Estudo Dirigido 2 - Enzimas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
 
ENZIMAS 
1. Faça a distinção entre os modelos chave-fechadura e encaixe-induzido para a ligação do 
substrato a uma enzima, relacionando-os com os diferentes tipos de especificidade. 
2. No gráfico de Michaelis-Menten mostre as regiões que denotam reações de 1a ordem e de 
ordem zero. Explique 
3. Para uma enzima que manifesta a cinética de Michaelis-Menten, qual é a velocidade da 
reação, V (em percentagem de Vmáx), observada em: (a) [S] = Km; (b) [S] = 0,5 Km e (c) [S] 
= 10 Km. 
4. Determine os valores de Km e Vmáx para a descarboxilação de um -cetoácido a partir dos 
seguintes dados: 
[S] (moles L
-1
) Velocidade (mM min
-1
) 
2,500 0,588 
1,000 0,500 
0,714 0,417 
0,526 0,370 
0,250 0,256 
5. Uma enzima segue a cinética de Michaelis-Menten. Diga como os parâmetros cinéticos 
seriam alterados, ou se não seriam se for o caso, pelos fatores listados abaixo. 
 Km Vmáx Nenhum Ambos 
Inibidor 
competitivo 
 
Inibidor 
incompetitivo 
 
Inibidor não-
competitivo 
 
Agente 
desnaturante 
(urea 6 M) 
 
Aumento da [S] 
 
6. O oxaloacetato é substrato da oxalacetato desidrogenase. Analisando as estruturas a seguir, 
responda: 
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a. Por que o oxalato é um potente inibidor dessa enzima? Qual o tipo de inibição observada? 
b. Desenhe um gráfico hipotético de velocidade da reação (Vo) da oxaloacetato desidrogenase 
em função da concentração de substrato [S] para as reações na ausência e presença do 
inibidor. 
c. Desenhe o gráfico de duplos recíprocos que permite determinar Km e Vmáx nos dois casos 
(ausência e presença de oxalato), indicando como é possível obter esses valores cinéticos a 
partir do gráfico. 
7. Para a seguinte reação da aspartase na presença do inibidor hidroximetilaspartato, identifique 
o tipo de inibição e cite 3 características desse tipo de inibição. 
[S] M V (sem inibidor) 
M min
-1 
V, (com inibidor) 
M min
-1 
1 x 10
-4 
0,026 0,010 
1,5 x 10
-4
 0,136 0,086 
2,5 x 10
-4
 0,150 0,120 
5 x 10
-4
 0,165 0,142 
8. O metanol é altamente tóxico porque no organismo humano ele é convertido em formaldeído 
numa reação catalisada pela álcool desidrogenase: 
 NAD
+ 
 + metanol  NADH + H+ + formaldeído 
Parte do tratamento médico para envenenamento com metanol é administrar ao paciente etanol 
em grandes quantidades. Por que esse tratamento é indicado para o caso. Justifique. 
9. A lactato desidrogenase catalisa a reação reversível de transformação do piruvato em lactato 
(ver reação abaixo). Em um teste de laboratório, foi utilizado lactato como substrato e NAD
+ 
como cofator, havendo a formação de NADH + H
+
 que absorve a 340 nm. Essa reação foi 
realizada em 4 condições diferentes, conforme mostrado no gráfico que se segue. Observando 
os resultados, responda: 
a) Que tipo de informação pode ser obtida pelas curvas abaixo? 
b) Quais são as possíveis modificações que foram realizadas entre as experiências 1, 2, 3 e 4 
para que os resultados fossem diferentes? Justifique sua(s) resposta(s). 
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10. Uma enzima foi representada esquematicamente (abaixo), onde a localização espacial de 
seus resíduos do sítio ativo foi numerada de I a VII. As posições desses resíduos na cadeia 
polipeptídica estão indicadas ao lado. Essa enzima somente é ativa quando fosforilada. O 
mapeamento dos sítios ativo e de fosforilação da enzima foi possível através dos efeitos 
causados pelas mutações descritas em a, b, c e d. Através da análise das mutações, descreva 
quais resíduos estão envolvidos nos sítios ativo, de ligação de substrato e de fosforilação. 
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a. O resíduo II foi modificado para glutamina: O substrato se liga na enzima, mas ela tornou-se 
inativa. 
b. O resíduo VII foi modificado para arginina: a enzima passou a catalisar a reação com outro 
substrato. 
c. O resíduo V foi modificado para alanina e a enzima continuou catalisando a reação com o 
substrato original, mas com um perfil cinético diferente da enzima nativa. O resultado dessa 
mudança está mostrado no gráfico a seguir: 
 
d. Quando o resíduo VIII foi modificado para fenilalanina, a enzima tornou-se inativa. 
11. A atividade de uma enzima foi determinada em uma solução tampão a pH 7,5 em diferentes 
valores de temperatura, sendo que o perfil obtido para a atividade em função da temperatura 
encontra-se no gráfico a seguir. Explique o que está ocorrendo nos pontos A, B e C 
indicados no gráfico, relacionando estrutura e função. 
 5 
 
 
12. O efeito do pH na enzima da questão anterior foi estudado à temperatura constante de 37 oC 
(ver gráfico a seguir). Como ficaria esse gráfico caso o mesmo experimento fosse realizado 
a 25 
o
C? E a 60 
o
C? Desenhe os gráficos solicitados nesse mesmo gráfico. 
 
13. Mostre graficamente a dependência da velocidade da reação em relação à concentração de 
substrato para uma enzima que segue a cinética de Michelis-Menten e para uma enzima 
alostérica. Comente as principais características dos dois modelos.