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ENZIMAS
Conceitos Gerais: Enzimas são proteínas com atividade catalítica. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto. As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações. As enzimas são, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular
Nomenclatura das enzimas:  Existem 3 métodos para nomenclatura enzimática:
Nome Recomendado:  Mais curto e utilizado no dia a dia de quem trabalha com enzimas; Utiliza o sufixo "ase" para caracterizar a enzima. Exs: Urease, Hexoquinase, Peptidase, etc.
Nome Sistemático: Mais complexo, nos dá informações precisas sobre a função metabólica da enzima. Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase
Nome Usual : Consagrados pelo uso; Exs: Tripsina, Pepsina, Ptialina.
Classificação das Enzimas:  
As enzimas podem ser classificadas de acordo com vários critérios. O mais importante foi estabelecido pela União Internacional de Bioquímica (IUB), e estabelece 6 classes:
1. Oxidorredutases: São enzimas que catalisam reações de transferência de elétrons, ou seja: reações de oxi-redução. São as Desidrogenases e as Oxidases
2. Transferases : Enzimas que catalisam reações de transferência de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato, acil, carboxil, etc. Como exemplo temos as Quinases e as Transaminases
3. Hidrolases : Catalisam reações de hidrólise de ligação covalente. Ex: As peptidades
4. Liases è Catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, amônia e gás carbônico. As Dehidratases e as Descarboxilases são bons exemplos
5. Isomerases è Catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou geométricos. As Epimerases são exemplos.
6. Ligases è Catalisam reações de formação e novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre às custas de energia (ATP). São as Sintetases.
Propriedades das Enzimas: 
As enzimas, são catalisadores biológicos extremamente eficientes è Aceleram em média 109 a 1012 vezes a velocidade da reação, transformando de 100 a 1000 moléculas de substrato em produto por minuto de reação.
o      Atuam em concentrações muito baixas
o      Atuam em condições suaves de temperatura e pH
o      Possuem todas as características das proteínas
o      Podem ter sua atividade regulada
o      Estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas.
Cofatores Enzimáticos: Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima. Estes cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima mas, na ausência deles, a enzima é inativa.
A fração protéica de uma enzima, na ausência do seu cofator, é chamada de APOENZIMA; a enzima + Cofator, chamamos de HOLOENZIMA;
Coenzimas são compostos orgânicos, quase sempre derivados de vitaminas, que atuam em conjunto com as enzimas. Podem atuar segundo 3 modelos:
·  Ligando-se à enzima com afinidade semelhante à do substrato
·  Ligando-se covalentemente em local próximo ou no próprio sítio catalítico da apoenzima
·  Atuando de maneira intermediária aos dois extremos acima citados. 
Especificidade Substrato \ Enzima: o Sítio Ativo: 
 
As enzimas são muito específicas para os seus substratos; Esta especificidade pode ser relativa a apenas um substrato ou a vários substratos ao mesmo tempo;
Esta especificidade se deve à existência, na superfície da enzima de um local denominado:
- SÍTIO DE LIGAÇÃO DO SUBSTRATO - O sítio de ligação do substrato de uma enzima é dado por um arranjo tridimensional especial dos aminoácidos de uma determinada região da molécula, geralmente complementar à molécula do substrato, e ideal espacial e eletricamente para a ligação do mesmo.
O sítio de ligação do substrato é capaz de reconhecer inclusive isômeros óticos "D" e "L" de um mesmo composto.
Este sítio pode conter um segundo sítio, chamado SÍTIO CATALÍTICO ou SÍTIO ATIVO, ou estar próximo dele; é neste sítio ativo que ocorre a reação enzimática.
Alguns modelos procuram explicar a especificidade substrato/enzima:
o      Modelo Chave/Fechadura : Prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura.
o      Modelo do Ajuste Induzido : Prevê um sítio de ligação não totalmente pré-formado, nas sim moldável à molécula do substrato; a enzima se ajustaria à molécula do substrato na sua presença.
 Evidências experimentais sugerem um terceiro modelo que combina o ajuste induzido a uma "torção" da molécula do substrato, que o "ativaria" e o prepararia para a sua transformação em produto.
Mecanismo Geral de Catálise:  
As enzimas aceleram a velocidade de uma reação por diminuir a ENERGIA LIVRE DE ATIVAÇÃO da mesma, sem alterar a termodinâmica da reação, ou seja: A energia dos reagentes e produtos da reação enzimática e de sua equivalente não enzimática são idênticas.
Para se superar a energia de ativação de uma reação, passa-se pela formação de um estado intermediário chamado "Estado de Transição", sempre um composto instável e de alta energia, representado por "Ts", ligado com altíssima afinidade ao sítio catalítico.
Nas reações enzimáticas, este composto de transição "Ts" não pode ser isolado ou mesmo considerado um intermediário, uma vez que não é liberado para o meio de reação; sua formação ocorre NO SÍTIO CATALÍTICO da enzima!!
Como a afinidade do "Ts" ao sítio catalítico é muito maior que a afinidade do substrato com o mesmo, a pequena quantidade de moléculas em "Ts" será rapidamente convertida em produto. Assim, todo o fator que leva a um aumento do número de moléculas em "Ts" aumenta a velocidade da reação.
São 4 os mecanismos principais através dos quais as enzimas aceleram uma reação, aumentando a formação de moléculas de substrato em "Ts":
1.     Catálise Ácido-Base : Ocorre com a participação de AA com cadeias laterais ionizáveis, capazes de doar ou liberar prótons durante a catálise. A histidina, a cisteína, a tirosina e os AA ácidos são importantes aminoácidos nestes processos.
2.     Torção de Substrato : Já citada anteriormente, depende da torção do substrato induzida pela ligação do mesmo com o sítio de ligação da enzima, alcançando o estado de transição e estimulando sua conversão em produto.
3.     Catálise Covalente : Resulta do ataque nucleofílico ou eletrofílico de um radical do sítio catalítico sobre o substrato, ligando-o covalentemente à enzima e induzindo a sua transformação em produto. Envolve com freqüência a participação de coenzimas.
4.     Efeito de Diminuição da Entropia : As enzimas ajudam no posicionamento e na definição da estequiometria correta da reação, facilitando os mecanismos anteriores.
Cinética Enzimática:  É a parte da enzimologia que estuda a velocidade das reações enzimáticas, e os atores que influenciam nesta velocidade.
A cinética de uma enzima é estudada avaliando-se a quantidade de produto formado ou a quantidade de substrato consumido por unidade de tempo de reação.
Uma reação enzimática pode ser expressa pela seguinte equação:
E + S  <==> [ES]  ==> E + P
O complexo enzima/substrato (ES) tem uma energia de ativação ligeiramente menor que a do substrato isolado, e a sua formação leva ao aparecimento do estado de transição "Ts".
A formação de "P" a partir de ES é a etapa limitante da velocidade da reação. A velocidade de uma reação enzimática depende das concentrações de ENZIMA e de SUBSTRATO.
Equação de Michaelis-Menten:  Michaelis e Menten foram 2 pesquisadoras que propuseram o modelo acima citado como modelo de reação enzimática para apenas um substrato.
A partir deste modelo, estas pesquisadoras criaram uma equação, que nos permite demonstrar como a velocidade de uma reação varia com a variação da concentração do substrato
                V =  Vmax.  *  ( S ) 
                          Km   +  (S) 
Esta equação pode ser expressa graficamente, e representao efeito da concentração de substrato sobre a velocidade de reação enzimática
 O Km de um substrato para uma enzima específica é característico, e nos fornece um parâmetro de especificidade deste substrato em relação à enzima. 
Quanto menor o Km, maior a especificidade, e vice-versa. 
Fatores Externos que Influenciam na Velocidade de uma Reação Enzimática: 
1. Temperatura : Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação, até se atingir a TEMPERATURA ÓTIMA; a partir dela, a atividade volta a diminuir, por desnaturação da molécula. 
2. pH : Ídem à temperatura; existe um pH ÓTIMO, onde a distribuição de cargas elétricas da molécula da enzima e, em especial do sítio catalítico, é ideal para a catálise.
Inibição Enzimática: 
Os inibidores enzimáticos são compostos que podem diminuir a atividade de uma enzima. A inibição enzimática pode ser reversível ou irreversível. Existem 2 tipos de inibição enzimática reversível:
1. Inibição Enzimática Reversível Competitiva: Quando o inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio de ligação do substrato. O efeito é revertido aumentando-se a concentração de substrato. Este tipo de inibição depende das concentrações de substrato e de inibidor.
2. Inibição Enzimática Reversível Não-Competitiva: Quando o inibidor liga-se reversívelmente à enzima em um sítio próprio de ligação, podendo estar ligado à mesma ao mesmo tempo que o substrato. Este tipo de inibição depende apenas da concentração do inibidor. Na inibição enzimática irreversível, há modificação covalente e definitiva no sítio de ligação ou no sítio catalítico da enzima.
Regulação Enzimática: Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando assim como moduladoras do metabolismo celular. Esta modulação é essencial na coordenação dos inúmeros processos metabólicos pela célula. Além dos mecanismos já citados de modulação de atividade enzimática - por variação da concentração do substrato, ou por inibição enzimática, por exemplo - existem 2 modelos de regulação enzimática mais conhecidos:
1. Modulação Alostérica: Ocorre nas enzimas que possuem um SÍTIO DE MODULAÇÃO, ou ALOSTÉRICO, onde se liga de forma não-covalente um modulador alostérico que pode ser positivo (ativa a enzima) ou negativo (inibe a enzima). A ligação do modulador induz a modificações conformacionais na estrutura espacial da enzima, modificando a afinidade desta para com os seus substratos. Um modelo muito comum de regulação alostérica é a inibição por "FEED-BACK", onde o próprio produto da reação atua como modulador da enzima que a catalisa.
2. Modulação Covalente: Ocorre quando há modificação covalente da molécula da enzima, com conversão entre formas ativa/inativa. O processo ocorre principalmente por adição/remoção de grupamentos fosfato de resíduos específicos de serina.
 
PROTEÍNAS
É um polímero formado por monômeros de aminoácidos. No organismo humano há 20 α aminoácidos diferentes, que podem ser chamados de aa primários. 
Todo aminoácido possui um C α que é ligado a uma carboxila, e o centro quiral. 19 deles possuem um grupo amino (H₂N) e um o grupo imino (o qual o C α não é o centro quiral).
Portanto aa são ácidos carboxílicos orgânicos que possuem C α característico, ligado a uma carboxila, um hidrogênio, um radical que pode variar muito e é nitrogenado, geralmente com amino. 
Os aminoácidos possuem característica anfótero, ou seja, agem tanto como ácidos quanto como base, dependendo do pH do meio em que se encontra, formando assim um sal. 
1) aa em meio ácido se comporta como base, e é encontrado completamente protonado. *ocorre a liberação de água.
2) aa em meio básico se comporta como ácido, e é encontrado completamente desprotonado. *ocorre a liberação de água.
3) aa livres, tendem a possuir parte protonada e parte desprotonada.
Com isso é possível separar proteínas por sua carga. 
Características dos aa, quanto ao radical: aa básicos, ácidos, aromáticos, alifáticos (cíclico), com enxofre, com hidroxila alcoolica.
Apolares (hidrofóbicos) e sem carga residual:
O enxofre, sendo um heteroátomo não possui polaridade. 
Possuem todas carboxilas desprotonadas, com carga residual negativa e todos os grupos básicos protonadas, com carga residual positiva, logo em campo magnético não migram. 
Sem carga residual, porém polares (hidrofílicos):
Lipídeos Estrutura e Funções:
 Definição: são compostos com baixa solubilidade em água (polar) e alta solubilidade em solventes orgânicos (exs: benzeno, hexano...). 
São substratos apolares ou hidrofóbicos em sua maioria; podem apresentar estruturas químicas diversas. São agrupados neste grupo (lipídeos) devido a sua definição de solubilidade. 
Funções: componentes de membranas, isolantes térmicos, reserva de energia, grupos prostéticos para enzimas (essenciais para o funcionamento de enzimas), mensageiros intracelulares e agentes emulsificantes (ex: sais biliares, são anfipáticos). 
Exemplos de compostos: Triacilglicerol (TG ou TAG; possuem a função de armazenamento do excesso de caloria); Ácidos Graxos (ácidos orgânicos); Colesterol (precursor de hormônios); Vitaminas A, D, E e K (A: visão, E: controle de radicais livres, K: coagulação).
Os lipídeos apesar de serem hidrofóbicos (não solúveis em água) podem ser também Anfipáticos/Anfifílicos, ou seja podem ser substancias que possuem uma região polar e uma apolar na mesma molécula, sendo estas regiões em proporções semelhantes. Um exemplo de composto anfipático é o fosfolipídio (componente da MP).
Os lipídeos são estudados em ordem crescente de complexidade, portanto são estudados na seguinte ordem: Ácidos Graxos, Triglicerídeos (TG ou TAG) e por fim e mais complexo Lipídeos componentes de membrana. 
Ácidos Graxos
São ácidos orgânicos monocarboxílicos, ou seja possuem apenas uma carboxila. 
Representação:
Forma Protonada: 
É ácido!
O radical (R) pode variar quanto ao número de Carbonos (Tamanho da Cadeia) e quanto a presença de duplas ligações (Grau de instauração). 
Forma desprotonada ou Carboxilato: quando o grupo carboxila libera um H⁺
Obs: os lipídeos menores e mais simples podem fazer parte de lipídeos maiores e mais complexos, como de TG, fosfolipídios, ésteres e colesteróis. 
Classificação dos Ácidos Graxos:
Quanto ao tamanho da cadeia
Curta (AGCC): de 4 a 6 carbonos.
Média (AGCM): de 8 a 1233 carbonos.
Longa (AGCL): de 14 a 20 carbonos.
Muito Longa (AGCML): acima de 20 carbonos.
Quanto a instauração 
Cadeia Saturada (SAFA): não há presença de duplas entre carbonos.
Cadeia Insaturada: há presença de duplas	*Monoinsaturada (MUFA): apenas uma dupla entre carbonos.	 		*Poliinsaturada (PUFA): mais de uma dupla entre carbonos.
Os ácidos graxos não possuem ramificações e nem a presença de outras funções, além da carboxila!
Nomenclatura de ácidos graxos:
Exs: 18:1 (9); 18:1 Δ 9; 18:1 n 9 – Essas representações indicam que a substância possui 18 carbonos, 1 ligação dupla que está entre o carbono 9 e 10. Portanto esta representação mostra que o primeiro carbono SEMPRE é o da carboxila!!!
Características de Ácidos Graxos:
O corpo humano é capaz de sintetizar alguns ácidos graxos que possuem número par de carbonos, estes são os Nutrientes Não Essenciais. Já há alguns ácidos graxos que precisamos ter em nosso corpo que são de nº ímpar de carbonos, que são obtidos pela alimentação e são denominados Nutrientes Essenciais, são alguns exemplos Vitamina C, Cálcio. (Dica: compostos com terminação essencial quer dizer que nosso corpo não produz e que devemos obtê-los por alimentação).
Produzimos também ácidos graxos tanto saturados quanto insaturados, mas apenas os que possuem duplas CIS (colocado por organismos vivos, tanto vegetais como animais). 
CIS: dupla colocada por organismos vivos – possuem uma dobra na cadeia. 
TRANS: dupla colocada artificialmente – não possui dobra na cadeia
Normalmente produzimos os ácidos graxos de cadeia longa em maior quantidade e não costumamos produzir os de cadeia curta, esses são obtidos através de leite decaprinos por exemplo. 
IMPORTANTE!!! – Para desenharmos as estruturas devemos SEMPRE observar se a (s) dupla (s) são colocadas por organismos vivos ou por maneira sintética, para assim representa-los de maneira correta, em relação a estrutura CIS e TRANS.
A única região da substância acima que é polar é a parte em que possui a carboxila desprotonada, com isso podemos tirar as seguintes conclusões:
- Quanto maior o ácido graxo mais hidrofóbico ele é (pois maior será sua parte apolar).
- Quanto menor o ácido graxo mais solúvel em água/ hidrofílico ele será, aumentando sua característica anfipática (pois sua parte polar ficará em quantidade semelhante a sua parte apolar).
- O tamanho do ácido graxo influencia em seu Ponto de Fusão (solido -> água). Então quanto maior a cadeia maior o ponto de fusão. Esta característica se deve ao fato de que ácidos graxos maiores e TRANS, ao ficarem dispostos lado a lado, possuem interações hidrofóbicas entre suas caudas (apolar), e para dissocia-las (as caudas) são necessárias altas temperaturas, por conta disso seu PF é mais alto. 
- Já as cadeias de ácidos graxos CIS por possuírem dobras em sua cadeia, elas não ficam tão próximas deixando assim menos interações hidrofóbicas entre as caudas, portanto possuindo PF menor do que compostos TRANS, seu PF assemelha-se ao de ácidos graxos saturados. 
- Na CNTP (condições normais de temperatura e pressão) os ácidos graxos saturados e TRANS são sólidos, portanto em 25ºC são denominados ceras ou gorduras, já os AG CIS como possuem PF mais baixo na CNTP são óleos ou azeites.
Obs de nomenclatura: 10C (decanoico), 12C (dodecanoico), 16C (hexadecanoico), 20 (eicosanóico) e 24C (tetraeicosanóico).
18:1 (9c) – 18C, 1 duplas, dupla cis entre o C 9 e 10. 
Ácidos Graxos Poliinsaturados
Possuem 2 ou mais duplas. 
Neste caso o carbono 1 do composto pode ser a carboxila ou da metila, neste último denominamos classificação ômega (ῳ).
Quando o C1 é o da carboxila a nomenclatura é semelhante aos monoinsaturados ex:> 18:2 Δ 9, 15 ou 18:2 9c, 15c (indica que ambas duplas são CIS). 
Os Ácidos Graxos Essenciais: Ac. Linoleico (18:2 Δ9,12) e Ac. Linolênico (18:3 Δ9,12,15), podem sofrer a classificação ômega, na qual o primeiro carbono passa a ser o da metila (-CH₃), com isso o Ac. Linoleico é denominado ῳ-6 e o Ac. Linolênico denomina-se ῳ-3, podemos verificar que nesses compostos as duplas são separadas por 2 saturações/ligações simples.
Os lipídeos poli-insaturados (PUFA) pertencem as famílias ῳ-3 e ῳ-6, e são essenciais, devem ser obtidos através da alimentação. Os ῳ-3 são percursores de substâncias com características anti-inflamatórias (EPA – ác eicosapentaenoico 20:5 ῳ3 e DHA – ác. Docosaexanóico 22:6 ῳ3), são obtidos através da alimentação de peixes de águas frias e profundas ou por medicamentos, já os ῳ-6 são percursores de compostos pró-inflamatórios (ác. Araquidônico – 20:4 ῳ6) e obtidos a partir de óleos vegetais, exceto o de coco, cacau e palma. 
Há enzimas que modificam a estrutura da molécula, como dessaturase coloca duplas CIS, reduzindo a saturação e alongasse coloca mais carbonos na estrutura. 
Obs: estruturas com mais carbonos e com menos duplas são menos solúveis em agua, estruturas com mais quantidades de duplas possuem menor ponto de fusão. Hidrogenação: retira duplas (CIS -> TRANS -> saturada).
Substancias anfipáticas, em meio aquoso, podem formar micelas. 
Lipídeos de armazenamento (TG)
O TG é formado por um processo de condensação que envolve a reação entre um glicerol, polialcool ou triol e três ácidos graxos. 
TG possui PF mais próximo dos ácidos graxos encontrados em maior quantidade, portanto se o TG possuir 2 ou 3 radicais com duplas CIS, composto será fluído, já se possuir 2 ou 3 ácidos graxos saturados o composto será sólido. 
Nomenclatura: 
Ácido palmítico Ácido palmitoil
Obs: 18:0 – ác. Oleico e 16:0 ác. Palmítico 
Lipídeos Componentes de Membrana Plasmática
Deve apresentar características anfipáticas em sua maioria, pois a MP é quem delimita o LEC e o LIC. 
Os mais abundantes são os fosfolipídios, estes podem formar micelas para transporte de compostos hidrofóbicos, como o TG. 
A MP não é simétrica, há para o LEC glicocálice (glicoproteínas + glicolipídeos) e para o LIC não há esta estrutura. 
Fosfolipideos 
Possui o grupo fosfato 
a1) Glicerofosfolipideo
Constituintes: álcool conservado (glicerol), 2 cadeias de ác. Graxos (normalmente 1 saturado e 1 insaturado), um grupo fosfato e um álcool que pode variar.
a2) Esfingolipideo
Constituintes: álcool conservado (esfingosina), 1 ácido graxo, grupo fosfato e um álcool que pode variar. 
Glicolipideos 
Constituintes: álcool conservado (esfingosina), 1 ác. Graxo, mono ou oligossacarídeo (carboidrato voltado para o meio extracelular). 
Colesterol / Lipídeos Esteróis
São pouco anfipáticos. Ao aumentar o colesterol na MP aumenta a rigidez da membrana.