Aula 4 - Enzimas parte 2

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ENZIMAS 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
CURSO - FARMÁCIA 
DISCIPLINA - INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA 
 
Parte 2 
 
 
 
 
2014.2 
Fatores que afetam a velocidade de 
reações enzimáticas 
 Concentração do substrato; 
 Concentração da enzima; 
 pH; 
 Temperatura; 
 Presença de inibidores. 
Concentração do substrato 
 
 
vo 
 
[S] 
Vmax 
Concentração da enzima 
A velocidade 
aumenta quando se 
adiciona mais enzima 
ao sistema 
Fatores que afetam a atividade enzimática 
pH – variações no pH causarão alterações no estado de 
ionização dos componentes do sistema, principalmente nas 
cadeias laterais dos aminoácidos no sítio ativo. 
Em pH maiores ou menores a atividade catalítica diminui. 
Efeito do pH 
Efeito do pH 
ENZIMA pH ÓTIMO 
Pepsina 1,5 
Tripsina 7,7 
Catalase 7,6 
Arginase 9,7 
Fumarase 7,8 
Temperatura 
 A velocidade da reação aumenta, como se observa 
na maioria das reações químicas; 
 
 Depois de certo ponto a estabilidade da proteína 
decresce devido à desnaturação térmica. 
 
Repouso (frio) – 30 C 
 
Exercício físico intenso – 42 C 
Tecido 
muscular 
ENZIMA TEMPERATURA ÓTIMA (°C) 
Pepsina 31,6 
Tripsina 25,5 
Urease 20,8 
Efeito da Temperatura 
Substâncias que interferem na ação de uma 
enzima e desaceleram a velocidade de uma 
reação. 
Podem ser endógenos ou exógenos 
Inibidores enzimáticos 
Reguladores 
Ex: medicamentos 
(sulfonamidas), 
pesticidas 
•Inibidores reversíveis – podem ligar-se à enzima e ser 
liberados em seguida, deixando-a em sua condição 
original. 
•Competitivo 
•Incompetitivo 
•Não-competitivo 
 
•Inibidores irreversíveis – reage com a enzima 
produzindo uma proteína que deixa de ser 
enzimaticamente ativa, de tal modo que a enzima 
original não pode ser regenerada. 
Inibidores enzimáticos 
Inibidor competitivo 
Inibidor competitivo 
Inibidor competitivo 
Inibidor competitivo 
Transcriptase reversa Replicação do vírus HIV 
Exemplo de efeito terapêutico 
Inibidor competitivo 
Transcriptase reversa Replicação do vírus HIV 
Exemplo de efeito terapêutico 
x 
AZT 
Inibidor competitivo 
Envenenamento por metanol 
Metanol Formaldeído 
Álcool desidrogenase 
Etanol Acetaldeído 
Álcool desidrogenase 
Inibidor competitivo 
O efeito da inibição competitiva é o aumento da 
Km. O aumento da [S] supera os efeitos do 
inibidor e a Vmax não é afetada. 
Inibidor não-competitivo (misto) 
Liga-se a um sítio distinto do sítio ativo do substrato mas, 
liga-se tanto à enzima livre (E) como ao complexo ES. 
Inibidor não-competitivo (misto) 
Inibidor não-competitivo 
Metais pesados (Hg2+, Pb2+ e Ag+) 
Inibidor não-competitivo 
O efeito da inibição não-competitiva é a diminuição da 
Vmax mas o Km não é afetado. 
Inibidor incompetitivo 
Inibidor incompetitivo 
Liga-se a um sítio distinto do sítio ativo do 
substrato e, ao contrário do inibidor não 
competitivo, liga-se apenas no complexo ES. 
Inibidor irreversível 
Inibidor irreversível 
Ex 1 - Cianeto – Inibe enzimas da cadeia 
respiratória 
Ex 2 - Pesticidas inibem o sítio da 
acetilcolinesterase (interação com resíduos de 
serina) 
 
Análogos de Substratos 
Também chamados de antimetabólitos 
Possuem fórmula estrutural semelhante à de 
substratos naturais, ligam-se ao centro ativo e, ao 
contrário dos inibidores competitivos, geram 
produtos. 
Exemplos: 
Azetidina 2-carboxilato – análogo da prolina 
Canavanina – análogo da arginina 
Enzimas reguladoras 
Enzimas reguladoras – são enzimas que causam 
aumento ou diminuição da atividade catalítica devido a 
alterações conformacionais dela própria provocadas 
por ligação de compostos ou grupos à cadeia 
polipeptídica. 
Principais classes: 
 
 Enzimas alostéricas (reguladas por 
modificação não covalente); 
 
 Enzimas reguladas por modificação 
covalente reversível. 
Enzimas reguladoras 
Proteínas Alostéricas 
 São proteínas que mudam de 
forma ou conformação quando se 
ligam a um modulador. 
Enzimas Alostéricas 
OBS1 - Moduladores podem ser inibidores ou ativadores 
 
Enzimas alostéricas 
Funcionam através da ligação não covalente e 
reversível de um metabólito regulador chamado 
modulador 
Possuem um ou mais sítios reguladores ou alostéricos 
para a ligação do modulador. Cada sítio regulador é 
específico para seu modulador. 
Diferente do sítio ativo 
Enzimas alostéricas 
Enzimas alostéricas 
Enzimas alostéricas 
Algumas diferenças em relação às 
outras enzimas 
•Além do sítio ativo possuem um ou mais 
sítios reguladores ou alostéricos. 
 
•Possuem estrutura maior e mais complexa 
(mais de uma subunidade). 
 
•Apresentam comportamento cinético 
diferente. 
Enzima alostérica aspartato 
transcarbamilase 
Enzimas alostéricas 
•Não exibe saturação 
mesmo quando a 
concentração de S é 
muito alta. 
 
•A designação Km não 
existe. 
 
•Comportamento cinético 
sigmoide – interações 
cooperativas entre 
subunidades proteicas. 
 
 
 
 
Enzimas reguladas por modificação 
covalente reversível 
Grupos químicos são ligados covalentemente 
e removidos da enzima reguladora por 
enzimas diferentes. 
Exemplos de grupos químicos - fosfato, adenosina 
monofosfato, grupos metil, etc. 
Enzimas reguladas por modificação 
covalente reversível 
Zimogênio 
Precursor inativo da enzima que é clivado 
para formar a enzima ativa