Cinética Enzimática

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FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO
BIOQUIMICA GERAL RFM 0004
			CINETICA ENZIMATICA
 Prof. Dr. Vanderlei Rodrigues
Departamento de Bioquímica e Imunologia
			-2014-
 
HISTÓRICO
Em 1913, Michaelis e Menten desenvolveram uma equação para examinar a cinética das reações enzimáticas.
O modelo pressupõe que o E liga-se ao S formando um complexo ES para em seguida liberar o produto P
 complexo enzima substrato complexo enzima produto componentes livres
Substrato(S) + Enzima (E) (ES) (EP) E + P 
A proporção de ES formado limita a velocidade da reação:
 v= velocidade inicial da reação
		v= kcat (ES) kcat= constante de catalise
		 (ES)= concentração do complexo ES
 CINÉTICA ENZIMÁTICA
Velocidade reação (v)
Vmax.
 Vo 0
 0 concentração do substrato (S)
Como explicar este comportamento cinético
4
 
 EQUAÇAO DE MICHAELIS-MENTEN
 k1 k2
S + E ES E + P (ES) = (Et) (S) 
 k-1 k-2 k-1 + k2 + (S)
 k1
A reação acima, mostra que existe um equilíbrio entre os componentes da reação e que o complexo ES é rapidamente formado. A sua decomposição em E e P é o processo limitante da velocidade. 
V0 = k2 (ES) Velocidade inicial da reação
Vmax = k2 (Et) Velocidade máxima 
Onde Et = (E) + (ES)
 Equação de Michaelis-Menten
Velocidade Inicial (V0) Velocidade Máxima (Vmax.)
 
V0 = k2 (ES) Nesta situação temos (Et)=(ES) 
 (ES) = (Et) (S) 
 k-1 + k2 + (S) 
 k1 Vmax. = k2 (Et)
V0 = k2 (Et) (S) V0 = Vmax. (S) 
 k-1 + k2 + (S) k-1 + k2 + (S) 
 k1 k1
 
 Km (Constante de Michaelis-Menten)
 V0 = Vmax. (S)
 Km + (S) EQUAÇÃO DE MICHAELIS-MENTEN 
 CÁLCULO DO Km
Velocidade da reação (V)
 Vmax.
 
 
 
 V0 
 Km Concentração do substrato (S)
Quando Km = (S) teremos
V0 = Vmax (S)
 Km + (S)
V0 = Vmax (S)
 (S) + (S)
V0 = Vmax (S)
 2 (S)
V0 = Vmax
 2
 
QUAL O SIGNIFICADO DO Km?
O Km, indica a afinidade do substrato perla enzima. Quanto maior o valor do Km, maior é afinidade da enzima pelo substrato. 
Abaixo, temos a cinética de duas enzimas a glicoquinase e a hexoquinase, onde ambas catalisam a mesma reação, a fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato
A glicoquinase com maior valor de Km para a glicose, fosforila a glicose mais eficientemente.
TRANSFORMAÇÃO DA CURVA DE MICHAELIS-MENTEN EM UMA RETA DE LINEWEAVER-BURK E DE EADIE-HOFSTEE PARA O CÁLCULO DO Km E DA Vmax.
Aos gráficos mostram a velocidade (V) versus concentração do substrato (S):
GRÁFICO DE MICHAELIS-MENTEN
GRÁFICO DE LINEWEAVER-BURK
C. GRÁFICO DE EADIE-HOFSTEE
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
INIBIÇÃO COMPETETIVA:
Neste tipo de inibição , o inibidor tem estrutura semelhante ao do substrato
e com isto ele dificulta a entrada do substrato no sitio de ligação com a enzima. 
A INIBIÇÃO COMPETITIVA ALTERA O VALOR DO Km SEM ALTERAR A VELOCIDADE MÁXIMA COMO MOSTRAM OS GRÁFICOS ABAIXO:
EXEMPLOS DE INIBIÇÃO COMPETIVA NA PRÁTICA MÉDICA:
Tratamento da hipertensão
 Angiotensinogênio
Rim Renina 
 Angiotensina I Angiotensina II Pressão
 Enzima Conversora de Angiotensina (ECA)
 Inibição pelo Captopril (competitiva)
2. Envenenamento pelo Metanol
Metanol Aldeído Fórmico Altamente tóxico (cegueira)
 álcool desidrogenase
Etanol Aldeído Acético Acetato Metabolizado
Álcool desidrogenase ˃ afinidade pelo etanol
 
INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA
Neste tipo de inibição, o inibidor liga se na enzima em um sítio diferente de ligação do substrato
A inibição não competitiva altera a velocidade máxima
A inibição não competitiva não altera o valor do Km
EXEMPLO DE INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA:
Um exemplo clássico é o envenenamento por inseticida tipo organofosforado onde o inseticida liga irreversivelmente à enzima acetilcolineesterase.
Acetilcolina Colina + Acetato
	 Acetilcolinesterase
↑Acetilcolina X
	 Acetilcolinesterase-organofosforado (inibição não competitiva)
 Estimulo constante da junção neuromuscular
Tratamento: Atropina impede a ligação na junção neuromuscular