AT5 - Enzimas (2)

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08/04/2013 
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Profª: Danielly Cantarelli 
Enzimas 
ALIMENTOS INGERIDOS 
SUBSTÂNCIAS SIMPLES 
modificações 
Absorção e 
distribuição 
Na digestão, moléculas grandes passam por 
transformações e são quebradas em moléculas 
MENORES, CAPAZES DE PENETRAR NAS 
CÉLULAS; 
Proteínas, gorduras, e carboidratos, são 
constituídos por moléculas grandes 
(MACROMOLÉCULAS) 
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PRATICAMENTE TODAS AS 
REAÇÕES NO ORGANISMO SÃO 
MEDIADAS POR ENZIMAS 
ENZIMAS 
Proteínas que catalisam reações biológicas 
CATALISADORES 
Aceleram a velocidade da reação 
química, sem serem consumidos no 
processo 
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Enzimas = Catalisadores protéicos 
CARACTERÍSTICAS 
 
-Aceleram as reações 
-Demonstram alto grau de especificidade em relação a seus 
substratos (reagentes) e seus produtos 
- Não são consumidas ou alteradas na reação 
- Atuam em pequenas concentrações 
-Não alteram o equilíbrio químico das reações 
-Atividade regulada geneticamente ou por condições metabólicas 
 
**Ribozimas = RNA com função catalítica (atua como enzima) 
Esquema da reação catalizada por 
enzimas 
Substrato (S) Produto (P) 
 
Enzima (E) 
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ENZIMAS 
Catalizadores específicos 
Especificidade para o substrato e para a reação 
Sítio ativo: 
 
-Cavidade ou fenda de 
ligação do substrato 
 
-Arranjo de grupos 
presentes em cadeias 
laterais de aminoácidos 
que ligam o substrato por 
ligações não covalentes 
 
-Situado na superfície da 
proteína enzimática 
CLASSIFICAÇÃO DAS ENZIMAS 
Nomenclatura 
[União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (IUBMB)] 
 
6 classes, de acordo com a natureza da reação química que catalizam 
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USO INDUSTRIAL DE ENZIMAS 
Proteases 
 
Detergentes: Melhora a remoção de manchas de 
origem biológica, como sangue e molhos 
Restaurantes: Amaciar a carne 
Cervejaria: Eliminar turvação das cervejas 
Padaria: melhora a textura do pão 
 
 Pectinase 
 
Usada na indústria de geléias para promover a 
máxima extração de líquidos das frutas 
 
Amilases 
 
Empregadas para degradar o amido em certos 
removedores de papel de parede, para facilitar a sua 
retirada 
 
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ENZIMAS COMO AGENTES 
TERAPÊUTICOS 
Proteases, amilases e lipases 
 
Usadas para auxiliar na digestão 
 
Asparaginase 
 
Usada no tratamento da leucemia linfocítica aguda 
 
Desoxiribonuclease (DNase) 
 
Tratamento da fibrose cística 
 
Estreptocinase 
 
Empregada para remoção de coágulos sanguíneos no 
infarto do miocárdio e nas extremidades dos membros 
inferiores 
 
Enzima ativa 
com seu 
componente 
não-protéico 
Enzima inativa 
sem seu 
componente 
não-protéico 
Se o 
componente 
não–protéico 
for um íon 
 – Zn ou Fe 
Grupos que se associam 
transitoriamente com a 
enzima. 
Normalmente 
derivados de 
vitaminas. 
Enzima ativa 
com seu 
componente 
não-protéico 
Enzima inativa 
sem seu 
componente 
não-protéico 
Se o componente 
não–protéico for 
um íon 
 Zn ou Fe 
Grupos que se associam 
transitoriamente com a 
enzima. 
Normalmente 
derivados de vitaminas. 
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+ = Apoenzima 
Apoenzima 
Holoenzima 
HOLOENZIMA: ENZIMA COMPLETA 
Parte protéica 
Grupos que se associam 
transitoriamente com a enzima. 
Enzima ativa 
Enzima inativa sem 
seu componente 
não-protéico 
Enzima ativa com 
seu componente 
não-protéico 
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Produto 
(P) 
Estado de 
Transição 
EP 
complexo 
enzima- 
substrato 
(ES) 
enzima 
substrato 
(S) 
 
enzima 
Enzimas 
 
Estas proteínas ACELERAM A REAÇÃO e REDUZEM A 
ENERGIA DE ATIVAÇÃO das mesmas. 
 
Ex: a sacarose exige 25.600 cal/mol de energia de 
ativação para ser decomposta sem o auxilio de 
enzimas. 
 
..... Mas na presença da enzima SACARASE são 
necessárias apenas 8.000 cal/mol. 
 
A velocidade de uma reação é inversamente proporcional 
ao valor de sua energia de ativação 
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estado de 
transição 
e
 
n 
e
 
r 
g 
i 
a
 
 
l 
i 
v 
r 
e
 
sentido da reação 
S 
ES 
T* - apresenta alta energia 
P 
alterações de energia que ocorrem durante a reação 
Energia livre de ativação – 
não-catalisada 
Menor velocidade na reação 
Energia livre de 
ativação – catalisada 
Maior velocidade na reação 
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Ligação da Enzima ao Substrato 
2 modelos propostos: 
 
 Chave – Fechadura 
 Encaixe Induzido 
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VELOCIDADE MÁXIMA 
de uma reação: número de 
substratos convertidos em 
produto por unidade de tempo. 
 
 
A velocidade de uma 
reação catalisada por 
enzima aumenta com 
a concentração do 
substrato, até a 
velocidade máxima. 
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As enzimas são facilmente destruídos pelo calor: 
 - temperatura acima de 70ºC, 
 - Por agitação intensa, 
 -Por ondas ultravioleta e ultra-sonoras, por 
substâncias como o cianeto, traços de metais pesados, 
ácidos ou bases, etc. 
proteína-enzima perde a sua ação biológica. 
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Quando fritamos um ovo as 
proteínas da clara se desfazem. 
Mas quando o ovo esfria as 
proteínas não retornam ao seu 
estado e à sua forma originais. 
 
 O que acontece é que formam 
uma massa SÓLIDA E 
INSOLÚVEL. Isto é uma 
deformação. 
A reação enzimática pode ser 
expressa pela seguinte equação: 
 
E + S <==> [ES] ==> E + P 
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INIBIÇÃO DA ATIVIDADE 
ENZIMÁTICA 
INIBIDORES: Reduzem a atividade das enzimas. 
 
(fármacos, antibióticos, preservativos de alimentos e venenos) 
 
 
IMPORTÂNCIA DOS INIBIDORES 
 
-Atuam como reguladores das vias metabólicas 
-Muitas terapias por fármacos são baseadas na inibição 
enzimática (ex. tratamento da AIDS com inibidores de 
proteases) 
-Desenvolvimento de técnicas para demonstrar a 
estrutura física e química, e as propriedades funcionais 
das enzimas 
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INIBIDORES IRREVERSÍVEIS: Ligam-se às enzimas por 
meio de ligações covalente. Envolve modificações 
químicas da molécula enzimática. 
 
Funciona como uma redução da concentração da enzima. 
 
 
INIBIDORES REVERSÍVEIS: Ligam-se às enzimas por 
meio de ligações não-covalente. 
A inibição está relacionada com um equilíbrio entre enzima-
inibidor. 
 
PODEM SER COMPETITIVOS E NÃO-COMPETITIVOS. 
 
 
INIBIÇÃO DA ATIVIDADE 
ENZIMÁTICA 
INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA 
 
 O inibidor se combina reversivelmente com a molécula da 
enzima NUM OUTRO PONTO DA SUA ESTRUTURA, QUE NÃO 
SEJA O SEU CENTRO ATIVO. 
 Funcionará como se a presença do inibidor representasse 
uma diminuição da concentração da enzima. DIMINUEM A 
VELOCIDADE DA REAÇÃO. 
INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
INIBIDORES REVERSÍVEIS 
INIBIÇÃO COMPETITIVA 
 
 O INIBIDOR e o SUBSTRATO tem ESTRUTURAS 
SEMELHANTES e competem entre si pelo centro ativo da enzima. 
LIGA-SE DE FORMA RECESSIVELY – aumento do substrato e 
velocidade não alterada. 
 
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Numa reação normal, o Substrato liga-se ao centro Ativo da Enzima 
(1), provocando a libertação de produtos por parte da enzima (2). 
 
Quanto à inibição, o Inibidor liga-se à enzima (3), não permitindo ao 
substrato ter acesso à mesma (4), logo não havendo reação e não sendo 
produzidos quaisquer produtos 
a – Reação normal 
b - Reação de 
inibição reversível 
competitiva , em 
que o substrato 
e o inibidor 
competempela 
enzima. 
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SíTIOS ALOSTÉRICO DE LIGAÇÃO 
 
●Tem dois centros ativos: 
● Um para o substrato e para o efetor alostérico. 
● São moduladores do centro ativo. 
● A ligação do modulador alterará a conformação da 
proteína para inibir (EFETORES NEGATIVOS) ou estimular 
(EFETORES POSITIVOS) a ligação do substrato. 
EFETORES HOMOTRÓPICOS 
 
● O próprio substrato atua como efetor. 
 
 
EFETORES HETEROTRÓPICOS 
 
● O efetor é diferente do substrato. 
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APLICAÇÕES CLÍNICAS DAS 
ENZIMAS 
NOME COMUM DA ENZIMA FINALIDADE DIAGNÓSTICA 
FOSFATASE ÁCIDA (ACP) CÂNCER METASTÁTICO DE PRÓSTATA 
FOSFATASE ALCALINA (ALP) DISTÚRBIOS ÓSSEOS E HEPÁTICOS 
ALANINA AMINOTRANSFERASE (ALT-TGP) DOENÇAS HEPÁTICAS 
CREATINA QUINASE (CK) INFARTO DO MIOCÁRDIO, DOENÇA 
MUSCULAR 
ASPARTATO 
AMINOTRANSFERASE (AST-TGO) 
INFARTO DO MIOCÁRDIO, DOENÇA 
HEPÁTICA, DOENÇA MUSCULAR 
ALGUMAS ENZIMAS DE INTERESSE CLÍNICO 
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EXERCÍCIOS 
1. O que são enzimas? Qual a sua função? 
2. Cite 4 características das enzimas. 
3. Como se classificam as enzimas, segundo a União Internacional de 
Bioquímica e Biologia Molecular (IUBMB)? 
4. Explique o que é e qual a função do sítio ativo das enzimas. 
5. Defina holoenzima, apoenzima, coenzima e co-fator. 
6. Como se dá a especificidade da enzima pelo substrato? Cite e 
explique o dois modelos de ligação propostos. 
7. Cite e explique os fatores que podem alterar a velocidade de uma 
reação enzimática. 
8. Classifique os inibidores de inibição enzimática. Explique. 
9. O que são sítio alostéricos de ligação enzimática? Classifique-os. 
10. Exemplifique aplicações clínicas das enzimas.