AULA DE ENZIMAS

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ENZIMAS
Prof. Me ////////////
Curso ////////
Disciplina: /////////////////
 Manutenção da vida celular
 Autorreplicação
 Conjunto de reações químicas
Velocidades Adequadas
	- Insuficiência na produção ou remoção de metabólitos pode levar a patologias
Necessitam ser específicas
	- Gerar produtos definidos
PROCARIONTES x EUCARIONTES
E Coli (célula simples) – improvável saber o número de reações necessárias para manter e reproduzir esta bactéria
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ENZIMAS
 Enzimas
 Latim: “em” – dentro e “zyme” - fermento 
Proteínas com funções catalíticas
 São específicas e aumentam a velocidade da reação química
“Todas enzimas são proteínas com exceção de algumas moléculas de RNA que catalisam reações químicas – Riboenzimas”
CATALISADORES
1 C12H22O11 + 12 O2  12 CO2 + 11 H2O
I – Reação Espontânea sem enzimas
II – Reação com enzimas
Quanto maior a energia de ativação, mais lenta acontecerá a reação química
ESTADO DE TRANSIÇÃO
SUBSTRATOS
O2
H2O
ANOS PARA ACONTECER DE FORMA ESPONTÂNEA
NOMENCLATURA DAS ENZIMAS
 Maioria das enzimas – adição do sufixo “ase” ao nome dos seus substratos ou a uma palavra que descreve sua atividade
 Urease – catalisa a uréia
 DNA polimerase – catalisa a polimerização do DNA
 Lipase – catalisa lipídios
 Outras enzimas foram batizadas pelos descobridores por uma função ampla
 Pepsina (pepsis – digestão) 
OXIDO-REDUTASE
TRANSFERASE
HIDROLASE
LIASE
LIGASE
ISOMERASE
COMO AS ENZIMAS FUNCIONAM?
 As enzimas não são consumidas na reação química
 
COMO AS ENZIMAS FUNCIONAM?
 As enzimas não alteram o equilíbrio da reação da reação química
SUBSTRATOS
PRODUTOS
APENAS ANTECIPA O EQUILÍBRIO
INTERAÇÃO ENZIMA SUBSTRATO
MASSAS MOLARES APROXIMADAS DE ENZIMAS E DE SEUS SUBSTRATOS
SÍTIO ATIVO DA ENZIMA
 “Região delimitada da enzima que constitui uma cavidade com forma definida, revestida por cadeias laterais dos aminoácidos, específica para reconhecer e se ligar ao substrato alvo.”
AJUSTE INDUZIDO
ANTIGAMENTE, PENSAVAM SOMENTE NO MODELO CHAVE FECHADURA
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COFATORES ENZIMÁTICOS
 Imprescindíveis para a atividade de inúmeras enzimas
 Componentes que se ligam aos sítios ativos para que aconteça a catálise
 Íons Metálicos (Zn, Fe, Cu, Co, Na, K, Mg e Mn)
 Moléculas Orgânicas não Proteicas (Coenzimas)
 Transportadoras de determinado grupo (Ex. Hidrogênio, Fosfato)
 Vitaminas Hidrossolúveis, ATP e GTP
COBALTO
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APOENZIMA vs HOLOENZIMA
 Apoenzima
 Porção proteica da enzima sem o cofator
 Holoenzima
 Enzima ligada ao seu cofator
ZIMOGÊNIOS
 Formas inativas de enzimas que possuem como local de ação o ambiente extracelular (Ex. Plasma e Trato Digestório)
 Impossibilidade de digerir as proteínas intracelulares
 
 Zimogênio  Forma Ativa
 Hidrólise de algumas ligações peptídicas
 Ocorre fora das células que os sintetizam
Pepsinogênio  Pepsina
HCl
QUAL ENZIMA QUE DIGERE PROTEÍNA LOCALIZADA NO ESTÔMAGO PODE SER CONSIDERADA ZIMOGÊNIO?
CINÉTICA ENZIMÁTICA
FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS 
pH
 A velocidade da reação química diminui à medida que o pH se afasta do pH no qual a atividade enzimática é máxima (pH ótimo)
 Varia de enzima para enzima
 Diferentes resíduos de aminoácidos nas cadeias laterais
TEMPERATURA
 Velocidade da reação enzimática próximo a 0º C é praticamente nula
 Elevação da temperatura  aumenta velocidade da reação
 Aumenta energia de ativação
 Contudo, valores muito alto de temperatura acarretam perda do poder de catálise
 Acima de 50 – 55 º C desnatura a maioria das enzimas dos seres vivos
 ISSO É REVERSÍVEL?
POR QUE?
CADA ENZIMA TEM SUA TEMPERATURA ÓTIMA
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VELOCIDADE MÁXIMA DA REAÇÃO (CONCENTRAÇÃO ÓTIMA DE SUBSTRATO)
CONCENTRAÇÃO DO SUBSTRATO
CONSTANTE DE MICHAELIS-MENTEN (Km)
 Km - concentração de substrato que determina a metade da velocidade máxima da reação
 Indica o grau de afinidade da enzima pelo substrato
 Quanto > o Km  menor a afinidade
QUEM TEM MAIS AFINIDADE PELA GLICOSE?
HEXOQUINASE É UMA ISOENZIMA (CATALISAM AS MESMAS REAÇÕES EM TECIDOS DIFERENTES)
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UMA DAS EXPLICAÇÕES PORQUE A FRUTOSE DEMORA PARA SER DIGERIDA (VAI PARA O FÍGADO)
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CONCENTRAÇÃO DA ENZIMA
A velocidade da reação química é diretamente proporcional à concentração de enzimas
DOSAGEM ENZIMÁTICA
 Obtida através da atividade enzimática (U/mL ou U/L)
 Velocidade da reação que ela catalisa
 Metodologia
 Incubação em solução contendo a enzima alvo e quantidades altas do substrato
 Identifica-se a quantidade do produto após um tempo determinado de reação
 Concentração de enzimas intracelulares no plasma é centena de vezes menor do que no interior das células
 Lesões de células de tecidos específicos
 Acompanhamento de muitas patologias
U = UNIDADE INTERNACIONAL
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CONCENTRAÇÕES PLASMÁTICAS DE ENZIMAS
Enzimas
Patologias
Transaminases
Hepatite
Creatina quinase, lactato desidrogenase
Enfarte do miocárdio
Amilase, lipase
Pancreatite
Fosfatase alcalina
Processos obstrutivos biliares
Fosfatase ácida
Neoplasia de próstata
Creatina quinase
Lesão cerebral grave
Lactato desidrogenase
Anemia hemolítica
Amilase
Parotidite(Caxumba)
Lesão muscular durante o exercício físico (Rabdomiólise)
Creatina Quinase (CK) extravasa do tecido muscular esquelético
Aumento de Transaminase Glutâmica Oxalacética (TGO), Transaminase Glutâmico Pirúvica (TGP) e Lactato Desidrogenase (LDH)
(PLEBANI, 2010)
(TOTSUKA et al., 2002)
EXPLICAR CREATINA QUINASE (PRODUÇÃO DE ATP)
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(MOUGIOS, 2007)
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
 Compostos que podem diminuir a atividade de uma enzima
 Reduzem a velocidade da reação enzimática
 Substâncias inerentes das células, aplicações famarcológicas
 Reversível – ligação não covalente
 Não competitiva
 Competitiva
 Incompetitiva
Irreversível – ligação covalente
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INIBIÇÃO COMPETITIVA
 Quando o inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio ativo do substrato
ESTA INIBIÇÃO DEPENDE DA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO?
INIBIDOR E SUBSTRATO APRESENTAM ESTRUTURAS MOLECULARES SEMELHANTES
AUMENTA O KM DA ENZIMA
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INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA
 Quando o inibidor se liga reversivelmente a um sítio próprio de ligação da enzima, podendo esta estar ligada ao substrato
 Depende apenas da concentração do inibidor 
NÃO ALTERA O KM DA ENZIMA
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ALTERAÇÕES DO Km COM E SEM INIBIDORES
INIBIÇÃO INCOMPETITIVA
 Quando o inibidor se liga reversivelmente, em um sítio próprio, ao complexo enzima substrato (ES) 
DIMINUI O KM
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INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
 Quando inibidor se liga a um grupo funcional da enzima que é essencial para sua atividade
 Inativação da enzima
 Pode promover destruição do grupo funcional
Ácido Acetilsalicílico (AAS)
ANTIINFLAMATÓRIO, ANTIPIRÉTICO E ANALGÉSICO
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ENZIMAS ALOSTÉRICAS
 Enzimas regulatórias que possuem atividades catalíticas aumentadas ou diminuidas em resposta a certos sinais (ligações reversíveis)