AULA_5_Enzimas I-2015

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Enzimas 
Prof. MSc. Nina Rocha Dutra 
• Catalisadores biológicos: 
substâncias de origem biológica que 
otimizam as reações químicas. 
• O metabolismo funciona 
principalmente através de vias 
metabólicas (sequências ordenadas 
de reações). 
• As enzimas controlam cada etapa 
das vias metabólicas, permitindo 
que o metabolismo se adapte a 
mudanças. 
• A maioria das enzimas são 
proteínas, mas existem também 
moléculas de ácido ribonucleico 
(RNA) cataliticamente ativas 
chamadas ribozimas. 
Cada traço representa 
uma enzima Enzimas 
Mapa metabólico 
(substrato) 
A 
(produto) 
B enzima 
A B 
Enzima 
inativada 
Reação catalisada por Enzima 
• Enzimas são capazes de reunir os reagentes (substratos) dentro de seu centro ativo. 
• No centro ativo, os substratos ficam numa orientação ótima para a formação do intermediário 
de transição. 
• A ligação dos substratos ao centro ativo remove boa parte de suas camadas de hidratação. 
• A interação com os aminoácidos que formam o sítio ativo favorece a formação do 
intermediário de transição. 
• Reunidos, esses fatores favorecem a formação do intermediário de transição e a reação em si. 
Atividade enzimática 
• Atividade enzimática= Quantidade de 
produto sintetizado na presença da enzima, 
por uma determinada unidade de tempo e 
em condições químicas definidas 
(temperatura, pH, concentração de sais, 
etc...). 
 
mmol / segundo . 
(milimol de produto por segundo) 
Ou, mais freqüentemente: 
mmol /minuto 
(micromol de produto por minuto) 
 
A B 
A B 
A B 
A B A B 
A B 
A B 
A B 
B 
B 
A 
A 
E
n
z
im
a
 1
 
A B 
A B 
A B 
A B A B 
A B 
A B 
A B 
B 
B 
A 
A 
E
n
z
im
a
 2
 
Regulação da atividade enzimática 
1. Regulação pelo produto 
(feedback negativo) 
Enzima S 
Quando o produto se liga ao 
sítio regulador, a enzima é 
inativada. 
Enzima 1 Enz. 2 
Enz. 
4 S A B C P 
Quando produto da 
via se liga à enzima 
regulatória da via, 
sua atividade é 
inibida... 
Sítio 
regulador 
P 
Via metabólica 
...e, por conseqüência, 
toda a via é inibida. 
1.1 – Inibição pelo produto imediato (direto) da enzima 
1.2 – Inibição pelo produto final da via 
Especificidade de reação 
• Cada enzima catalisa um tipo específico de reação. 
• Cada enzima aceita somente uma ou poucas moléculas 
como substratos. 
• Quanto menos substratos forem aceitos, mais específica 
é a enzima. 
Grupamento químico 
Ligação química 
Grupamento químico 
( muito raras) 
Substratos I II III IV V VI VII VIII 
Classes de enzimas 
• Existem mais de 2000 enzimas identificadas 
até hoje. 
 
• Um sistema de classificação foi desenvolvido 
com base nas especificidades de reação e de 
substrato. 
As seis grandes classes de enzimas 
Classe Tipo de reação Sub-classes 
Cinética Enzimática 
 (de Michaelis-Menten) 
• Taxa de reação em função das 
concentrações dos substratos. 
Cinética de Michaelis–Menten 
• Velocidade x concentração de substrato. 
• Vmax: velocidade máxima da enzima. 
• Km: concentração de substrato em que a reação acontece na metade da velocidade máxima. 
• Na Vmax praticamente todas as moléculas de enzima estão com seus sítios ativos ocupados. 
• No Km (constante de Michaelis) metade das moléculas de enzima presentes no meio de reação 
estão com seus sítios ocupados. 
• Km: medida da afinidade da enzima pelo substrato, quanto menor o Km maior a afinidade. 
 
Cinética enzimática (continuação) 
• A atividade de uma enzima é influenciada por 
vários fatores, que devem ser otimizados e 
controlados para que sua medição seja feita de 
uma forma reprodutível e confiável. 
• Esses fatores incluem: 
– Temperatura. 
– pH. 
– Força iônica (concentração de sais). 
– Concentrações de substratos, cofatores, inibidores. 
 
Efeito da temperatura na atividade 
enzimática 
• O aumento de 
temperatura, a 
princípio, produz um 
aumento na 
atividade enzimática. 
• Até que se atinge um 
determinado valor de 
temperatura em que 
começa a acontecer a 
desnaturação da 
enzima e a perda de 
sua atividade. 
Influência do pH na atividade 
enzimática 
• pH ótimo (pH onde a 
atividade da enzima é 
máxima). 
• Protonação/desprotonação 
do sítio ativo. 
• Em pHs muito extremos, a 
proteína é inativada por 
desnaturação. 
Inibidores 
• Muitas substâncias podem afetar processos 
metabólicos, inibindo a atividade das enzimas. 
• Os inibidores de enzimas são particularmente 
importantes. 
• Uma grande quantidade de medicamentos atuam 
como inibidores enzimáticos (ex: sinvastatina na 
síntese de colesterol, aspirina na síntese de 
prostaglandinas...). 
• Metabólitos naturais também estão envolvidos em 
processos regulatórios, atuando como inibidores 
enzimáticos (o mecanismo de controle por “feedback 
negativo” é muito comum, que é quando uma enzima 
ou via metabólica ser inibida por seu produto final). 
Tipos de Inibidores 
• Reversíveis (ou “competitivos”): não causam 
alteração definitiva na enzima; não se ligam 
permanentemente à enzima. 
• Irreversíveis (ou “não competitivos”): se ligam 
permanentemente à enzima. 
• Muitos inibidores são análogos do substrato 
natural da enzima (possuem formato 
semelhante). 
• Outros são análogos do intermediário de 
transição. 
 
Inibição alostérica 
• Inibidores alostéricos se ligam a um local afastado do sítio ativo. 
• Provocam uma mudança conformacional na enzima que 
indiretamente reduz sua atividade (mas não a inativa 
completamente). 
• Não pode ser descrito pelo modelo de Michaelis–Menten (resulta 
em uma sigmóide em vez de uma hipérbole).