Bioquímica I - Enzimas

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Vitória Ximendes - Biomedicina UFCSPA 
Enzimas 
Catalizadoras dos processos biológicos 
Aumentam a velocidade das reações em até 10​17​x​ ​(catálise)​. 
Exceto alguns RNAs catalíticos, ​ribozimas,​ todas as enzimas são proteínas 
Canalizam os reagentes, ​substratos, ​para rotas metabólicas úteis. 
Atuam em baixas [ ] e em pH e temperatura específicos 
Não são consumidas​ durante a reação. 
São longas cadeias de Aas. 
Geralmente compartimentalizadas dentro das células 
O sítio ativo liga o substrato formando um complexo 
Enzima- Substrato [ES] convertendo-o em Enzima-Produto 
[EP]. 
 
 
 
 
 
 
 
Sítio ativo: ​formada pela organização tridimensional da molécula (cadeias laterias de 
aminoácidos, criando uma superfície complementar ao substrato), possui 2 sítios: 
Sítio Catalítico – onde ocorre a reação 
Sítio de Ligação – “fenda” 
Interações não covalentes manteem o substrato posicionado, através dos 
grupos R de alguns aas da enzima 
 
Altamente específicas:​ sempre uma mesma reação. 
 
Mecanismo de chave e fechadura Modelo encaixe induzido 
somente um substrato perfeitamente 
complementar pode ter acesso ao sítio ativo da 
enzima
 
alterações contínuas na estrutura do sítio ativo 
durante a ligação ao substrato, capacidade de 
moldar-se ao sustrato 
 
 
 
Classificação internacional das enzimas 
Classe Reação catalisada 
1. Oxidorredutases Transferência de elétrons 
2. Transferases Transferência de grupos 
3. Hidrolases Hidrólises 
4. Liases Adição de grupos em ligas duplas (quebra lig. Covalente) 
5. Isomerases Transferência de grupos dentro da mesma molécula para formar 
isômeros (rearranjo, isomerização) 
6. Ligases Ligação duas moléculas, formando uma nova molécula, utilizando 
ATP (Sintetases) 
 
 
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Holoenzimas:​ enzima + componente não protéico (grupo prostético) 
Necessidade de outra molécula para realizar sua atividade enzimática. 
Apoenzima:. ​Enzima inativa (sem o componente), parte 
proteica (apoproteína). 
 
Co-fator (componentes não proteicos) 
Grupos/Fatores Prostéticos –​ ligação 
permanente à enzima 
Co-substrato​ – Ligação fraca, temporária 
Íon metálico:​ inorgânico (zinco, ferro) 
Coenzima:​ é molécula orgânica (vitaminas, açúcares) 
transportadoras de hidrogênio ​ou ​transportadoras de grupos químicos. 
 
ATIVAÇÃO E INIBIÇÃO DE ENZIMAS 
● Quando as reações das enzimas não são favoráveis ao organismo, elas são 
compartimentalizadas em organelas dentro das células (sem contato com o substrato). 
● Alosteria (enzimas alostéricas discutidas em breve) 
● pH: cada enzima possui um pH ótimo dependente da necessidade de ionização do sítio ativo. 
Valores extremos (ação de ácidos fortes por exemplo) levam à desnaturação. 
● Temperatura: há uma temperatura ótima de funcionamento, entre 35 e 40°C, e uma 
temperatura de desnaturação. 
● Inibidores Enzimáticos: 
➢ Reversível competitiva – assemelham-se 
aos substratos e ocupam o sítio de 
ligação 
Aumentar a [S] reverte a inibição 
➢ Reversível não-competitiva 
Aumentar a [S] não tem efeito 
➢ Irreversível 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Modelo de Cinética Michaelis-Menten 
 
 
 
 
Explica a variação de velocidade em relação à [S] 
k1,k2,k3: constantes de velocidade. 
1. [S] é muito maior do que [E] 
● [ES] muito pequena em qualquer momento e não varia com o tempo. 
2. Velocidade inicial: primeiro momento de contato entre enzima e substrato. 
● [P] ignorada. 
Km: 
❖ Característico da enzima e de seu substrato específico 
❖ Afinidade da enzima/substrato. 
❖ Km = [S] na metade da velocidade máxima 
➢ Km baixo – alta afinidade. Baixa concentração de substrato já atinge 1/2Vmax. 
➢ Km alto – baixa afinidade. Precisa alta concentração de substrato para atingir 1/2 Vmax 
➢ Km = [(K​-1 ​+ K​2​) : K​1​] 
❖ Km não varia com a concentração da enzima. 
❖ A velocidade da reação é diretamente proporcional a concentração da enzima em qualquer 
concentração de substrato. 
❖ Quando [s] é muito menor que Km, a velocidade é proporcional a [s]. Reação de primeira 
ordem 
❖ Quando [s] é muito maior que Km, a velocidade é independente da concentração de 
substrato, e é dita de ordem zero. 
O gráfico de Lineweaver-Burk traduz a hipérbole em uma linha reta que permite calcular o valor 
exato de Km. 
Enzimas alostéricas: 
Não obedecem a cinética de Michaelis-Menten 
Apresentam ​cinética corporativa​, 
Ligação em baixos níveis de substratos facilita a ação da proteína em altos níveis, além 
disso seus mecanismos de controle são diferentes. 
Sítio alostérico que se liga: 
Ao Produto (feedback) 
Aos efetores 
Ao Substrato 
 
 
 
 
 
 
 
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Fenômeno de Cooperação: 1º substrato se liga ao sítio 
alostérico aumentando a afinidade do sítio ativo com os 
substratos 
 
 
Curva sigmoidal 
 
 
 
Medida da Atividade Enzimática 
1. Medida espectrofotométrica direta da absorção 
da luz (espectrofotometria) 
Ex.: coenzima reduzida NADH absorve luz a 340nm, 
mas não a NAD+ oxidada. 
 
 
Vabsorção ​∝​ Vreação 
 
 
2. Medida da quantidade de produto formado 
 
Unidades: 
Unidade Internacional​ – nº de μmols de substrato transformado 
ou produto formado por mL de solução por minuto em pH e 
temperatura padronizados 
Atividade específica = UI/mg de proteínas 
Katal ​– nº de mols de substrato transformado ou produto formado por L 
por segundo em pH e temperatura padronizados 
 
ISOENZIMAS 
– Diferentes formas moleculares da mesma 
enzima (+1 gene codificando a mesma enzima) 
– Catalisam a mesma reação. 
– Apresentam propriedades cinéticas (Km e 
Vmax) e/ou regulatórias diferentes.