Bioq Biomedicina Aula 5 Enzimas

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VIAS METABÓLICAS
- podem degradar ou formar moléculas
- são interdependentes
- podem absorver ou liberar energia
- são compartimentalizadas (reações acontecem em locais específicos 
da célula e não em outros)
- são controladas por enzimas
Catalisadores 
Biológicos
CATALISADOR: substância que 
acelera as reações químicas sem 
que ela própria sofra modificações, 
o que significa que pode ser 
utilizada repetidas vezes
2
ENZIMAS - CATALISADORES
Aceleram reações químicas
Ex: Decomposição do H2O2 
Condições da Reação Energia livre de Ativação
 ( Kcal/mol )
Velocidade
Relativa
Sem catalisador
Platina
Enzima Catalase
18,0
11,7
5,5
1
 2,77 x 104
 6,51 x 108
H2O2 H2O O2+
Catalase
Enzimas 
• Com exceção de um pequeno grupo de moléculas de RNA com 
propriedades catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS, todas as enzimas 
são PROTEÍNAS.
4
ENZIMAS – NOMENCLATURA
Século XIX - poucas enzimas identificadas
 
 - Adição do sufixo ”ASE” ao nome do substrato: 
 * gorduras (lipo - grego) – LIPASE
 * amido (amylon - grego) – AMILASE
 - Nomes arbitrários:
 * Tripsina e pepsina – proteases
 
Nomenclatura: geralmente apresentam sufixo 
 “ase”
Classificação: 
Enzimas – Nomenclatura 
 (International Union of Biochemistry)
ADP + D-Glicose-6-fosfatoATP + D-Glicose
IUB – ATP : glicose fosfotransferase E.C. 2.7.1.1
2 - classe - Transferase
7 - subclasse - Fosfotransferase 
1- sub-subclasse - Fosfotransferase que usa grupo hidroxila como 
receptor
1 - indica que a D-glicose é o receptor do grupo fosfato
Nome trivial: Hexoquinase
CLASSES DE ENZIMAS
N0 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 Adição de grupos em ligas duplas ou 
remoção de grupos com a formação de 
ligas duplas 
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 
 
Co-fatores e 
Coenzimas
Algumas enzimas precisam ser 
“ativadas” pela presença de co-fatores:
 - íons
 - moléculas orgânicas não proteicas 
(chamadas coenzimas)
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ENZIMAS – COFATOR
Algumas enzimas que contêm ou necessitam de elementos 
 inorgânicos como cofatores
10
ENZIMAS – COENZIMAS
Coenzima Abreviatura Reação
catalisada
Origem
Nicotinamida adenina
dinucleotídio
NAD+ Oxi-redução Niacina ou
Vitamina B3
Nicotinamida adenina
dinucleotídio fosfato
NADP+ Oxi-redução Niacina ou
Vitamina B3
Flavina adenina
dinucleotídio
FAD Oxi-redução Riboflavina ou
Vitamina B2
• Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis
• Classificam-se em:
 - transportadoras de hidrogênio
 - transportadoras de grupos químicos
• Transportadoras de hidrogênio
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ENZIMAS – COENZIMAS
Coenzima Abrev. Reação catalisada Origem 
Coenzima A CoA-SH Transferência de 
grupo acil 
Pantotenato ou 
Vitamina B5 
Biotina Transferência de 
CO2 
Biotina ou 
Vitamina H 
Piridoxal fosfato PyF Transferência de 
grupo amino 
Piridoxina ou 
Vitamina B6 
Metilcobalamina Transferência de 
unidades de carbono 
Cobalamina ou 
Vitamina B12 
Tetrahidrofolato THF Transferência de 
unidades de carbono 
Ácido fólico 
Tiamina 
pirofosfato 
TPP Transferência de 
grupo aldeído 
Tiamina ou 
Vitamina B1 
 
• Transportadoras de grupos químicos
Como a 
enzima atua?
Como a 
enzima atua?
Diminuindo a 
energia necessária 
para a reação 
ocorrer. 
(Energia de ativação) 
Mecanismo
 
Onde: 
E = enzima
S = substrato (ou reagente; é a substância que será consumida)
ES = complexo enzima-substrato
EP = complexo enzima-produto
P = produto (nova substância que se formou na reação enzimática) 
Enzimas não são consumidas na reação! Após a 
formação do produto, a enzima se regenera e está 
pronta para atuar novamente
• Substrato: substância na qual a enzima atua
 
→A molécula de substrato possui energia cinética e colide
com várias outras moléculas dentro da célula
→Quando colide com o sítio ativo de sua enzima, forma-se 
um complexo enzima-substrato
→O substrato sofre alteração química, e o produto ou os produtos
são formados
Mecanismo
 2) MECANISMO 
ENCAIXE INDUZIDO
1) MECANISMO 
CHAVE-FECHADURA
Enzimas
Sítio ativo: região da enzima na qual se “encaixa” o substrato
Enzimas
• Não são consumidas na reação. Após a formação do produto, a enzima se 
regenera e está pronta para atuar novamente
• São altamente específicas (na grande maioria das vezes trabalham com apenas 
um substrato – há exceções)
• Atuam somente em certas condições (como pH, temperatura, concentração das 
enzimas, concentração dos substratos, presença de inibidores…)
• Portanto: 
➢ Enzimas aceleram a velocidade da reação
➢ Não são consumidas no processo
➢ Atuam em concentrações muito baixas
➢ Não alteram o equilíbrio da reação
Importante:
1. A atividade catalítica depende da integridade da sua 
conformação protéica nativa
2. Na enzima desnaturada ou dissociada em subunidades a 
atividade catalítica é destruída
3. Quando fracionada em seus aminoácidos constituintes, sua 
atividade catalítica é destruída
4. As estruturas protéicas primária, secundária, terciária e 
quaternária são essenciais para a atividade da enzima.catalíti
Fatores que alteram a velocidade de reações 
enzimáticas:
1) pH;
 2) temperatura;
3) concentração dos substratos/enzima;
 4) presença de inibidores.
1) pH :- a enzima 
tem um pH ótimo 
de trabalho
A presença de íons H+ em maior ou menor quantidade pode protonar ou desprotonar 
grupos específicos, interferindo na interação do substrato com o sítio ativo
A estrutura da enzima (e portanto, a forma da proteína e do sítio ativo) depende do 
caráter iônico das cadeias laterais dos aminoácidos que a compõem. 
 Logo, o pH interfere na atuação da enzima 
2) Temperatura: as enzimas têm uma 
 temperatura ideal de trabalho
 geralmente em torno de 37oC
• A elevação da temperatura aumenta a velocidade 
somente enquanto a enzima conservar sua 
estrutura nativa. 
• Acima de 50-55°C, a maioria das enzimas são 
desnaturadas, acarretando a perda do poder de 
catálise. 
• Entre 0oC e 50°C vive a grande maioria dos seres 
vivos; há, entretanto, exceções, entre as quais a 
mais notável é representada por bactérias que 
vivem em águas termais, com temperaturas ao 
redor de 100°C.
Variação da atividade enzimática 
em função da temperatura
3) Concentração 
do substrato
• Inicialmente: o aumento da 
concentração do substrato aumenta a 
velocidade do processo enzimático
• A partir de uma certa concentração de 
substrato, a velocidade da reação 
enzimática não aumenta mais de 
forma relevante. 
As enzimas “estão ocupadas” 
trabalhando, o substrato tem que 
esperar que sejam liberadas.
Vmax.[S]
KM + [S]
V0 = 
Equação de Michaelis-Menten
Baixo KM = alta afinidade da enzima com o substrato
Alto KM = baixa afinidade da enzima pelo substrato
↑ KM = complexo ES
Constante de de Michaelis e Menten
Km
Constante de 
Michaelis
Medida da afinidade
do complexo enzima
substrato (ES)
Específico para 
cada enzima
Numericamente, 
Km pode ser 
expresso como a 
[substrato]
necessária para que 
a velocidade da 
reação seja metade
da velocidade
máxima
Importância do Km
Enzima com 
baixo Km
Precisa de 
pequena [S] 
para atingir
metade da 
Vmax.
Possui alta
afinidade
pelo
substrato
Enzima com 
alto Km
Precisa de 
grande [S] para 
atingir metade
da Vmax.
Possui baixa
afinidade
pelo
substrato
Isoenzimas
• A maioria das isoenzimas (ou isozimas) são enzimas que catalisam a 
mesma reação mas diferem em suas propriedades físicas, devido a 
diferenças geneticamente determinadas.
• Isoenzimas podem ser consideradas variações de uma dada enzima,dentro de um organismo, que apresentam uma mesma especificidade 
de substrato. 
• Ex: hexoquinase e glicoquinase catalisam reações utilizando glicose 
 como substrato
Exemplo
Inibição da atividade enzimática
Inibidores enzimáticos
são substâncias que interferem na atividade das 
enzimas, bloqueando ou diminuindo a eficiência do 
processo catalítico.
Inibidores irreversíveis
Inibidores reversíveis
Inibidor 
competitivo
Inibidor não 
competitivo
Sítio ativo
Substrato
Substrato pode se ligar
ao sítio ativo da enzima
Ausência 
de inibidorInibição
Enzimática
• Tipos de inibição
2) Reversível
❖ Competitiva
❖ Não competitiva
1) Irreversível
B
Á
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N
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7
8
-8
5
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1
9
2
-3
8
7
-4
1) Inibidores Irreversíveis
Atividade enzimática é bloqueada definitivamente. 
Substância inibidora se une à enzima por ligações covalentes (mais estáveis), 
alterando o grupo funcional da enzima necessário para sua atividade 
catalítica. 
Ex: íons cianeto (CN-), que se unem à enzima citocromo oxidase, inativando-a. 
Com essa enzima inativada, importante no processo de respiração celular, a 
célula deixa de respirar, acarretando a morte.
Ex: gases tóxicos derivados do ácido fluorfosfórico
https://www.infoescola.com/quimica/ligacao-covalente/
Nome Fórmula Fonte Modo de ação
• Cianeto
CN-
“Amêndoas 
amargas”
Reage com íons 
metálicos de enzimas 
(Fe, Zn, Cu...)
• Disopropil
Fluorfosfato (CH 3
(DFP)
F
)2 CH O P O CH (CH3
O
)2 Sintético Inibe enzimas com 
serina no centro ativo
• Sarin
(C
F
H3)2 CH O P CH3
O
Sintético 
(gás nervoso)
Inibe enzimas com 
serina no centro ativo
• N-tosil-L-
fenilalaninaclor
o-metil cetona
(TPCK)
O
CH2 CH C CH2 Cl 
NH
O S CH3
O
Sintético Reage com a His 57 da 
quimotripsina
Inibição enzimática
• Exemplos (Inibição Irreversível)
© Copyright 2008 – Chaves & Mello-Farias – ISBN 978-85-7192-387-4
Inibição enzimática • Exemplos (Inibição Irreversível)
Nome Fórmula Fonte Modo de ação
• Fisostigmina O
CH
3
CH3
NH C O
N N
“Feijões calabar”
Forma derivados acil 
com a
acetilcolinesterase
CH3 CH3
• Paration S
C2H5O P O NO2 
C2H5O
Sintético 
(inseticida)
Inibição da acetil 
colinesterase
• Penicilina R*
C O
NH S CH3 
C
HC CH CH3
Fungos do gênero
Penicillium Inibe enzimas da 
síntese de parede 
celular em bactérias
O C N CH
R*= Grupo variável conforme o tipo de penicilina © Copyright 2008 – Chaves & Mello-Farias – ISBN 978-85-7192-387-4
Inibidores Irreversíveis
Ex: Penicilina A penicilina liga-se covalentemente ao sítio 
ativo da enzima transpeptidase.
A síntese da parede bacteriana é inibida e 
ocorre morte celular.
Inibição enzimática
• Exemplos (Inibição Irreversível)
Reagem com as enzimas que possuem resíduos do 
aminoácido serina (enzimas de serina) no sítio
ativo (ex: acetilcolinesterase, que decompõe a
acetilcolina após a transmissão do impulso nervoso
de um neurônio a outro).
Ao ser inativada, a acetilcolinesterase não pode
mais decompor a acetilcolina, que se acumula nos
receptores sinápticos, impedindo as transmissões
nervosas que acarretam a morte por falência dos
órgãos.
• Organofosforados
© Copyright 2008 – Chaves & Mello-Farias – ISBN 978-85-7192-387-4
Ex: gases tóxicos derivados do ácido fluorfosfórico
Colinesterase é a enzima responsável pela 
hidrólise da acetilcolina, presente nas sinapses, 
com a função de mediadora química da 
transmissão de impulsos nervosos através de 
fibras pré-ganglionares parassimpáticas e pós-
ganglionares simpáticas.
2) Inibidores Reversíveis
O inibidor e moléculas da enzima se unem por ligações não 
covalentes, que, por serem mais instáveis, podem ser rompidas, 
fazendo com que a enzima retome a sua atividade 
posteriormente. 
 
Ex: Estatinas, Alopurinol, AZT
2) Inibidores Reversíveis
A inibição reversível é subdividida em 2 classes:
 a) Inibição competitiva
 b) Inibição não competitiva
a) Inibição Reversível Competitiva
O inibidor compete com o substrato pelo sítio ativo
1. Os inibidores competitivos são geralmente substâncias análogas ao
substrato;
2. A enzima pode complexar ou o substrato ou o inibidor mas não
ambos simultaneamente;
3.A ação dos inibidores competitivos é abolida em concentrações
elevadas do substrato.
4. Reversão pode ser feita com aumento do substrato
Estatinas
Inibidor da xantina oxidase
Adenosina monofosfafo
Guanosina monofosfafo
Alopurinol
b) Inibição Reversível Não Competitiva
O inibidor se liga à enzima num local diferente do 
sítio ativo;
1. A enzima pode combinar-se simultaneamente com 
o substrato e o inibidor;
2. Ocorre diminuição aparente da Velocidade máxima
(menos enzimas disponíveis);
3. O inibidor afeta a configuração mais apropriada à 
catálise
4.O aumento da concentração do substrato não
interfere na velocidade da reação
• Ex: Metais pesados como prata, mercúrio e chumbo.
INIBIDORES NÃO COMPETITIVOS
Inibidor não competivo se liga 
em local diferente do centro 
ativo
Substrato consegue se ligar à 
enzima, mas a reação não 
ocorre
Controle Alostérico da 
Atividade Enzimática
Controle Alostérico 
da Atividade 
Enzimática
Enzimas na Clínica Médica
• Atividade das enzimas no sangue fornece informações importantes para o 
diagnóstico de doenças.
• O perfil da atividade de enzimas no soro está relacionado à processos 
patológicos.
• As enzimas podem ser classificadas em dois grupos:
• Plasma-específicas: secretadas ativamente no plasma por certos 
órgãos, tendo papel funcional no plasma
• Não plasma específicas: produzidas pelas células durante o 
metabolismo celular normal. São enzimas intracelulares, sem função 
fisiológica no plasma.
Enzimas não-plasma específicas
 Atividade de enzimas intracelulares no plasma
Estado patológico
Extravasamento por lesão 
tecidual
Extravasamento por alteração de 
permeabilidade da membrana
A determinação das atividades de muitas enzimas no plasma é utilizada para 
fins diagnósticos em várias doenças.
O grau de elevação da atividade enzimática no plasma pode auxiliar na 
avaliação do prognóstico do paciente.
CPK – creatina quinase
LDH – Lactato desidrogenase
HBDH - -hidroxibutírico desidrogenase
Ex: Cinética de liberação de enzimas cardíacas no soro após um 
IAM
TGO - Transaminase glutâmico oxalacética
TGP - Transaminase glutâmico pirúvica
 Presentes nas células do fígado, coração, 
músculo esquelético, rim e pâncreas.
 
 
Enzimas importantes em diagnóstico
 
Transaminases
DOENÇA HEPÁTICA
INFARTO AGUDO DO MIOCÁRDIO 
TGO eleva-se após 12 horas, atingindo seu pico após 24-36 horas. 
Enzimas importantes em diagnóstico
Fosfatases
Fosfatase Alcalina
 Presente em muitos tecidos, principalmente no fígado 
e nos ossos. 
 O aumento fisiológico é observado na GRAVIDEZ e na 
INFÂNCIA.
 
 DOENÇA HEPÁTICA OBSTRUTIVA
 
Enzimas importantes em diagnóstico
 
Transferases
GAMA GLUTAMIL TRANSPEPTIDASE 
Presente no fígado.
 
 INDICADOR DE DOENÇA HEPÁTICA
ALCOOLISMO 
Enzimas importantes em diagnóstico
 Amilase
Produzida pelo pâncreas e pelas 
glândulas salivares.
 
 PANCREATITE 
CAXUMBA
	Slide 1: VIAS METABÓLICAS
	Slide 2: ENZIMAS - CATALISADORES
	Slide 3: Enzimas 
	Slide 4: ENZIMAS – NOMENCLATURA
	Slide 5: Nomenclatura: geralmente apresentam sufixo “ase”
	Slide 6: Enzimas – Nomenclatura (International Union of Biochemistry)
	Slide 7: CLASSES DE ENZIMAS
	Slide 8: Co-fatores e Coenzimas
	Slide 9: ENZIMAS – COFATOR
	Slide 10: ENZIMAS – COENZIMAS
	Slide 11: ENZIMAS – COENZIMAS
	Slide 12: Como a enzima atua?
	Slide 13: Como a enzima atua?
	Slide 14: Mecanismo
	Slide 15
	Slide 16: Mecanismo
	Slide 17: Enzimas
	Slide 18: Enzimas
	Slide 19: Importante:
	Slide 20: Fatores que alteram a velocidade de reações enzimáticas: 
	Slide 21: 1) pH :- a enzima tem umpH ótimo de trabalho
	Slide 22: 2) Temperatura: as enzimas têm uma temperatura ideal de trabalho geralmente em torno de 37oC
	Slide 23: Variação da atividade enzimática em função da temperatura
	Slide 24: 3) Concentração do substrato
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29: Isoenzimas
	Slide 30: Exemplo
	Slide 31
	Slide 32: Inibição da atividade enzimática
	Slide 33
	Slide 34: 1) Inibidores Irreversíveis
	Slide 35: Inibição enzimática
	Slide 36: Inibição enzimática
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39: Ex: gases tóxicos derivados do ácido fluorfosfórico
	Slide 40: 2) Inibidores Reversíveis
	Slide 41: 2) Inibidores Reversíveis
	Slide 42: a) Inibição Reversível Competitiva
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45: b) Inibição Reversível Não Competitiva
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48: Controle Alostérico da Atividade Enzimática
	Slide 49
	Slide 50: Enzimas na Clínica Médica
	Slide 51: Enzimas não-plasma específicas
	Slide 52: Ex: Cinética de liberação de enzimas cardíacas no soro após um IAM
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56