Aula 10 Enzimas

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Disciplina: Bioquímica Básica
Prof. Edézio Ferreira da Cunha Júnior
Contato: prof.edezio.cunha@celsolisboa.edu.br
Enzimas
Objetivo: Entender os conceitos gerais, classificação e função das enzimas.
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Enzimas
Catalizadores biológicos: substâncias de origem biológicas que aceleram as reações químicas.
Função: Viabilizar a atividade das células, quebrando moléculas ou juntando-as para formar novos compostos.
As vias metabólicas (sequências ordenadas de reações) são possíveis porque as enzimas catalizam passos sequências em cada via.
As enzimas também controlam as vias metabólicas permitindo que o metabolismo se adapte a mudanças.
A maioria das enzimas são proteínas mas existem também moléculas de RNA cataliticamente ativas chamadas de ribozimas.
Cada traço representa uma enzima
Mapa metabólico
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ENZIMAS – CARACTERÍSTICAS GERAIS
Apresentam alto grau de especificidade;
São altamente eficientes, acelerando a velocidade das reações (108 a 1011 + rápida);
São econômicas, reduzindo a energia de ativação;
Necessitam de condições favoráveis para executar sua função: pH, temperatura. 
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Atividade enzimática
A atividade enzimática é quanto de um produto é produzido na presença da enzima por uma unidade de tempo, em condições químicas definidas (temperatura, pH, composição de sais...):
Sítio Ativo da enzima
Região da molécula enzimática que participa da reação com o substrato.
Pode possuir componentes não protéicos: cofatores.
Possui aminoácidos auxiliares e de contato.
Coenzima: molécula orgânica complexa.
Ex: NADH
Ativador: Íons inorgânicos que condicionam a ação catalítica das enzimas.
Ex: Fe+2 e Mg+2
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Classes de enzimas
Existem mais de 2000 enzimas conhecidas até hoje.
Um sistema de classificação foi desenvolvido com base no tipo de reação.
Todas enzimas estão catalogadas num cadastro formado por quatro números separados por pontos(EC- de “enzime comission”. Ex.:1.13.11.11 ).
O primeiro indica a qual das seis grandes classes de proteínas ela pertence;
Os dois seguintes indicam sub-classe e sub-subclasse;
O último indica qual é a enzima propriamente dita.
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As seis grandes classes de enzimas
Classe	 Tipo de reação			 Sub-classes 
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ENZIMAS – SÍTIO ATIVO
Região da molécula enzimática que participa da reação com o substrato.
Pode possuir componentes não protéicos: cofatores.
Possui aminoácidos auxiliares e de contato.
Porção protéica
APOENZIMA
Ativador: Íons inorgânicos que condicionam a ação catalítica das enzimas.
Ex: Fe²+ e Mg2+
Cofator
Coenzima: molécula orgânica complexa.
Ex: NADH
HOLOENZIMA
Porção protéica
APOENZIMA
Grupamento 
prostético
Cofator
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ENZIMAS – COFATOR
ENZIMA
COFATOR
CATALASE
Fe+3
CITOCROMO OXIDASE
Cu+2
ÁLCOOL DESIDROGENASE
Zn+2
HEXOQUINASE
Mg+2
UREASE
Ni+2
 Algumas enzimas que contêm ou necessitam de elementos inorgânicos como cofatores
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ENZIMAS – COENZIMAS
 Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis
 Classificam-se em:
	- transportadoras de hidrogênio
	- transportadoras de grupos químicos
 Transportadoras de hidrogênio
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ENZIMAS – COENZIMAS
 Transportadoras de grupos químicos
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ENZIMAS – CATALISADORES
Capacidade de acelerar as reações químicas:
Ex: Decomposição do H2O2 
Condições da Reação
Energia livre de Ativação
KJ/mol Kcal/mol
Velocidade
Relativa
Sem catalisador
Platina
Enzima (Catalase)
 75,2 18,0
 48,9 11,7
 23,0 5,5
1
 2,77 x 104
 6,51 x 108
H2O2
H2O
O2
+
Catalase
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ENZIMAS – CATALISADORES
Não alteram o estado de equilíbrio
Abaixam a energia de ativação;
Keq não é afetado pela enzima.
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ENZIMAS – 
COMPONENTES DA REAÇÃO
E + S E S P + E
Substrato se liga ao 
SÍTIO ATIVO
da enzima
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ENZIMAS – 
LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas originou  Chave-Fechadura , que considera que a enzima possui sitio ativo complementar ao substrato. 
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ENZIMAS
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ENZIMAS – 
LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
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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ENZIMAS – 
ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Fatores que alteram a velocidade de reações enzimáticas:
- pH;
	- temperatura;
	- concentração dos substratos;
	- presença de inibidores.
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ENZIMAS – 
INFLUÊNCIA DO PH
O efeito do pH sobre a enzima deve-se às variações no estado de ionização dos componentes do sistema à medida que o pH varia. 
Enzimas  grupos ionizáveis, existem em ≠ estados de ionização.
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ENZIMAS – 
INFLUÊNCIA DO PH
ENZIMA
pH ÓTIMO
Pepsina
1,5
Tripsina
7,7
Catalase
7,6
Arginase
9,7
Fumarase
7,8
A estabilidade de uma enzima ao pH depende: 
 - temperatura;
 - força iônica;
 - natureza química do tampão;
 - concentração de íons metálicos contaminantes;
 - concentração de substratos ou cofatores da enzima;
 - concentração da enzima.
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ENZIMAS – 
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
Alta temperatura pode acarretar dois efeitos:
 a taxa de reação aumenta, como se observa na maioria das reações químicas;
 a estabilidade da proteína decresce devido a desativação térmica.
 Enzima  temperatura ótima para que atinja sua atividade máxima, é a temperatura máxima na qual a enzima possui uma atividade cte. por um período de tempo.
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ENZIMAS – 
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
ENZIMA
TEMPERATURA ÓTIMA (°C)
Pepsina
31,6
Tripsina
25,5
Urease
20,8
O efeito da temperatura depende:
	- pH e a força iônica do meio;
	- a presença ou ausência de ligantes. 
Acima desta temperatura, o  velocidade de reação devido a temperatura é compensado pela perda de atividade catalítica devido a desnaturação térmica.
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ENZIMAS – 
INFLUÊNCIA DA [S]
 [S] varia durante o curso da reação à medida que S é convertido em P.
 Medir Vo = velocidade inicial da reação.
		vo
[S]
Vmax
[E] = cte.
[S] pequenas  Vo linearmente.
[S] maiores  Vo por incrementos cada vez menores.
Vmax  [S]  Vo insignificantes.
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ENZIMAS – INFLUÊNCIA DA [S]
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