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Estudo da velocidade da reação 
enzimática e como ela se altera em 
função de diferentes parâmetros
Parâmetro mais importante para 
comparar a atividade e o tipo de reação 
das enzimas é a concentração do 
substrato
Importante abordagem para o 
entendimento do mecanismo de ação 
de uma enzima.
Vários fatores afetam a atividade de uma 
enzima – pH, temperatura e substrato
CINÉTICA ENZIMÁTICA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Activacao_energia_cinetica_enzimatica.svg.PNG
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A linha em vermelho representa a reação na ausência de catalisador;
A linha em azul na presença de enzima. 
S: nível de energia do(s) substrato(s); 
P: nível de energia do(s) produto(s); 
G: energia de Gibbs; 
R: coordenada de reacção (sentidos de progressão de reacção);
ΔG'º: energia livre padrão bioquímica;
ΔG‡: energia de ativação
S-P: do(s) substrato(s);
P-S: do(s) produto(s)). 
CINÉTICA ENZIMÁTICA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/ActivationEnergyInt.svg
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A cinética enzimática é o estudo do mecanismo pelo qual as 
enzimas ligam substratos e os transformam em produtos.
São utilizados dados sobre a velocidade de reação de 
enzimas através de ensaios enzimáticos.
Mecanismo de reação de uma enzima com substrato único. 
A enzima (E) liga o substrato (S) e liberta o produto (P). 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/37/Simple_mechanism_pt.svg
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Cinética de Michaelis–Menten
Curva de saturação para uma enzima mostrando a relação entre 
a concentração do substrato e a velocidade de reação;
As reações catalisadas por enzimas são saturáveis, e a sua 
velocidade de catálise não indica uma resposta linear face ao 
aumento de substrato. 
Se a velocidade inicial da reação é medida sobre uma escala de 
concentrações de substrato [S]);
a velocidade de reação (v), aumenta com o acréscimo de [S]. 
A medida que [S] aumenta, a enzima satura-se e a velocidade 
atinge o valor máximo Vmax.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Michaelis-Menten_saturation_curve_of_an_enzyme_reaction.svg
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A saturação acontece porque, à medida que é aumentada a 
concentração de substrato, aumenta também a quantidade 
de enzima presente sob a forma de complexo enzima-
substrato (ES). 
À velocidade máxima, Vmax, todos os centros ativos estão 
ocupados (saturados) com substrato, ou seja, não existe 
enzima livre para ligar mais substrato e a concentração de 
complexo ES é igual à concentração de enzima. 
CINÉTICA ENZIMÁTICA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Saturacao_de_uma_enzima.jpg
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CINÉTICA ENZIMÁTICA
A atividade de uma enzima é geralmente descrita através de 
Vmax e também da constante de Michaelis-Menten (KM), que 
representa a concentração de substrato à qual se detecta 
uma velocidade de reacção igual a metade de Vmax; 
Cada enzima possui um KM característico (kcat) para um dado 
substrato; este parâmetro é muitas vezes usado para 
demonstrar a força de ligação de um substrato à enzima. 
É também usada outra constante cinética, kcat, para descrever 
o comportamento de uma enzima, representando o número 
de moléculas de substrato que podem ser catalisadas por 
centro ativo por segundo.
Influência do Substrato
 Concentração de substrato [S]: afeta a
velocidade da reação;
 Efeito de [S]: varia durante o curso de uma
reação S  P;
 Velocidade inicial (V0): [S] >> [E]  tempo
muito curto  [S] = constante.
Influência do Substrato
 [E] = cte
  [S] = V0  linear
  [S] = V0 
 V0 = Vmáx
Influência do Substrato
 Alguns casos a V0 não pode ser medida
• Não existe técnica experimental;
• Equação química não representa a
transformação;
 Velocidade da reação:
• Velocidade média de consumo ou produção;
• Variação de uma propriedade no sistema.
Influência do Substrato
 Vitor Henri (1903): E liga-se ao S para 
formar ES  passo obrigatório;
 Leonor Michaelis e Maud Menten (1913)
• E combina-se reversivelmente com SES
k1
E + S ES 
k-1
• ES se rompe  E e P
k2
ES E + P
Influência do Substrato
 Qualquer instante da reação: E e ES;
 [S]  = velocidade da reação  [S];
 Vmáx = todas as moléculas de E estiverem na
forma ES  enzima “saturada”;
  [S]: estado pré-estacionário   ES;
• Estado estacionário  [ES] = cte;
• V0 estado estacionário.
Equação Michaelis-Menten
 Curva: possui a
mesma forma para a
maioria das enzimas;
 Expressa pela
Equação de
Michaelis e Menten;
Hipótese: limitante  quebra de ES  E + P.
Atividade enzimática é afetada pelo pH
O pH pode influenciar a atividade de uma enzima através de maneiras 
distintas. Primeiramente, o pH pode levar à desnaturação proteica. 
O pH também pode interferir na atividade de uma enzima alterando o 
padrão de cargas de um determinado sítio ativo ou catalítico, ou alterando 
a conformação geral da proteína.
Atividade enzimática é afetada pela temperatura
O aumento de temperatura aumenta a taxa de reação enzimática devido 
ao aumento de energia cinética das moléculas participantes da reação.
A temperatura pode interferir nas interações que mantém as estruturas 
secundárias e terciárias (pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas), 
podendo levar à desnaturação protéica.
enzima
A concentração do substrato afeta a velocidade das 
reações catalisadas por enzimas
Curva que relaciona [S] e V0 é uma hipérbole, concentrações 
mais baixas aumento linear da velocidade, concentrações 
mais altas velocidade atinge um valor máximo
Concentrações 
baixas de 
substrato ocorre 
aumento linear 
entre 
Velocidade(V0) e o 
Substrato [S]
 [S]  V0
aumenta cada vez 
menos até atingir 
um patamar (Vmax)
Curva relacionando [S] e V0 pode ser expressa algebricamente
Constante de Michaelis
Equação de Michaelis-Menten
TAREFA – Fazer para entregar a dedução da equação de Michaelis-
Menten
Equação Michaelis-Menten
 Curva: possui a
mesma forma para a
maioria das enzimas;
 Expressa pela
Equação de
Michaelis e Menten;
Hipótese: limitante  quebra de ES  E + P.
Equação Michaelis-Menten
Relação numérica:
V0 é metade de
Vmáx;
km = “afinidade”
pelo substrato;
 Km  afinidade
máxVV 
2
1
0
 Vmáx é proporcional à [E].
Variável dependente:
velocidade de reação, 
função de [S].
Constante*:
velocidade 
máxima
Variável independente:
concentração do substrato.
Constante de Michaelis:
KD aparente de ES.
* “Constante”: Vmax é função de [E]total
Parâmetros Cinéticos
 Exemplo:
[S] (g/L) Vo (g/L.h)
0,25 0,78
0,51 1,25
1,03 1,66
2,52 2,19
4,33 2,35
7,25 2,57
0,0
1,0
2,0
3,0
0 2 4 6 8
[S] (g/L)
V
o
 (
g
/L
.h
)
Parâmetros Cinéticos
 Exemplo: Lineweaver-Burk
y = 0,228x + 0,3668
R
2
 = 0,9991
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
0 1 2 3 4 5
1/[S] (L/g)
1
/V
o
 (
L
.h
/g
)
 
 
L
g
K
V
K
hL
g
V
V
SV
VSV
K
V
m
máx
m
máx
máx
máxmáx
m
622,0228,0
73,23668,0
1
Portanto,
3668,0
1
228,0
1
111
0
0





O que é Km ?
É a concentração do substrato 
onde se obtém metade da 
velocidade máxima da reação
TAREFA – Demonstrar algebricamente o que é Km usando a 
equação de Michaelis-Mentem e a definição de Km.
Km e a Vmax varia de enzima para enzima caracterizando-as 
e pode variar também com o substrato
Km não é uma medida de afinidade da enzima 
pelo substrato mas sim a concentração do 
substrato onde se obtém a metade da 
velocidade máxima da reação
Rubisco 
•Km CO2 - 9μM 
•Km O2 - 350 μM 
HexoquinaseGlicose Km - 0,05 μM
Frutose Km -1,5 μM
Transformações da equação de Michaelis-Menten
Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco
Inversão dos dois lados da equação de Michaelis-Menten 
Separação dos componentes do lado direito.
Equação de Michaelis-Menten
Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco
Km 1
y a x b= +
inverter
Separar 
componentes e 
resolver
y
x
Com essa 
transformação 
matemática passa-se 
a trabalhar com uma 
reta e não com uma 
hipérbole, mais fácil.
Várias informações 
podem ser obtidas 
com esse gráfico
y=0
x = 0
a = coeficiente angular
b = coeficiente linear
Através da análise da cinética da reação pode-se descobrir qual 
o mecanismo de ação da reação com relação ao substrato
A atividade de todas as enzimas pode ser 
inibida por determinadas moléculas
Inibidores enzimáticos
São moléculas que interferem com a 
catálise diminuindo ou interrompendo a 
reação enzimática
Como são classificados os inibidores de 
acordo com seu mecanismo de ação?
Reversíveis Irreversíveis
Inibição competitiva
Inibição incompetitiva
Inibição mista ou não competitiva
Como eles atuam?
Reversíveis - Inibição competitiva
Inibidor tem estrutura molecular semelhante à do substrato
Inibidor compete com o substrato pelo sitio ativa da enzima
 [S] deslocar inibidor do 
sítio ativo e manter Vmax
V max é constante na presença do inibidor devido à 
grande quantidade de substrato
Reversíveis - Inibição incompetitiva
Inibidor se liga em um 
sítio diferente do centro 
ativo, impede a reação do 
complexo ES.
Independente da concentração do substrato o Km e a 
Vmax estão alterados
Reversíveis - Inibição mista ou não competitiva
Inibidor se liga tanto ao 
complexo ES como à 
enzima, em um sítio 
diferente do centro ativo
Independente da concentração do substrato o 
Km e a Vmax estão alterados
Inibição irreversível
Inibidor se liga de maneira estável ou covalente 
com um grupo funcional importante para a 
atividade enzimática
Utilizados experimentalmente para definir os 
aminoácidos essenciais do centro ativo das 
enzimas
Inativar determinadas enzimas em situações 
biológicas importantes
Reagem com o resíduo S1 de serino-enzimas, formando um complexo irreversível.
Uma das enzimas altamente sensível a esses compostos é a
acetilcolinesterase, responsável pela metabolização do neurotransmissor
acetilcolina em neurônios centrais e periféricos (envenenamento por
organofosforados)
Este é o mecanismos de ação dos inseticidas organofosforados, como o 
malathion e o parathion.
Salicina, extraída da casca do Salgueiro Branco ou Chorão (Salix alba) - hoje sintetizada 
No metabolismo celular 
grupos de enzimas 
trabalham em conjunto 
onde o produto de uma é 
o substrato da outra
Via metabólica
Nessas vias existe 
sempre uma enzima que 
determina a velocidade 
com que o grupo vai 
trabalhar – enzimas 
reguladoras
•Regulam a velocidade das reações metabólicas
•São reguladas por determinados sinais
•Tipos:
Enzimas alostéricas
Enzimas reguladas por modificações 
covalentes reversíveis
Enzimas reguladas por proteólise
Sofrem modificações 
conformacionais em 
resposta à ligação do 
modulador (positivo ou 
negativo)
Enzimas alostéricas
•Possui sítios reguladores 
para a ligação do 
modulador especifico
•Maiores e mais 
complexas que as não 
alostéricas (mais que uma 
cadeia polipeptídica)
Enzimas reguladas por modificações 
covalentes reversíveis
•Diferentes grupos podem se ligar á 
molécula enzimática e regular sua atividade
•Grupos ligados covalentemente e 
removidos pela ação de outras enzimas
Enzimas reguladas por proteólise
Enzimas proteolíticas – mecanismo de proteção/regulação
Cadeias ligadas por ligações dissulfeto
Enzimas digestivas 
produzidas pâncreas e com 
ação no duodeno.
Bothrops 
(Jararacas) 
90% acidentes no 
Estado de SP –
janeiro a abril –
sexo masculino
Alteração nas enzimas 
envolvidas na cascata 
de coagulação do 
sengue - hemorragia