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De acordo MOTTA (pag70) “As enzimas são proteínas com a função específica de acelerar reacções químicas que ocorrem sob condições termodinâmicas não favoráveis. Elas aceleram consideravelmente a velocidade das reacções químicas em sistemas biológicos quando comparadas com as reacções correspondentes não catalisadas”. Entende-se do autor citado MOTTA que as enzimas servem com catalisador celular extremamente poderoso, seu objectivo é acelerar uma reacção química sem participar nos reagentes nem nos produtos no sistema biológico. Exemplo: C12H22O11 +H2O —enzimas >C6H12O6 C6H12O6 C6H12O6 → C2H5OH+2 CO2 Estrutura das enzimas Enzimas: proteínas com conformação tridimensional que possuem uma região através da qual se estabelece a ligação ao substrato – o centro activo. Substrato: molécula sobre a qual a enzima actua. Centro activo: corresponde, geralmente, a uma reentrância na molécula da enzima onde se localizam determinados aminoácidos (entre 3 e 12). A ligação do substrato ao centro activo da enzima forma o complexo enzima substrato. As ligações que se estabelecem na complexa enzima substrato são fracas, mas suficientes para desencadear a conversão do substrato em produtos. Os produtos deixam o centro activo e a enzima fica livre para catalisar a transformação de outro substrato. Funcionamento de enzimas As enzimas exercem uma grande variedade de funções nos organismos vivos. São indispensáveis para a transdução de sinais, na regulação celular, muitas vezes por ação de cinases e fosfatases. Através da sua ação, podem gerar movimento, como no caso da miosinaque hidroliza ATP, gerando contrações musculares. Também movimentam carga através da célula pela ação do citoesqueleto. Algumas enzimas são ATPases (funcionam como bombas iônicas), que se localizam na membrana celular, estando envolvidas do processo de transporte ativo. Algumas funções mais oxóticas são operadas por enzimas, como é o caso da luciferase que gera luz nos pirilampos. Os vírus podem conter enzimas que auxiliam na infecção de células (HIV - integrase e transcriptase reversa) ou na libertação celular de vírus (neuraminidase no vírus influenza). Especificidade de enzimática Segundo As enzimas são altamente específicas e, geralmente, possuem um único tipo de substrato. A grande especificidade é explicada pelo fato das enzimas se encaixarem perfeitamente aos substratos, como uma chave em sua fechadura. Exemplo: Especificidade absoluta – a enzima actua apenas sobre um determinado substrato. Exemplo: Especificidade relativa – a enzima actua sobre um conjunto de substratos química e estruturalmente relacionados. Exemplo: Sítio Ativo: Região específica, em forma de fenda ou bolso, onde cadeias laterais de aminoácidos criam um ambiente tridimensional complementar ao substrato. Factores que afectam a cinética enzimática Segundo GALLO & BASSO (2010:64pag) Entende-se que Cinética enzimatica “Estuda o mecanismo de reações catalisadas enzimaticamente através do estudo da velocidade da reação enzimática e como ela se altera em função de mudanças nos parâmetros experimentais” Fatores que afetam a velocidade da reação enzimática: Segundo GALLO & BASSO (2010;65pag) entende-se os factores que na velocidade de cinética quimica são: Efeito de Concentração da enzima-aumentando a concentração da enzima, aumenta a velocidade da reacção desde que haja substrato disponível. Efeito de temperaturas - a elevadas temperaturas a enzima sofre desnaturação, com consequente perda permanente de actividade biológica; Ao contrário das temperaturas elevadas, as baixas temperaturas causam a inactivação das enzimas, mas não as destroem; A actividade é retomada em valores de temperatura mais elevados. Efeito pH- As enzimas têm um pH óptimo de actuação, acima e abaixo do qual a sua actividade diminui e acaba por cessar; O pH do meio influencia a conformação do centro activo da enzima e, consequentemente, a sua interacção com o substrato. Efeito de Concentração de substrato - ao aumento da concentração de substrato corresponde o aumento da actividade enzimática, desde que haja enzima disponível. Estando todos os centros activos ocupados atinge-se um ponto de saturação pelo que a actividade enzimática estabiliza, uma vez que a taxa de formação de novas ligações ao substrato é igual à taxa de separação dos produtos. Efeito Inibidores-a presença de inibidores diminui a actividade enzimática. Os efeitos dependem do tipo de inibição: Inibição irreversível – ao aumento da concentração de inibidor corresponde a diminuição da actividade enzimática, dado que os centros activos da enzima vão ficando progressivamente bloqueados. Inibição reversível competitiva – o aumento da concentração de substrato permite aumentar a actividade enzimática, dado que cada vez mais centros activos passam a ser ocupados pelo substrato. Inibição reversível não competitiva – a actividade enzimática diminui com o aumento da concentração do inibidor. O aumento da concentração do substrato não tem qualquer efeito. Inibição da actividade enzimática Inibidores: substâncias capazes de provocar uma diminuição da actividade das enzimas, Podem apresentar diferentes ,mecanismos de actuação. Irreversível; Reversível. Inibição irreversível - O inibidor combina-se permanentemente com a enzima, através de ligações covalentes, tornando-a inactiva ou provocando a sua destruição. Exemplo: Venenos são inibidores enzimáticos irreversíveis, como é o caso dos DDT, do mercúrio, do cianeto. Inibição reversível- O inibidor combina-se temporariamente com a enzima, através de ligações fracas; Pode ser: competitiva ou não competitiva. Inibição competitiva-Uma molécula estruturalmente semelhante ao substrato, mas resistente à acção da enzima, liga-se ao centro activo da mesma, impedindo a ligação do verdadeiro substrato. O inibidor e o substrato COMPETEM pelo centronactivo da enzima. Inibição não competitiva - Ligação do inibidor a um local que não corresponde ao centro activo (centro alostérico), alterando a estrutura globular da enzima e, como tal, alterando a forma do seu centro activo. Assim, a enzima deixa de ser activa. Exemplo: repressor do operão lac Pode ligar-se ao operador ou à lactose. Quando se liga a um fica alterado e impossibilitado de se ligar ao outro. Quando existe lactose liga-se a ela, não se podendo ligar ao operador; quando não existe lactose, liga-se ao operador. Também uma via metabólica se pode auto-regular atendendo a que o produto de uma reacção enzimática pode controlar a actividade de outra enzima, funcionando assim como inibidor. REFERNCIA BIBLIOGRAFIA http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/ dia 12 de Agosto de 2016 CORSINO, Joaquim Bioquímica Campo Grande, MS – 2009 ARTILHEIRO, Abel Scupeliti BIOQUÍMICASÃO PAULO 2012 GALLO, Luís António & BASSO, Luís Carlos: Fundamentos de Bioquímica DE Ciencias dos Alimentos, Agromomicasse florestais, 2012 http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/reaction/AminoAcid/261m.html
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