QBQ230N Aula 6 Enzimas estudo dirigido 2012

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QBQ230 – 2011 – Cinética Enzimática – Aulas 6 e 7 
Parte A. Estudo dirigido 
Responda as questões abaixo. Para as questões 1 a 3, considere uma reação não enzimática. 
1. Fazer o gráfico [Produto] x Tempo para a reação A  B. Definir velocidade de reação. 
2. Escrever a equação de velocidade da reação A  B, em função da concentração de A. Como proceder para medir 
esta velocidade? Que tempos (iniciais ou finais) devem ser escolhidos para que as medidas de velocidade sejam 
de fato relacionadas à concentração inicial de A? 
3. Como seriam obtidos os dados experimentais para fazer o gráfico da velocidade da reação A  B em função da 
concentração de A? 
4. Podem pertencer ao sítio ativo de uma enzima as cadeias laterais de aminoácidos distantes uns dos outros pela 
estrutura primária? 
5. A ligação de uma enzima ao seu substrato é uma reação irreversível? 
6. É possível estabelecer uma ligação covalente entre o grupo fosfato e a hidroxila da serina ou da treonina? Se isto 
fosse possível, quais seriam as conseqüências para a atividade da enzima? 
7. Há enzimas que só são ativas na presença de íons inorgânicos. Explique. 
8. As necessidades nutricionais de vitaminas são quantitativamente muito menores do que as dos macronutrientes 
(proteínas, carboidratos e lipídios). Explicar a razão, verificando a estrutura química da nicotinamida adenina 
dinucleotídio (NAD+) e da flavina adenina dinucleotídio (FAD) nas suas formas oxidada e reduzida. 
9. Livro Bayardo (Marzocco e Torres): exercício 2, página 353 (3ª edição) ou exercício 1, página 336 (2ª edição). 
10. Escrever a equação de velocidade da formação do complexo ES. Escrever a equação da velocidade da formação 
de P a partir de ES. 
11. Verificar as concentrações relativas de enzima e substrato em uma reação enzimática e estabelecer a relação 
entre as ordens de grandeza das constantes de velocidade k1, k-1 e k2. Qual é a etapa limitante da velocidade de 
transformação de S em P? 
12. Fazer o gráfico da velocidade da reação S  P, catalisada enzimaticamente, em função da concentração de S. 
Descrever os procedimentos experimentais que levariam à obtenção dos dados para a construção do gráfico. 
13. Analisando o gráfico do item 9, verificar, em cada trecho da curva, as concentrações de enzima livre, substrato e 
complexo ES. 
14. A constante de Michaelis-Menten (KM) deve ser expressa em unidades de velocidade ou de concentração? Como 
é feita sua determinação experimental? 
15. Discuta a afirmação: se o valor de KM para o substrato A é maior do que para o substrato B, a enzima tem maior 
afinidade por A. 
16. Fazer o gráfico da velocidade de uma reação enzimática em função: a) da concentração de enzima; b) da 
temperatura; c) do pH. Descrever os procedimentos experimentais que levariam à obtenção destes gráficos. 
Justificar a forma dos gráficos. 
17. Fazer o gráfico vo x [S] para concentrações E e 2E de enzima. 
18. Como se faz para determinar com precisão o KM de uma enzima? 
19. Por que a cinética de algumas enzimas alostéricas tem aspecto sigmoidal enquanto as enzimas michaelianas têm 
cinéticas hiperbólicas? É possível a formação de um complexo ternário [enzima-substrato-outro composto] com 
as enzimas alostéricas? Qual é a constante de velocidade da transformação deste complexo em produto, quando 
comparado com o complexo [enzima-substrato]? Qual é a Vmáx da reação? 
20. Fazer o gráfico vo x [S] para uma reação catalisada por uma enzima alostérica com curva sigmoidal e que tem 
seu Km afetado, na ausência de efetuadores e na presença de efetuador positivo e negativo. 
 
21. Fazer o gráfico vo x [S] na ausência de inibidor, na presença de duas concentrações de inibidor competitivo e na 
presença de duas concentrações de inibidor não-competitivo. Indique o KM em cada caso. 
22. Compare um inibidor acompetitivo de um não-competitivo (ou misto). 
23. O que o Ki de um inibidor mede? 
24. Quais seriam os valores de KM e VMax se fosse adicionado inibidor competitivo na concentração de 1 Ki na reação? 
E se fosse adicionado de inibidor não competitivo, também na concentração equivalente a 1 Ki? Considere duas 
reações separadas para cada inibidor. 
25. Faça o gráfico de gráfico na ausência de inibidor, na presença de duas concentrações de inibidor competitivo e 
na presença de duas concentrações de inibidor não-competitivo. 
 
Parte B. Software Enzyme 
http://www.bdc.ib.unicamp.br/bdc_uploads/materiais/versaoOnline/versaoOnline528_pt/index.html 
Entre em “Enzimas: estrutura e função) 
1. Selecionar animações, efeitos do pH (clicar em > para iniciar). 
2. Selecionar simulações, experimento I. 
Compare as condições ótimas de pH, temperatura e concentração de substrato para as três enzimas. Escolha um 
valor de pH, temperatura e concentração de substrato e compare o percentual de produto para cada uma delas. 
Explique como o pH e a temperatura alteram a atividade de uma enzima. 
 
Parte C. Software Cinética Enzimática (não é o mesmo acima!) 
Este software está instalado nos computadores da sala multimídia – entre em Programas/Bioquímica/Cinética 
Enzimática. 
Também disponível para download em http://www.bdc.ib.unicamp.br/. 
Navegue pelo software (não é o mesmo do exercício acima!) e responda às questões abaixo: 
1. Classifique as afirmações abaixo como verdadeiras ou falsas: 
1. Sempre que o número de moléculas de substrato for maior que o número de moléculas de enzimas, todas as 
moléculas de enzimas estarão ligadas a uma molécula de substrato. ( ) 
2. A velocidade da reação é proporcional ao tempo da reação. ( ) 
3. A velocidade da reação é proporcional à concentração de substrato.( ) 
4. A velocidade da reação é proporcional à concentração de enzima, desde que a concentração de substrato não 
seja limitante. ( ) 
5. A velocidade da reação é proporcional à concentração do complexo enzima-substrato. ( ) 
6. A quantidade de produto formado depende do tempo da reação. ( ) 
7. Ao final de cada experimento (do software) todo substrato foi convertido em produto. ( ) 
 
2. Resolva os testes abaixo: 
1. Em um experimento com concentração constante de enzima e substrato obteve-se 0,001 mmols de produto para 
um tempo de reação de 20 minutos. Que massa de produto será formada em 10 minutos de incubação? 
(A) 0,0005 mmols 
(B) 0,0010 mmols 
(C) 0,0020 mmols 
 
2. Em um experimento com concentração constante de enzima e substrato obteve-se 0,001 mmols de produto, 
formados a cada minuto para um tempo de reação de 20 minutos. Qual a velocidade da reação se o tempo de 
incubação fosse 10 minutos? 
(A) 0,0005 mmols/minuto 
(B) 0,0010 mmols/minuto 
(C) 0,0020 mmols/minuto 
 
Parte D. Animação do mecanismo de reação da quimiotripsina. 
No site do Lehninger Principles of Biochemistry: http://bcs.whfreeman.com/lehninger5e/default.asp 
Entre em students resources, Animated Enzyme Mechanisms e escolha a quimiotripsina (chymotrypsin) do capítulo 
6. Nessa animação, a enzima é mostrada em azul, com o sítio ativo em branco e o substrato 
1. Qual é o substrato dessa enzima? 
2. Descreva resumidamente os passos 1 a 6 mostrados na animação. 
3. O que significam os números próximos aos resíduos de aminoácidos mostrados na enzima? Qual a relação com 
a estrutura da enzima? 
4. Por que a enzima muda a energia de ativação da reação?