Aula 04 Enzimasf

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SDE0024 – BIOQUIMICA
Aula : ENZIMAS
AULA : ENZIMAS
Bioquímica
Enzimas
• São um grupo de substâncias orgânicas com atividade intra ou extracelular
São catalisadores biológicos que medeiam uma variedade de reações bioquímicas nos sistemas vivos;
As enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem, no entanto, participar dela como reagente ou produto;
Sua função é viabilizar a atividade das células, quebrando moléculas ou juntando-as para formar novos compostos;
ENZIMAS
Riboenzimas (RNA)
Relacionada ao código Genético
Proteínas 
Configuração nativa (2ª e 3ª)
Bioquímica
• No início do século XX : 75 enzimas foram isoladas.
• Atualmente: + 2000 enzimas são conhecidas.
Histórico
Bioquímica
Enzimas
A maioria das enzimas são proteínas, com exceção de um pequeno grupo de moléculas de RNA catalíticas;
Relação função-estrutura: Atividade catalítica de uma enzima depende da integridade da sua conformação nativa; 
Se uma enzima for desnaturada, ou dissociada nas suas subunidades, a sua atividade catalítica será perdida;
No nosso corpo, as enzimas possibilitam que diversas reações que não ocorreriam ao acaso aconteçam em apenas alguns segundos, ou mesmo em fração deles;
Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas;
Bioquímica
- As secreções estomacais eram capazes de digerir a carne.
- A conversão de amido a açúcares pela saliva.
Bioquímica
 Propriedades das enzimas
• Têm funções catalisadoras, catalisando reações químicas que, sem a sua presença, dificilmente aconteceriam.
 VELOCIDADE
 ENERGIA DE ATIVAÇÃO
Bioquímica
Energia de ativação
Bioquímica
Componentes da reação enzimática
A reação de catalisação mediada pelas enzimas ocorre confinada em uma região específica denominada de sítio ativo;
A molécula que se liga no sítio ativo e sobre a qual a enzima age, é denominada de substrato;
Toda enzima é especifica para um substrato e o complexo enzima-substrato, é fundamental para a ação enzimática;
Bioquímica
Ligação da enzima ao substrato
• 2 modelos propostos:
• Chave- fechadura.
• Encaixe induzido.
Bioquímica
Ligação da enzima ao substrato
Bioquímica
Modelo encaixe induzido
Bioquímica
Resumindo
Uma reação enzimática simples, então pode ser escrita como:
E + S ↔ ES ↔ EP 3 + P 
Onde E = enzima, S = substrato e P = produto
ES e EP são complexos transitórios da enzima com o substrato e com o produto.
No final de uma reação enzimática, a enzima (E) permanece inalterada enquanto o substrato (S) sofre alterações transformando se em um produto (P).
Bioquímica
Classificação
N°
classe
TIPO DE REAÇÃO CATALISADA
1
Oxirredutases
Reações de transferência de e-
2
Transferases
Reações de transferência de grupos
3
Hidrolases
Reações de hidrólise
4
Liases
Adição de grupos com ligações duplas ou remoção de grupos com a formação de ligações duplas.
5
Isomerases
Transferência de grupos na mesma molécula para formar isômeros.
6
Ligases
Formação de ligações: C-C,C- S, C –O, C- N
Bioquímica
Oxirredutases
• Transferência de e-.
NAD - (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo)
Oxirredutases, óxido-redutases ou oxidorredutases são enzimas que catalisam reações de oxidação-redução.
Bioquímica
Transferases
• Transferência de grupos.
Transferem grupos funcionais entre doador e aceptor;
Bioquímica
Hidrolases
• Reações de hidrólise: são enzimas que promovem a cisão de um material orgânico através da utilização de água.
Enzimas que associadas a moléculas de água, promovem a cisão (quebra) de ligações covalentes;
Bioquímica
Liases
• Adição ou remoção de grupos de H2O, NH4+, CO2. Enzimas que atuam na remoção de moléculas de água, gás carbônico e amônia, a partir da ruptura de ligações covalentes. 
 
Bioquímica
Isomerases
• Transferência de grupos dentro da mesma molécula, formação de isômeros. 
Bioquímica
Ligases
• Reações de síntese com consumo de ATP.
Ex: Piruvato carboxilase
Enzimas que formam novas moléculas, unindo duas pré-existentes
Bioquímica
Cofator
• Compostos adicionais que permitem algumas proteínas desenvolverem sua atividade completa.
Co-fatores: exemplo íons metálicos (Fe++, Mn++, Zn++) ou compostos orgânicos (coenzimas) – vitaminas hidrossolúveis (B6, B12, biotina).
Algumas enzimas necessitam de componentes químicos adicionais para exercerem a sua função. Esses componentes são chamados de cofatores;
Bioquímica
Coenzima
• Cofatores orgânicos.
• A parte proteica de uma enzima chama-se apoenzima.
• Conjunto completo de apoenzima e coenzima chama-se holoenzima.
Ações das 
Enzimas
Eles podem ser divididos em três grupos:
Algumas enzimas necessitam de componentes químicos adicionais para exercerem a sua função. Esses componentes são chamados de cofatores;
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Bioquímica
Composição
Em alguns casos: ligação entre enzima e cofator não são permanente.
Ligação estável (cofator faz parte da enzima): grupo prostético.
Grupo prostético é um componente de natureza não-proteica.
Os cofatores ou coenzimas estão ligados fortemente à enzima.
Bioquímica
Composição
Isoenzimas – enzimas que catalisam a mesma reação.
São sintetizadas em diferentes tecidos.
Possuem características químicas e físicas distintas.
Ex: Hexoquinase : cérebro > músculo > fígado
Isoenzimas com aplicação clínica: 
- Fosfatase Alcalina– obstrução hepática e gravidez (síntese placentária).
ISOENZIMAS- são enzimas que diferem na sua sequencia de aminoácidos porém apresentam funções catalíticas iguais ou semelhantes
Bioquímica
Cinética enzimática
• É o estudo do mecanismo pelo qual as enzimas ligam substratos e os transformam em produtos. 
Avalia-se a quantidade de produto formado ou a quantidade de substrato consumido por unidade de tempo de reação.
A velocidade de uma reação enzimática depende das concentrações de ENZIMA e de SUBSTRATO.
Bioquímica
Cinética enzimática
- Qualquer reação química tem sua velocidade aumentada pelo aumento da [ ] dos reagentes.
- O aumento da [ ] do substrato também aumenta a velocidade de reação.
- Este aumento é limitado. O aumento é correspondente a um valor da [ ] do substrato em que a capacidade catalítica está no máximo.
- Não ocorre o aumento mesmo que aumente a [ ] de substrato. 
Bioquímica
Fatores que interferem na velocidade das reações enzimáticas 
• Fatores externos
• Temperatura
• pH
• Fatores internos
• [ ] de substrato
• [ ] de enzima
• Presença de inibidores
Bioquímica
Temperatura x Atividade enzimática
Bioquímica
pH X Atividade enzimática
Bioquímica
Substrato x atividade enzimática
Bioquímica
Inibição enzimática
Duas classes de inibidores enzimáticos:
- Inibidores IRREVERSÍVEIS
- Inibidores REVERSÍVEIS: COMPETITIVOS
 NÃO- COMPETITIVOS
Inibidores IRREVERSÍVEIS
	Dissociam-se muito lentamente de sua enzima-alvo porque ficam fortemente presos a ela, por ligação covalente.
	Há modificação covalente e definitiva no sítio de ligação ou no sítio catalítico da enzima.
Bioquímica
Inibição enzimática
Inibidores REVERSÍVEIS
	Dissociam-se de maneira rápida de sua enzima-alvo. É uma forma do organismo regular os processos enzimáticos.
Inibição competitiva
- Quando o inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio de ligação do substrato;
- O efeito é revertido aumentando-se a concentração do substrato. 
- Este tipo de inibição depende das concentrações de substrato e de inibidor.
Bioquímica
Inibição enzimática
Bioquímica
Inibição enzimática
Inibição não - competitiva
- Quando o inibidor liga-se reversivelmente a enzima em um sítio próprio de ligação, podendo estar ligado ao mesmo tempo que o substrato;
- Este tipo de inibição depende apenas da concentração do inibidor.
Bioquímica
Inibição enzimática
Bioquímica
Enzimas no diagnóstico clínico
Laboratório em Casa
 A polifenoloxidase(PFO), enzima presente na batata, é responsável pela oxidaçãode compostos fenólicos
O escurecimento de tubérculos provém da ação enzimática oxidativa da polifeniloxidase em presença de oxigênio molecular nos compostos fenólicos naturais desses alimentos, formando quinonas.
Estas, por sua vez, sofrem polimerização, formando pigmentos insolúveis de cor escura, denominados melaninas, ou reagem de modo não enzimático com aminoácidos, proteínas e outros compostos fenólicos, também formando melaninas.
A água oxigenada é uma solução que contém peróxido de hidrogênio (H2O2).
O experimento proposto visou observar a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio na presença do tubérculo como catalisador. 
 Os resultados são facilmente compreensíveis pelo desprendimento do gás oxigênio.
CATALISADOR
Temperatura
 Menos visível é o aspecto do tubérculo exposto ao calor: a polifeniloxidase tem sua atividade diminuída em função da desnaturação enzimática provocada pelo calor. 
Em temperaturas elevadas, como a de cozimento, a atividade enzimática é totalmente suprimida. 
Essa é a razão que justifica o não escurecimento da batata pré-frita congelada comercializada nas redes de supermercados e nas lanchonetes
• Champe,P.C.; Harvey, R.A.; Ferrier, D.R. Bioquímica ilustrada, 4ª ed,2009. (MATERIAL DIDÁTICO)
• Lehninger, A. Princípios de Bioquímica, 5ª ed, 2011.
Bioquímica
Referências
AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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