Bioquimica Farmacêutica Enzimas e Cinética Enzimatica

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FármaciaFármacia –– Turma 3º e 4º SemestreTurma 3º e 4º Semestre
Bioquímica FarmacêuticaBioquímica Farmacêutica
Prof. Evandro Prof. Evandro RicardiRicardi
ENZIMAS
As enzimas são proteínas com a função específica de acelerar reações químicas
que ocorrem sob condições termodinâmicas não−favoráveis. Elas aceleram
consideravelmente a velocidade das reações químicas em sistemas biológicos
quando comparadas com as reações correspondentes não−catalisadas. Para ser
classificada como enzima, uma proteína deve:
• Apresentar extraordinária eficiência catalítica. 
• Demonstrar alto grau de especificidade em relação a seus substratos.
• Acelerar a velocidade das reações em 106 a 1012.
• Não ser consumida ou alterada ao participar da catálise. 
• Não alterar o equilíbrio químico das reações. 
ENZIMAS
A reação catalisada por enzima pode ser esquematizada como segue:
Harper Biochemistry, 26ed. Chaper 07 ,2003.
ENZIMAS
 Especificidade enzimática:
• Bolsão especial ou fenda (sítio catalítico): “sítio ativo”
• É um arranjo de grupos presentes em cadeias laterais de certos aminoácidos
que ligam o substrato por ligações não-covalentes.
•Muitas vezes, os resíduos de aminoácidos que formam o sítio ativo ficam em
regiões distantes, na seqüência primária, mas próximos no sítio ativo, pelo
enovelamento de cadeia polipeptídica (estrutura terciária).
ENZIMAS
Quím. Nova vol.27 no.4 São Paulo July/Aug. 2004 Cesar &Cezar. Biologia, 2011
ENZIMAS
ENZIMAS
 Modelo de catálise
Vieira,R.Fundamentos de bioquímica, cap.5, 2003.
ENZIMAS
 Classificação das enzimas:
• Com a descoberta de grande número de enzimas, houve a necessidade de
sistematização da nomenclatura. A União Internacional de Bioquímica e Biologia
Molecular(IUBMB) adotou um sistema de nomenclatura identificando as enzimas
em seis classes, de acordo com a natureza da reação química que catalisam.
Motta,V. Bioquímica,1ed.cap03,2005.
ENZIMAS
Koolman, Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, 2005.
ENZIMAS
 Fatores que influenciam a velocidade de reação:
1. Temperatura 2. Concentração Substrato
ENZIMAS
 Fatores que influenciam a velocidade de reação:
2. Concentração Substrato
Harper Biochemistry, 26ed. Chaper 08 ,2003.
ENZIMAS
 Fatores que influenciam a velocidade de reação:
3. pH
ENZIMAS
 Fatores que influenciam a velocidade de reação:
3. pH
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
Para reagir, as moléculas presentes em uma solução devem colidir com
orientação apropriada e com quantidade de energia que lhes permitam
formar o complexo ativado, denominado estado de transição, que
representa seus reagentes em estado ativado.
Para atingir o estado de transição, necessita-se de uma quantidade
de energia definida como energia de ativação ( Ea), ou mais comumente na
bioquímica, energia livre de ativação ( G). Sob condições fisiológicas, a
velocidade das reações pode ser aumentada pela redução da energia livre de
ativação conseguida pelas enzimas.
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
 Sem enzima
 Com enzima
Lehninger, Princípios de bioquímica, 3ed. cap.8 ,2000.
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
Cinética de 1ª ordem
Cinética de ordem zero
 Estudo da velocidade das reações enzimáticas.
 Equação de Michaelis-Menten:
descreve como a velocidade de reação
varia com a concentração do substrato.
V0 = velocidade inicial de reação
Vmax = velocidade máxima
KM = constante de Michaelis
[S] = concentração de substrato
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
 Cinética de 1ª Ordem: velocidade da reação é proporcional a concentração do substrato.
 Cinética de Ordem Zero: adição de mais reagente não aumenta a velocidade da reação.
Cinética de 1ª Ordem
Cinética de Ordem Zero
Vieira,R.Fundamentos de bioquímica, cap.5, 2003.
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
 Características da KM
A constante de Michaelis é característica de uma enzima e um substrato específico, e
reflete a afinidade da enzima para aquele substrato.
 KM é numericamente igual a concentração do substrato na qual a velocidade de
reação é igual a metade da VMax.
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
 KM pequeno : reflete uma afinidade elevada da enzima ao substrato, pois uma baixa
concentração de substrato é necessária para saturar a enzima em 50% isto é, atingir uma
velocidade que é 1/2VMax.
 KM grande : reflete uma afinidade baixa da enzima ao substrato, pois uma concentração
elevada de substrato é necessária para saturar a enzima em 50%.
KM2 > KM1
portanto a afinidade da enzima-1 pelo
substrato [S] é maior que a da enzima-2.
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
 Fosforilação da Glicose:
Hexoquinase Glicoquinase
Local 
Maioria dos 
tecidos
Fígado e células 
 do pâncreas
Km
Baixo 
(0,1mmol/L)
Alto
(10mmol/L)
Vm Baixa Alta
Inibição pela 
glicose-6-
fosfato
Sim Não
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
Uma forma precisa de determinar Vmax e km a partir de dados experimentais é o método
chamado Lineweaver-Burk:
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
A intersecção no eixo x é igual a -1/KM
A intersecção no eixo y é igual a 1/Vmax
ENZIMAS
CINÉTICACINÉTICA ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
ENZIMAS
ENZIMAS
ENZIMAS
Vieira,R.Fundamentos de bioquímica, cap.5, 2003.
ENZIMAS
ENZIMAS
Vieira,R.Fundamentos de bioquímica, cap.5, 2003.
ENZIMAS
Vieira,R.Fundamentos de bioquímica, cap.5, 2003.
Gráficos Lineweaver-Burk