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28/04/2016
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ENZIMAS
Universidade Estadual da Paraíba
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde
Departamento de Biologia
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA
Prof. Dr.Thyago Moreira de Queiroz
No final do século XVII e início do XVIII se sabia da digestão da
carne, da conversão do amido em açúcar, mas não se entendia
o processo.
No século XIX, Louis Pasteur conclui
que a fermentação do açúcar em
álcool pelas leveduras é catalisada por
“fermentos”.
Indispensáveis para a vida da
levedura
Louis Pasteur
Introdução
� 1850 � Louis Pasteur - fermentação de açúcar em
álcool por “fermentos”– vitalismo
� 1897 � Eduard Buchner – extratos de leveduras
podiam fermentar açúcar em álcool � fermentação
realizada por moléculas que continuavam ativas
mesmo após removidas das células.
� Frederick W. Kühne� deu nome às enzimas
Introdução
� Conceito
� São proteínas especializadas na catálise de reações
biológicas;
�Catalisadores biológicos;
� Aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto
participar dela como reagente ou produto;
Enzima
Substrato
Produto
Introdução
O que é um catalisador?
Quimicamente:
É uma substância que afeta a velocidade de reação, mas
emerge do processo inalterada.
Catalisador de 
automóveis
Acelera a conversão de gases tóxicos para 
gases menos poluentes
Introdução
� Cada enzima recebe dois nomes:
� 1º é um nome curto, nome recomendado, conveniente para
uso corriqueiro;
Geralmente recebem o sufixo “ase” adicionado ao nome do 
substrato da reação (Ex.: glicosidase, urease, sacarase) ou à 
descrição da ação realizada (Ex.: lactato-desidrogenase, 
adenilato-ciclase) e algumas enzimas mantêm o nome trivial 
(Ex.: tripsina e pepsina);
Nomenclatura
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� 2º é um nome sistemático, o qual é utilizado quando uma
enzima precisa ser identificada sem ambiguidades
Designado pela União Internacional de Bioquímica e Biologia 
Molecular (IUBMB);
Sistema de nomenclatura no qual as enzimas são divididas 
em seis classes principais, cada uma com numerosos 
subgrupos.
Nomenclatura
A International Union of Biochemistry A International Union of Biochemistry 
and Molecular Biology (IUBMB)and Molecular Biology (IUBMB)
Seis grandes GruposSeis grandes Grupos
Tipo de reação que Tipo de reação que 
catalisamcatalisam
Nomenclatura
Cada enzima - no de código (E.C.- Enzime Comission)
com 4 dígitos que caracterizam o tipo de reação;
1o dígito - classe
2o dígito - subclasse
3odígito - sub-subclasse
4odígito - indica o substrato
Nomenclatura Nomenclatura
Exemplo: (EC) = 2.7.1.1 
ATP: glicose-fosfotransferase
1o dígito - Transferase
2o dígito - Fosfotransferase
3odígito – Grupo hidroxil como aceptor
4odígito – D-glicose
OxidorredutasesOxidorredutases
� Catalisam reações de oxidação-redução
� O substrato oxidado é um hidrogênio ou doador
de elétron
� Ex: Lactato-desidrogenase
LactatoLactatoLactatoLactato PiruvatoPiruvatoPiruvatoPiruvato
Classificação
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Transferases
� Catalisam a transferência de grupos entre duas
moléculas;
� Ex: alanina aminotransferase
AlaninaAlanina α-cetoglutaratoα-cetoglutarato
Classificação
Hidrolases
� Catalisam a reação de hidrólise de várias
ligações covalentes
� Ex: Catálise de ligações peptídicas
Classificação
LiasesLiases
� Liases são enzimas que catalisam a clivagem de
ligações C-C, C-O, C-N, entre outras;
� Ex: Piruvato descarboxilase
PiruvatoPiruvato acetaldeídoacetaldeído
Classificação
Isomerases
� Catalisam a modificação de uma única molécula, sem
participação de outra;
� Produzem um rearranjo na estrutura;
� Ex.: Alanina racemase
Classificação
LigasesLigases
� Catalisam reações de síntese de uma nova molécula a
partir da ligação entre duas moléculas;
� Gasto de ATP
� Ex.: Glutamato-amônia ligase ou glutamina sintetase
Classificação Enzimas como Catalisadores
� As moléculas sobre a qual uma enzima atua é 
conhecida como SUBSTRATO
SUBSTRATO
PRODUTO OU 
PRODUTOS
A característica distintiva de uma reação catalisada 
enzimaticamente é que ela ocorre no interior dos limites de uma 
fenda, na estrutura molecular da enzima chamada SÍTIO ATIVO. 
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Enzima
SubstratoSubstrato ProdutoProduto
� As Enzimas aceleram a velocidade da reação, mas 
NÃO participam da reação como reagente ou 
produto!!!!
Enzimas como Catalisadores
Como ocorre essa aceleração?
- Toda reação química ou metabólica é dirigida para
transformar substratos em produtos
SUBSTRATO PRODUTOS
Reação química
ou metabólica
Barreira Energética
Energia de Ativação
Enzimas como Catalisadores
� A energia de ativação representa a energia necessária
para o alinhamento dos grupos químicos reagentes, formação
de cargas transientes instáveis, rearranjo de ligações e outras
transformações.
�A energia de ativação reflete a velocidade da reação;
SUBSTRATO PRODUTOS
Reação química
ou metabólica
Barreira Energética
Energia de Ativação
Enzimas como Catalisadores
Como ocorre essa aceleração?
-Toda transformação química depende de uma energia de
ativação (Ea)
Produto
Ea
Enzimas como Catalisadores
- Enzima diminui a energia de ativação necessária para a
formação dos produtos aumentando a velocidade da
reação.
Ea
Enzimas como Catalisadores
� As enzimas são altamente ESPECÍFICAS
�Catalisam uma única reação (substrato único) 
ou um tipo de reação (um tipo de substrato). 
�As enzimas permitem que o Equilíbrio da 
reação seja alcançado muito mais rápido.
Enzimas como Catalisadores
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• Como ocorre a ligação da Enzima ao Substrato???
� Sítio de Ligação � região da enzima que se 
ligará de forma reversível ao substrato (ou 
substratos)
� Sítio Catalítico � região onde ocorrerá a 
catálise da reação, ou seja, onde ocorrerão as 
mudanças necessárias para transformar o 
substrato no seu produto. 
* Sítio ativo � contem o sítio catalítico e o de ligação. Apresentam 
uma fenda típica, onde os resíduos de aminoácidos da molécula 
enzimática podem atuar sobre o substrato
Enzimas como Catalisadores
no nosso organismo seriam extremamente 
Sem as enzimas, as reações que ocorrem 
no nosso organismo seriam extremamente 
lentas
Enzimas como Catalisadores
Enzimas como Catalisadores
� Especificidade
�Cada Ez catalisa uma reação específica;
�Absoluta: atividade exclusiva para o substrato;
�Relativa: atua sobre um grupo semelhante de substrato
Substrato
Sítio ativo
Enzimas como Catalisadores
� Cofatores: Coenzimas
� São moléculas orgânicas pequenas que se separam
facilmente das enzimas;
�Ativadores metálicos
� Íons firmemente presos à molécula da enzima;
� Grupos prostéticos
�Grupo orgânico ou inorgânico preso à enzima e funciona
como seu grupo ativo
HEME da hemoglobina
Vitamina K
Fe, S
Grupos Químicos
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� Fatores que afetam a atividade enzimática
� Temperatura e pH;
V
 r
ea
çã
o
pH ou T
Situação ótima
Cinética Enzimática
� Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação
� A enzima é desnaturada caso haja um aumento exacerbado 
(variação do pH)
� Sob condições de hipertermia, a atividade enzimática é deprimida
� Fatores que afetam a atividade enzimática
�Concentração do substrato;
V
 r
ea
çã
o
[substrato]
Velocidade 
máxima
Cinética Enzimática
� Velocidade máxima: número de moléculas de substrato
convertidas em produto por unidade de tempo;
� A velocidade da reação catalisada por enzimas aumenta até
atingir uma velocidade máxima.
Enzimas como Catalisadores
� Fatores que afetam a atividade enzimática
� Presença de inibidores ou ativadores:
[p
ro
du
to
] f
or
m
ad
o
Tempo
Ativador
Sem ativadorInibidor
Cinética Enzimática
� Enzimas Inativas
� Zimogênio: só se tornam ativas quando necessárias;
Protrombina
ECA 
(enzima conversora de angiotensina)
Cinética Enzimática
� Inibidores
� São compostos que reduzem a atividade enzimática;
� Análogos dos substratos, competem com o mesmo sítio de
ligação;
- Fluoracil (antimetabolito)
- Etanol/Metanol (álcool-desidrogenase)
E
I
S
Inibição competitiva
Inibição Enzimática
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� Inibidores
�Ocorre ligação em outro sítio diferente do substrato;
� AINES inibe a cicloxigenase
S I
I
S E
Inibição não-competitiva
Inibição Enzimática
Inibição irreversível
� Ligação irreversível (inativação, lig. Covalente; suicida);
� Fígado
�Alanina aminotransferase (ALT)
�Aspartato aminotransferase (AST)
� Coração
�Creatina cinase (CK-MB)
�Lactato desidrogenase (LD1 e LD2)
Icterícia obstrutiva, 
Hepatites infecciosa ou não
Infarto no miocárdio
Enzimas Importantes
ENZIMAS
Universidade Estadual da Paraíba
Curso de Nutrição
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA