas 
Se covalente 
Apoenzima ou 
Apoproteína 
Holoenzima 
Cofator Proteína 
Pode ser: 
• íon inorgânico 
• molécula orgânica 
 
Coenzima 
 
 
Grupo Prostético 
 
 
Cofator 
 
ENZIMAS 
 
• Apresentam alto grau de especificidade; 
• São produtos naturais biológicos; 
• São altamente eficientes, acelerando a velocidade das 
reações (108 a 1011 + rápida); 
• São econômicas, reduzindo a energia de ativação; 
• Não são tóxicas; 
• Condições favoráveis de pH, temperatura, polaridade do 
solvente e força iônica. 
• Não são consumidas na reação 
 
H2O2 H2O O2 + 
Catalase 
E + S E + P 
• Atuam em pequenas concentrações 
 
1 molécula de Catalase 
 decompõe 
5 000 000 de moléculas de 
H2O2 
pH = 6,8 em 1 min 
Número de renovação = n° de moléculas de substrato convertidas em produto 
por uma única molécula de enzima em uma dada unidade de tempo. 
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• Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas 
originou  Chave-Fechadura , que considera que a enzima 
possui sitio ativo complementar ao substrato. 
 
• Koshland (1958): Encaixe Induzido, enzima e o o substrato 
sofrem conformação para o encaixe. O substrato é distorcido 
para conformação exata do estado de transição. 
 
Nomenclatura e classificação 
•Século XIX - poucas enzimas identificadas 
 
• Adição do sufixo “ASE” ao nome do substrato: 
Ex: 
 - gorduras (lipo - grego) – LIPASE 
 - amido (amylon - grego) – AMILASE 
 
• Nomes arbitrários: 
 - Tripsina e pepsina – proteases 
• 1955 - Comissão de Enzimas (EC) da União Internacional de 
Bioquímica (IUB)  nomear e classificar. 
 
• Cada enzima  código com 4 dígitos que caracteriza o tipo de 
reação catalisada: 
•1° dígito - classe 
•2° dígito - subclasse 
•3° dígito - sub-subclasse 
•4° dígito - indica o substrato 
ENZIMAS - CLASSIFICAÇÃO 
Nº Classe Tipo de reação catalisada 
 
1 Oxirredutases 
 
Transferência de elétrons 
(íons hidreto ou átomos H) 
2 Transferases Reações de transferência de grupos 
 
3 Hidrolases Reações de hidrólise 
4 Liases Catalisam a quebra de ligações C-C, C-S e 
certas ligações C-N. 
Adição ou remoção de grupos 
 (H2O, NH4
+, CO2). 
5 Isomerases Transferência de grupos dentro da mesma 
molécula para formar isômeros 
6 Ligases Formação de ligações C-C, C-S, C-O, C-N 
pelo acoplamento da clivagem do ATP 
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O nome oficial das enzimas leva em consideração substrato, 
produto e coenzimas que participam da reação: 
 
Ex. 
Enzima ATPase (Adenosinatrifosfatase): E.C.3.6.1.3 
 
É uma hidrolase.......................................3 
Atua num anidrido....................................3.6 
O anidrido contém fosfato........................3.6.1 
Esse anidrido é ATP.................................3.6.1.3 
NOMENCLATURA 
ATP + D-Glicose ADP + D-Glicose-6-fosfato 
 
IUB - ATP:glicose fosfotransferase - E.C. 2.7.1.1 
 
2 - classe - transferase 
7 - sub-classe - fosfotransferase 
1 - sub-subclasse - fosfotransferase que utiliza grupo 
hidroxila como receptor 
1 - indica ser a D-glicose o aceptor do grupo fosfato 
 Hexoquinase 
NOMENCLATURA 
1. Oxirredutases – transferência de elétrons 
Etanol Acetaldeído 
2. Transferases - transferência de grupos 
3. Hidrolases - reações de hidrólise 
 
Ex.Lactase 
 
 H2O 
 Lactose Glicose + Galactose 
 
4. Liases – adição ou remoção de grupos 
 (H2O, NH4
+, CO2). 
 
Ex. Fumarase 
 
 
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5. Isomerase – transferência de grupos dentro da 
mesma molécula, formação de isômeros 
6. Ligases – reações de síntese 
com consumo de ATP 
 
Ex. Piruvato carboxilase 
ESTRUTURA PROTÉICA 
Vantagens das enzimas serem protéicas: 
 
Células sintetizam enzimas conforme a necessidade; 
 
Grande variedade uma enzima para cada reação; 
 
Apresenta níveis de organização, podem ser desnaturada quando 
necessário. 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO A COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
Simples: apresentam apenas a.a. na estrutura molecular. Ex: 
amilase 
 
Conjugadas: apresentam também parte não protéica, chamadas 
apoenzima a parte protéica e coenzima a parte não protéica. 
 
ATUAÇÃO ENZIMÁTICA e T½ 
Enzimas que atuam na própria célula em que são formadas, 
chamadas endoenzimas; 
 
Atuam fora da célula em que são produzidas, chamadas 
exoenzimas; 
 
T ½ vidas de enzimas no plasma: 
LDH – Lactato desidrogenase (53–173 h); 
ALT – Alanina Transaminase (37- 57h); 
CK – Creatina Quinase (15 h); 
AST – Aspartato aminotransferase (12–22 h); 
GGT – Gama Glutamil transpeptidase e FA – Fosfatase Alcalina (3 -
7 dias) 
MECANISMO DE LIBERAÇÃO E REMOÇÃO 
LIBERADAS 
Secreção: enzimas plasma - específicas 
Renovação celular: fisiologicamente as células são renovadas e o 
conteúdo vai para o plasma. 
 
REMOVIDAS 
Ação de proteases inespecíficas; 
Ação fagocitária de macrófagos do S.R.E. 
Excreção renal 
Excreção intestinal 
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LOCAIS DE AÇÃO 
 
Enzimas celulares: CK, LDH, FA, GT, TGO, TGP, G-6-PD 
 
Enzimas secretoras: amilase, lipase, colinesterase, ceruloplasmina 
FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DE REAÇÕES ENZIMÁTICAS 
• Fatores externos 
 - pH 
 - temperatura 
 
• Fatores envolve componente da reação 
 - concentração do substrato 
 - concentração da enzima 
 
• Presença de inibidores 
Proteína natural Proteína desnaturada 
Agitação das moléculas e rompimento das ligações 
Efeito do pH na atividade enzimática 
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centros ativos ocupados →ponto de saturação 
- atividade enzimática estabiliza 
- taxa de formação de novas ligações ao substrato é igual á 
taxa de separação dos produtos. 
(Produto/tempo) 
Enzima saturada com S 
AS ENZIMAS SATURADAS PELO SUBSTRATO 
Baixa [S] 
Velocidade é 
proporcional a [S] 
Velocidade 
independe da [S] 
Alta [S] 
excesso de S 
PROPRIEDADES CINÉTICAS DE ALGUMAS ENZIMAS 
Moles de P 
por tempo 
(Nmoles) 
V=Vmax [S] 
 [S]+Km 
Km
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ENZIMAS PODEM SER INIBIDAS POR MOLÉCULAS ESPECÍFICAS 
As substâncias capazes de provocar uma diminuição da atividade 
das enzimas designam-se inibidores enzimáticos. 
 
Os inibidores podem apresentar 
diferentes mecanismos de atuação. 
 
Inibição Irreversível 
 
• Muitos venenos são 
inibidores enzimáticos 
irreversíveis, como é o caso 
de DDT, do mercúrio, do 
cianeto, etc.. 
 
 aumento da concentração de inibidor 
diminui a atividade enzimática 
 
 
 
 
 bloqueio dos centros ativos das 
enzimas 
 
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Inibição Reversível 
• O inibidor combina-se temporariamente com a enzima, através de ligações 
fracas. 
 
• Quando se dissocia, a enzimapermanece funcional e capaz de transformar 
o substrato. 
 
Inibição competitiva 
 
• O inibidor estruturalmente 
semelhante ao substrato 
• resistente á ação da enzima 
• compete com o substrato pelo 
centro da enzima. 
• O efeito da inibição depende da 
concentração relativa de 
substrato e de inibidor. 
• Aumenta o Km 
 
 
Inibição não-competitiva 
• O inibidor é uma molécula 
estruturalmente diferente do 
substrato 
• liga-se à enzima num local 
(centro alostérico) que não 
corresponde ao centro ativo. 
• ligação do inibidor provoca a 
alteração da conformação do 
centro ativo 
• impede a ligação do substrato 
• Não altera Km 
• Aumento de S não reverte 
inibição. 
 
 
A inibição não competitiva é utilizada 
na regulação das vias metabólicas. 
CINÉTICA ENZIMÁTICA 
Mecanismo de ação das enzimas e sua velocidade 
ENZIMAS HEPÁTICAS 
Transaminases: 
TGO (AST) e TGP (ALT) 
Fosfatase alcalina 
Gama glutamil 
transferase 
ENZIMAS CARDÍACAS 
CPK e CPK-MB 
DHL TGO (AST) 
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ENZIMAS PANCREÁTICAS 
AMILASE LIPASE