Efeito de pH na Atividade Enzimática

Prévia do material em texto

20/05/2015 Efeito de pH na Atividade Enzimática
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm 1/4
Efeito de pH na Atividade Enzimática
As enzimas sofrem os mesmos efeitos estruturais observados com as  proteínas globulares pela
variação de pH e de temperatura. Mudanças extremas de pH podem alterar a estrutura da
enzima devido a uma repulsão de cargas.
Mudanças mais brandas de pH podem levar a uma dissociação de enzimas oligoméricas. Esse é
o caso, por exemplo, das isoformas PI e PII hexocinase de levedura que é dimérica em pH < 7,5
e monomérica em pH > 8 [1,2]. Neste caso, a forma monomérica é mais ativa que a dimérca,
mas há casos em que a dissociação de enzimas oligoméricas leva à sua completa inativação.
Por outro lado, as mudanças de pH que não afetam totalmente a estrutura de uma enzima
podem diminuir sua atividade apenas por estar afetando resíduos do sítio catalítico, como
veremos mais adiante.
 
Muitas enzimas apresentam
um pH ótimo, determinado a
partir de uma curva do efeito
do pH na atividade
enzimática:
 
 
Porém, muitas enzimas não
apresentam uma curva na forma de
sino, indicando que não existe um
único valor de pH ótimo, mas uma
faixa de pH ótimo (6,0 a 8,5), como
mostra a figura ao lado e a Tabela 1.
Tabela 1: pH Ótimo de algumas enzimas
20/05/2015 Efeito de pH na Atividade Enzimática
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm 2/4
fonte: http://www.worthington­biochem.com/introBiochem/effectspH.html
 
Enzyme pH Optimum
Lipase (pancreas) 8.0
Lipase (stomach) 4.0 ­ 5.0
Lipase (castor oil) 4.7
Pepsin 1.5 ­ 1.6
Trypsin 7.8 ­ 8.7
Urease 7.0
Invertase 4.5
Maltase 6.1 ­ 6.8
Amylase (pancreas) 6.7 ­ 7.0
Amylase (malt) 4.6 ­ 5.2
Catalase 7.0
 
Deve­se, também, considerar o fato de que podem existir grupos ionizáveis no sítio ativo. Isso
afeta:
Ligação de substratos
Catálise
É possível determinar o pK de grupos ionizáveis que afetam a catálise, analisando o gráfico
da velocidade inicial de reação (V0) em função do pH. Assim, teremos:
Apenas um grupo
ionizável, com a enzima
ativa na forma
desprotonada ­ os grupos
que podem estar afetando a
catálise são Histidina (pKa
= 6,0) ou até mesmo os
resíduos de aminoácido
com grupos carboxila (Asp
e Glu), já que o pK desses
grupos pode estar bastante
alterado pelo
microambiente em que se
encontra. No caso da cadeia
lateral do Asp, por
exemplo, o pKa passa de
3,9 (aminoácido livre) para
0,6 na ribonuclease T1 ou
para 6,4 numa forma
mutante dessa mesma
enzima [2]. No gráfico ao
lado, o pKa do resíduo é
7,1.
20/05/2015 Efeito de pH na Atividade Enzimática
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm 3/4
Apenas um grupo
ionizável, com a enzima
ativa na forma protonada
­ ao contrário do caso
acima, quando o grupo
ionizável começa a
desprotonar, a enzima
perde atividade. O pKa
desse grupo da enzima
representada ao lado é
igual a 9,5.
Dois grupos ionizáveis
envolvidos na catálise ­
neste caso, observamos
uma curva de sino com pH
ótimo = 7,5. Um dos
grupos ionizáveis
envolvidos na catálise (pK1
= 5,5) necessita estar
desprotonado e o outro
(pK2 = 9,0) deve estar
protonado para que a
velocidade de reação seja
100% (ou seja, com
atividade relativa igual a
1,0 como mostrado no
gráfico ao lado).
 
Referências:
[1] Hoggett JG and  Kellet GL (1976), Yeast hexokinase: substrate­induced association­­
dissociation reactions in the binding of glucose to hexokinase P­II, Eur. J. Biochem., Vol 66, 65­
77
[2] Williams DC, Jones JG (1976) Dissociation and catalysis in yeast hexokinase A, Biochem J.
155, 661­667.
[3] Thurlkill RL, Grimsley GR, Scholtz JM, Pace CN (2006) Hydrogen bonding markedly reduces
the pK of buried carboxyl groups in proteins, J Mol Biol. 362, 594­604
Texto: Profa. M. Lucia Bianconi (IBqM/UFRJ)
e­mail: enzimas@bioqmed.ufrj.br
Página atualizada em: 16/10/2006
20/05/2015 Efeito de pH na Atividade Enzimática
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm 4/4
 
Voltar à Página Principal
Voltar ao Laboratório Virtual