ENZIMAS E VITAMINAS

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ENZIMAS
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ENZIMAS
São catalisadores biológicos que possuem como função acelerar reações químicas que ocorrem nas 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.
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CARACTERÍSTICAS GERAIS
Aceleram a velocidade das reações sem alterar a proporção entre reagentes e produtos;
Alta eficiência catalítica (108 a 1011 mais rápida);
O aumento da velocidade ocasiona a diminuição da energia de ativação necessária para que a reação química ocorra;
Dirigem todos os eventos metabólicos;
Alto grau de especificidade dos substratos;
Funcionam em solução aquosa;
Atividade em temperatura e pH fisiológico.
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ENZIMAS: CATALISADORES BIOLÓGICOS
Aceleram reações químicas
Ex: Decomposição do H2O2 
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ATIVIDADE ENZIMÁTICA
As enzimas convertem substrato em produto;
Não são consumidas na reação e não alteram seu equilíbrio químico;
O local da enzima onde o substrato se "encaixa" é denominado SÍTIO ATIVO ou CENTRO ATIVO. Após a reação, a enzima se desliga do substrato e permanece intacta.
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ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Substrato se liga ao 
SÍTIO ATIVO
da enzima
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ATIVIDADE ENZIMÁTICA
São extremamente específicas para a reação que catalisam;
É altamente específica para os substratos;
A atividade enzimática pode depender da presença de determinadas moléculas (cofatores).
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COFATORES
 Algumas enzimas não requerem outros grupos químicos além dos seus resíduos de aminoácidos para a atividade, entretanto, outras requerem um componente químico adicional, o COFATOR:
 Inorgânico (cofatores metálicos): Fe2+, Mn2+
 Molécula orgânica (coenzima)
 Exemplos de enzimas que contêm ou necessitam de elementos inorgânicos como cofatores.
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COENZIMAS
 Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis
 Classificam-se em:
	- transportadoras de hidrogênio
	- transportadoras de grupos químicos
Transportadoras de hidrogênio
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COENZIMAS
Transportadoras de grupos químicos
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NOMENCLATURA
Enzimas nomeadas no sistema antigo (as enzimas tinham nomes terminados em –ina, sem qualquer relação entre a enzima e o substrato):
Enzimas nomeadas no sistema atual (nomeia as enzimas utilizando o nome do susbtrato ou do tipo de reação envolvida com a terminação –ase):
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CLASSIFICAÇÃO
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	REAÇÃO ENZIMÁTICA
 Ligação enzima-substrato (modelos propostos de especificidade enzima-substrato):
Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas originou  Chave-Fechadura , que considera que a enzima possui sítio ativo complementar ao substrato. 
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	REAÇÃO ENZIMÁTICA
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.
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FATORES QUE ALTERAM A ATIVIDADE ENZIMÁTICA
 Fatores que alteram a velocidade de reações enzimáticas:
- pH;
	- temperatura;
	- concentração das enzimas;
	- concentração dos substratos;
	- presença de inibidores.
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FATORES QUE ALTERAM A ATIVIDADE ENZIMÁTICA
pH extremos → desnaturação das enzimas
pH ótimo das enzimas
Temperatura:
 Baixa: muito rígidas
 maior que 50°C: queda da atividade (desnaturação)
 A cada aumento de 10°C, a velocidade da reação duplica
 Temperatura ótima: atividade catalítica máxima
 Temperatura ótima da maioria das enzimas: 40° a 45°C
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FATORES QUE ALTERAM A ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Inibidores:
Os inibidores enzimáticos são agentes moleculares que interferem com a cátalise, diminuindo ou parando as reações enzimáticas. Há duas classes de inibidores enzimáticos: reversíveis e irreversíveis.
INIBIDOR REVERSÍVEL: substância que se liga à enzima para inibi-la, mas pode ser liberada.
Inibidor competitivo: liga-se ao sítio catalítico e bloqueia o acesso ao substrato. O inibidor competitivo tem estrutura similar ao substrato;
Inibidor não-competitivo: inibidor e substrato ligam-se em diferentes sítios da enzima O inibidor pode ligar-se à enzima livre ou ao complexo ES (enzima-substrato);
Inibidor incompetitivo: liga-se apenas ao complexo enzima-substrato, bloqueando a formação do produto final.
INIBIDOR IRREVERSÍVEL: substância que causa inibição e não pode ser revertida (geralmente envolve a formação ou quebra de ligações covalentes na enzima).
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APLICAÇÕES CLÍNICAS DE ENZIMAS 
Alterações dos níveis plasmáticos das enzimas nas doenças (diagnóstico):
Aumento da Alanina aminotransferase (ALT) ou TGP → lesão hepática;
Aumento da Álcool desidrogenase → lesão hepática;
Aumento da Fosfatase ácida → lesão na próstata.
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APLICAÇÕES CLÍNICAS DE ENZIMAS
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 VITAMINAS
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VITAMINAS
Compostos orgânicos essenciais que estão envolvidos em funções biológicas fundamentais.
Compostas de carbono, hidrogênio e oxigênio, possuem estrutura variada.
De acordo com sua solubilidade (pois a solubilidade influencia o modo de absorção, transporte e armazenamento) podem ser classificadas em Lipossolúveis e Hidrossolúveis.
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LIPOSSOLÚVEIS
Vitaminas: A, D, E e K.
Não possuem valor energético.
O organismo não as sintetiza e quando o faz é de maneira insuficiente.
São absorvidas no trato intestinal junto com as gorduras. As vitaminas D e E , circulam ligadas a lipoproteínas.
A vitamina A se armazenada no fígado, a D e E, no tecido adiposo e muscular, enquanto a K não é armazenada por não ter essa capacidade.
Grande ingestão de vitaminas lipossolúveis são tóxicas ao organismo e são eliminadas pelas fezes e urina.
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VITAMINA A 
A Vitamina A se origina de dois grupos de compostos: o Retinol obtidos dos alimentos de origem animal (gema de ovo, leite integral, derivados do leite destacando-se a manteiga, fígado bovino e em menor proporção nas carnes) e dos carotenóides (pró-Vitamina A), obtidos dos vegetais.
É um antioxidante, que retira do organismo os radicais livres diminuindo a incidência de doenças crônicos degenerativas (câncer), doenças cardiovasculares e catarata.
	
Possui como principal função a participação no processo visual,. Atua também na manutenção das células da pele e das mucosas, bem como no crescimento e reprodução. 
Tem influência no sistema imunológico, sendo essencial na manutenção de resistência às infecções, tanto que, crianças desnutridas têm mais predisposição às infecções.
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VITAMINA A
A sua carência ocasiona dificuldade de enxergar a noite ocasionado a cegueira noturna e ainda a xeroftalmia.
Crianças com deficiência de vitamina A é comum ocorrer falhas no crescimento.
A hipervitaminose pode causar hipertensão intracraniana, desordens gastrointestinais, cutâneas, secura da pele e mucosas, irritabilidade, perda de cabelos, unhas quebradiças, dores ósseas, dores abdominais e anemia. 
O uso em excesso de carotenóides provoca a hipercarotemia, tornando, mãos e pés ligeiramente amarelados.
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VITAMINA D
Essencial ao crescimento e desenvolvimento geral, é importante para formação de ossos e dentes. É necessária para prevenir e curar o raquitismo. 
Na alimentação pode ser obtida de ovos, leite e alguns peixes como bacalhau, atum e sardinha. Mas a principal fonte de Vitamina D é o sol, que a sintetiza a partir do ergosterol o precursor da vitamina D (pró-vitamina) depositada na pele. Um dos tratamentos do raquitismo é a administração de óleo de fígado de bacalhau e banhos de sol. 
Na infância a carência de Vitamina D causa raquitismo. Em adultos pode provocar a osteoporose.
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VITAMINA E
Possui função antioxidante. No sistema de reprodução, existem várias evidências que apontam a vitamina E como essencial
para reprodução de várias espécies de mamíferos. 
Fontes: germe de trigo, óleos vegetais, folhas verdes, gema, manteiga, fígado e nozes.
A deficiência de Vitamina E nos humanos é rara e seu principal sintoma é a fragilidade dos eritrócitos.
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VITAMINA K
É indispensável no fígado para síntese da protombina e de várias proteínas relacionadas com a coagulação do sangue. Por isso é conhecida como vitamina anti-hemorrágica.
Sua absorção esta diretamente ligada a absorção das gorduras.
Fontes: é encontrada em abundância nas folhas verdes (espinafre, couve), repolho, ervilha, soja, tomate e em alimentos de origem animal.
A carência de vitamina K leva a redução na capacidade de coagulação sanguínea, aumentando a tendência as hemorragias.
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HIDROSSOLÚVEIS
Vitaminas do complexo B: B1(Tiamina), B2 (Riboflavina), B6 (Piridoxina), B12 (Cianocobalamina), Niacina, Ácido Fólico, Biotina, Ácido Pantotênico e Colina.
Vitamina C (Ácido Ascórbico).
As vitaminas do complexo B são encontradas nos mesmo alimentos, razão pela qual durante muito tempo se pensou que fosse uma só. 
A deficiência de ingestão de uma das vitaminas do complexo B pode alterar a utilização das demais.
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VITAMINA B1
Interfere diretamente no metabolismo dos carboidratos (degradação da glicose e produção de energia).
Fontes: Carnes em geral, vísceras, leite, queijos, pescados, gema de ovo, cereais integrais, amendoim, levedura de cerveja. 
Sua carência desenvolve a doença Beribéri. Seus principais sintomas são anorexia, vômitos, insônia, palidez, agitação, edema da face e extremidades, fraqueza muscular (atrofia dos membros inferiores). 
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VITAMINA B2
Fundamental para o crescimento, a B2 combinada com proteínas formam coenzimas (flavoproteínas) essenciais para oxidação dos carboidratos e para o transporte do hidrogênio. É importante para conservação dos tecidos e para o tecido ocular.
Fontes: carnes vermelhas, vísceras, leite, queijos, gema de ovo, vegetais folhosos e cereais integrais. 
A carência de vitamina B2 pode causar: pele rachada nos cantos da boca (estomatite angular), fissura nos lábios(queilose), alteração na língua(glossite), acúmulo seborréico ao redor do nariz e dos olhos (arriboflavinose).
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VITAMINA B6
É indispensável em muitos processos bioquímicos complexos (metabolismo de nutrientes, por exemplo: proteínas).
Fontes: carne de porco, vísceras, pescados, leite, ovos, batata, aveia, banana, germe de trigo.
Quando ocorre deficiência da vitamina B6 no organismo os problemas mais comuns são de pele, SNC, além de lesões seborréicas nos olhos, nariz, boca e olhos, acompanhada de glossite e estomatite.
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VITAMINA B12
Importante sua presença na medula óssea para produção de hemácias. Indispensáveis no metabolismo de todas as células, principalmente as do trato intestinal e tecido nervoso, também está relacionada com o crescimento.
Fontes: alimentos ricos em proteínas como, leite, ovos, peixes, queijos, carnes, especialmente músculo. A B12 só é encontrada em alimentos de origem animal. 
Indivíduos com carência desenvolvem anemia perniciosa, motivo pelo qual ela é conhecida como antianêmica. Sua carência é mais comum em pessoas idosas.
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NIACINA
Essencial para uma pele saudável. Protege o fígado, os tecidos nervosos e o aparelho digestivo. Ajuda a regular a taxa de colesterol no sangue. Em grandes doses funciona como vasodilatador.
Fontes: leite em pó, ervilha, fava, amendoim, feijão, fígado, aves, nozes, limão e peixe.
Na carência alimentar desta vitamina, pode-se desenvolver a avitaminose designada por Pelagra. Sintomas: o aparecimento de uma cor escura na pele (dermatite), que fica seca e áspera, diarréias e alterações mentais (demência). 
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ÁCIDO FÓLICO (B9)
Atua como coenzima no metabolismo dos aminoácidos, na formação dos ácidos nucléicos, das hemácias e do tecido nervoso. 
Fontes: Hortaliças verdes (espinafre, couve, couve flor), cogumelos, nos rins, nos músculos, nos ovos, frangos, queijos, além de outros vegetais como cenoura, ervilhas, batata e germe de trigo e levedura de cerveja. Está presente em fracas doses no leite e praticamente ausente no leite de cabra (daí o perigo de se alimentar os bebê exclusivamente com esse leite).
A deficiência provoca a anemia megaloblástica e várias síndromes hemorrágicas.
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BIOTINA
É importante no metabolismo dos carboidratos e proteínas.
Fontes: levedura, arroz integral, frutas, nozes, ovos, carnes, leite. Também é produzida por bactérias do intestino.
Sua carência pode causar furunculose, seborréia do couro cabeludo.
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ÁCIDO PANTOTÊNICO (B5)
Ajuda a controlar a capacidade de resposta do corpo ao stress, atua na produção dos hormônios supra-renais, na formação de anticorpos, ajuda no metabolismo de diversos nutrientes.
Fontes: fígado, milho, abacate, carne de galinha, ovos, leite, vegetais, legumes e grãos de cereais. 
A carência ocasiona: fadiga, má produção de anticorpos, cãibras musculares, dores e cólicas abdominais, insônia e mal-estar geral.
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COLINA
Mobiliza as gorduras do fígado (ação lipotrópica), atua na formação do neurotransmissor acetilcolina, age como ativador de plaquetas, composição de fosfolipídeos. Atua em combinação com a vitamina B12. 
Fontes: gema de ovos, fígado e amendoim. 
Sua carência provoca acúmulo de gorduras no fígado, cirrose, aumento na incidência de câncer de fígado, lesões hemorrágicas dos rins e falta de coordenação motora.
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VITAMINA C
Controla a produção de substâncias intercelulares responsáveis pela integridade das estruturas celulares que impedem o vazamento de sangue dos capilares e sangramentos subcutâneos, fraqueza muscular e a formação de gengivas esponjosas que podem levar a perda dos dentes. Ajuda o organismo a manter a defesa contra infecções, pois fortalece o sistema imunológico.
	
Fontes: vegetais crus, principalmente, acerola, caju, frutas cítricas, laranja, tangerina, limão, pimentão, repolho.
A doença típica da falta de vitamina C é o escorbuto, cujos principais sintomas são aumento das articulações, diminuição da excreção urinária, anemia, redução do apetite e crescimento, frouxidão dos dentes, inflamação da gengiva e articulações, dificuldade na respiração, hemorragias e dores na realização dos movimentos corporais. 
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ESTUDO DIRIGIDO
O que são enzimas?
Como as enzimas podem ser classificadas?
Comente sobre a teoria fechadura-chave e a teoria de ajuste induzido.
Quais fatores alteram a velocidade das reações enzimáticas?
Quais enzimas estão envolvidas no diagnóstico de doenças?
O que são vitaminas?
Cite as vitaminas lipossolúveis.
Cite as vitaminas hidrossolúveis.