Aula Semana 3 Enzimas

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Faculdade Estácio de Sá
Disciplina: Bioquímica 
ENZIMAS
Profª Dra. Sônia Aparecida Viana Câmara
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A vida e a energia para a vida
A queima de açúcares é a principal forma segundo a qual retiramos energia do meio ambiente para vivermos
Um saco de açúcar pode permane- cer anos na prateleira do supermercado
A prateleira não tem enzimas!
Nos animais, a glicose libera sua energia química em segundos
Reações catalíticas promovem a oxidação da glicose ao quebrar ligações químicas que armazenam energia
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ENZIMAS
Enzimas são proteínas que atuam como biocatalisadores, diminuindo a energia de ativação e aumentando a velocidade da reação, sem alterar o produto final e sem serem consumidas durante as reações. 
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ENZIMAS
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Ion metálico
Molécula orgânica
 vitaminas
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Nomenclatura
São classificadas com base na reação que catalizam - Adição do sufixo ASE
 urease - hidrólise da uréia
Glicose – glicosidase
Sacarose – sacarase
Descrição da ação realizada
Lactato desidrogenase, adenilato ciclase
Mantém o nome original:tripsina, pepsina
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 1955 - Comissão de Enzimas (EC) da União Internacional de Bioquímica (IUB)  nomear e classificar.
 Cada enzima  código com 4 dígitos que caracteriza o tipo de reação catalisada:
1° dígito - classe
2° dígito - subclasse
3° dígito - sub-subclasse
4° dígito - indica o substrato
Nomemclatura
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Propriedades das Enzimas
Não são consumidos durante a reação que catalizam
Sítios ativos
Eficiência catalítica
Especificidade
Holoenzimas
Regulação: ativadas ou inibidas de acordo com anecessidade da célula
Localização dentro das células
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Eficiência : rapidez e quantidade
Rapidez:
Reações catalizadas por enzimas são 1000 a 100.000.000 vezes mais rápidas
Quantidade:
1 molécula de enzima transforma 100 a 1000 moléculas de substrato em produto
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Eficiência Catalítica
Cada molécula de enzima é capaz de transformar 100 a 1.000 moléculas de substrato por segundo = Número de Renovação ou K cat (turnover)
1 molécula de catalase decompõe 5 milhões de 							moléculas ´H2O2
						pH=6,8 em 1 minuto
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Especificidade
As enzimas são específicas para cada tipo de substratos
Ex: Amilase – atua sobre a molécula de amido
 Lipase - atua sobre molécula de lipídios
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Ligação enzima substrato – Chave fechadura
A enzima possui um sítio ativo complementar ao substrato.
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Ligação enzima substrato: Encaixe Induzido
Enzima e substrato sofrem conformação para o encaixe
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CLASSIFICAÇÃO DAS ENZIMAS
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Fatores que afetam a velocidade da reação:
 Condições do meio que afetam estabilidade protéica
	pH
	temperatura
Tempo da reação
Concentração dos reagentes
	a enzima
	o substrato 
	co-fatore(s)
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Fatores que controlam a atividade enzimática
Fatores que afetam a estabilidade proteica das enzimas
Variações de pH: pH ótimo
O pH ótimo de uma enzima reflete variações no estado de ionização de resíduos de aminoácidos do sítio ativo. 
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Fatores que controlam a atividade enzimática:
Fatores que afetam a estabilidade proteica das enzimas
Variações de temperatura: temperatura ótima
Temperatura ótima
Pouca energia para a reação acontecer
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Holoenzimas 
 Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima.
  
 Apoenzima = uma enzima sem o seu cofator = inativa
Enzima + Cofator = Holoenzima. = Ativa
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Cinética Enzimática
 Velocidade máxima - velocidade de uma reação é o número de moléculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo.
Expressada:
µmol de produto formado/minuto
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Cinética Enzimática
  A velocidade de uma reação enzimática depende das concentrações de enzima (E) e de substrato (S).
E + S  <==> [ES]  ==> E + P
O complexo (ES) tem uma energia de ativação ligeiramente menor que a do substrato isolado (S), e a sua formação leva ao aparecimento do estado de transição "Ts".
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Modelo de reação:
Onde: S= substrato
 E= Enzima
 ES = Complexo enzima-substrato
 P = Produto
 K1, K-1 e K2 = constantes de velocidade
Equação de Michaelis-Menten
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Equação de Michaelis-Menten. 
Descreve como a velocidade da reação varia com a concentração do substrato
Onde: Vo = Velocidade inicial da reação
 Vmáx = Velocidade máxima
 Km = Constante de Michaelis-Mentel = (K-1 +K2)/K1
 S = Concentração do substrato
O Km é numéricamente igual à [substrato] que produz metade da Vmax .
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A constante de Michaelis-Menten (Km) é um parâmetro cinético que traz informações sobre a afinidade que a enzima tem pelo substrato. 
O Km é numéricamente igual à [substrato] que produz metade da Vmax .
Km – não varia com a concentração da enzima
Km baixo= alta afinidade da enzima pelo substrato
Km alto = baixa afinidade da enzima pelo substrato
A [s] é > [E] 
Velocidade de síntese = Velocidade de degração
Velocidade da reação é diretament proporcional a [E] 
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Teoria de Michaelis- Mentel
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Inibição da atividade Enzimática
  Os inibidores enzimáticos são compostos que podem diminuir a velocidade das reações catalizadas pelas enzimas. 
A inibição enzimática pode ser: reversível 
 irreversível 
Inibidores Irreversíveis – se ligam às enzimas através de ligações covalentes
Inibidores reversíveis – se ligam às enzimas através de ligações não covalentes, logo a diluição do complexo resulta na dissociação com recuperação da atividade enzimática
           
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Tipos de Iníbição Reversível
Competitiva – inibidor compete com o substrato pelo sítio
Não Competitiva – inibidor e substrato ligam em sítios diferentes
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Inibidor Competitivo
Inibidor e substrato compete pela mesma enzima
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Inibidor e substrato ligam em sítios diferentes
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Mecanismo de ação dos Medicamentos
São projetados para inibição de uma enzima específica, numa via metabólica. 
Drogas antivirais, antibacterianas e antitumorais.
Ex:
1.Antibióticos ß-lactâmicos – penicilina e amoxicilina – atuam inibindo enzimas envolvidas na síntese da parede celular bacteriana.
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2.Sulfas - Inibidor competitivo
 Sulfanilamida – agente antibacteriano que compete com o ácido p-aminobenzóico (PABA), necessário para o crescimento bacteriano.
Impede a absorção de ácido fólico.
A enzima diidropteroato sintetase bacteriana se liga com sulfanilamida, que não pode ser convertida a folato, substância necessária para crescimento e divisão bacteriana.
O ser humano também necessita de folato da dieta diária, porém, nas doses que matam a bactéria , nao interfere na absorção humana.
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Ex: Inibidor competitivo
Estatinas – grupo de drogas anti-hiperlipidêmicos inibe competitivamente a síntese do colesterol.
Lipitor (atorvastatina), Zocor (sinvastatina) são inibidores da enzima hidroximetilglutaril-CoA-redutase (HMG-CoA-redutase).
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Inibidores irreversíveis:
Ex: Compostos orgânicos do grupo carbamatos e fosforados 
Inibidores da acetilcolinesterase, responsável pela metabolização do neurotransmissor acetilcolina em neurônios centrais e periféricos.
 
Avaliação de Exposição Ocupacional
Dosagem: acetilcolinesterase (AChE) e butirilcolinesterase (BChE) - plasma
NR 7/Ministério do Trabalho:
 – AChE – max. 30% de redução da atividade inicial
- BChE – max. 50% de redução da atividade inicial
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Importância em Diagnóstico Clínico
Enzimas plasmáticas não funcionais – são intracelulares
Níveis elevados no plasma – indica destruição tissular.
Medidas de enzimassão utilizadas para diagnóstico:
 Ex: O aumento de Lactato Desidrogenase (LDH) e Creatina Fosfoquinase (CPK2) em 12-24 hs é diagnóstico de infarto
 
 
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Importância em Diagnóstico Clínico
Teste de Elisa – imunoensaios com enzimas ligadas - emprega enzimas como indicadores.
Uso de enzimas como agentes terapêuticos:
Estreptoquinase – remove coágulo sanguineo que ocorre no infarto do miocárdio.
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Principais enzimas séricas utilizadas no diagnóstico clínico
fosfoquinase
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Referências
Pamela c. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier. Bioquímica Ilustrada. 4a. Edição,. Editora Artmed, 2009.
Anita Marzzoco, Bayardo Baptista Torres. Bioquímica Básica. 2a. Edição,. Editora Guanabara Koogan, 1999.
Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper: Bioquímica. 8a. Edição. Editora Atheneu, 1998.
Thomas M. Devlin. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 4a. Edição, Editora Edgar Blucher Ltda, 2000.