AULA 4 Enzimas

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Jocelmo Cássio de Araujo Leite
2017
Enzimas
Centro Universitário de João Pessoa
1
Histórico
Louis Pasteur (1822 – 1895)
1700: Descrição da catálise enzimática em secreções do estômago;
1850: Fermentação do açúcar em álcool em leveduras catalisada por fermentos (Louis Pasteur);
Os autores verificaram que as proteínas se degradavam de forma mais rápida na presença de secreções estomacais
Segundo item: ele postulou que fermentos eram inseparáveis da estrutura da célula viva
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Histórico
1700: Descrição da catálise enzimática em secreções do estômago;
1850: Fermentação do açúcar em álcool catalisada por fermentos (Louis Pasteur);
 1897: Fermentação realizada por moléculas que continuavam ativas após serem removidas das células;
Eduard Buchner (1860 – 1917)
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Histórico
1700: Descrição da catálise enzimática em secreções do estômago;
1850: Fermentação do açúcar em álcool catalisada por fermentos (Louis Pasteur);
 1897: Fermentação realizada por moléculas que continuavam ativas após serem removidas das células;
Moléculas chamadas de enzimas;
Frederick Kuhne (1837 – 1900)
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Histórico
1700: Descrição da catálise enzimática em secreções do estômago;
1850: Fermentação do açúcar em álcool catalisada por fermentos (Louis Pasteur);
 1897: Fermentação realizada por moléculas que continuavam ativas após serem removidas das células;
Moléculas chamadas de enzimas;
1926: Isolamento e cristalização da urease;
1930: Demonstração que todas as enzimas são proteínas;
James Sumner (1887 – 1955)
Toda enzima é uma proteína
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Catálise Enzimática X Catálise Química
Velocidade de reação elevada;
Condições de reação brandas;
Reações livres de erros;
Capacidade de regulação;
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Aspectos Gerais
1982: Descoberta da Ribozima
Atividade catalítica depende da integridade da conformação nativa;
Desnaturação = perda da atividade catalítica;
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Aspectos Gerais
Enzimas e Holoenzimas;
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Aspectos Gerais
Holoenzimas;
Cofatores
Íon
Enzima
Cu2+
Citocromooxidase
Fe2+
Peroxidase
K+
Piruvatocinase
Mg2+
Glicose-6-fosfato
Mn2+
Arginase
Ni2+
Urease
Se
Glutationaperoxidase
Zn2+
Anidrasecarbônica
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Aspectos Gerais
Holoenzimas;
Coenzimas
Todas as vitaminas são coenzimas (exceto a A e D);
Biotina
Grupo funcional transferido
Biotina
Gás carbono
Coenzima A
GruposAcil
FAD
Elétrons
NAD
Íonhidrogênio
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Aspectos Gerais
Holoenzimas;
Coenzimas (NADH)
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Nomenclatura e Classificação
Nº
Classificação
Reaçãocatalizada
1
Oxidoredutases
Transferências de elétrons
2
Transferases
Transferênciade grupos funcionais
3
Hidrolases
Reação de hidrólise
4
Liases
Adição de grupos funcionais à ligações duplas
Formação de duplas ligações pela remoção de grupos funcionais
5
Isomerases
Transferência de gruposfuncionais dentro da molécula para formar isômeros
6
Ligases
Reação deconsensação
Substrato + ase = nomenclatura
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Função Enzimática
Características
 Poderosos catalisadores biológicos
Enzima
Velocidadereação catalisada (moléculas/s)
Velocidadereação não catalisada (moléculas/s)
OMP descarboxilase
39
0,000000000000028
AMPnuclesidase
95
0,0000000000017
Carboxipeptidade
60
0,00000000001
Corismatomutase
50
0,00026
Anidrasecarbônica
1.000.000
0,13
13
Função Enzimática
Anidrase
 carbônica
Reação não catalisada: 0,13 moléculas por segundo;
Reação catalisada: 1.000.000 moléculas por segundo;
Características
 Poderosos catalisadores biológicos
A função enzimática tem duas características principais
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Função Enzimática
Sítio ativo
Reentrância ou fenda tridimensional formada por grupamentos de diferentes regiões da estrutura proteica primária;
Região complementar ao substrato
E essa região apresenta algumas características importantes
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Função Enzimática
Complexo enzima-substrato
A superfície do sítio ativo é delimitada por resíduos de aminoácidos com grupos de cadeia lateral que interagem com o substrato, formando um complexo.
Os aminoácidos do sítio ativo e o substrato interagem por meio de ligações não covalentes.
Nesse complexo ocorre a seguinte reação
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Função Enzimática
Características
 Complexo Enzima-Substrato
Substrato
17
Função Enzimática
Características
 Especificidade
Especificidade isomérica
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Função Enzimática
Complexo enzima-substrato
E + S 
ES 
EP 
E + P 
E + S 
ES 
EP 
E + P 
Enzimas não são gastas no processo;
Nesse complexo ocorre a seguinte reação
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Função Enzimática
Complexo enzima-substrato
Diminuição da energia de ativação
Como as enzimas conseguem diminuir a energia de ativação?
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Função Enzimática
Complexo enzima-substrato
Formação de ligações covalentes transitórias entre o substrato e a enzima
Formação de ligações não covalentes entre o substrato e a enzima
A resposta está na formação do complexo enzima substrato
Todas essas interações ocorrem no sítio ativo das enzimas
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Função Enzimática
Complexo enzima-substrato
Formação de ligações covalentes transitórias entre o substrato e a enzima
Formação de ligações não covalentes entre o substrato e a enzima
A resposta está na formação do complexo enzima substrato
Todas essas interações ocorrem no sítio ativo das enzimas
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Função Enzimática
Sítio ativo
Modelo ‘Chave-fechadura’
Emil fischer 1894
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Função Enzimática
Sítio ativo
Modelo ‘Encaixe-induzido’
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Função Enzimática
Sítio ativo
Modelo ‘Chave-fechadura’
Emil fischer 1894
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Cinética Enzimática
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Controle da Atividade Enzimática
 Disponibilidade da enzima;
Ativação/desativação da enzima;
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Inibição Enzimática
Inibição
Irreversível
Reversível
Competitiva
28
Inibição Enzimática
Inibição
Irreversível
Reversível
Competitiva
Não competitiva
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Inibição Enzimática
Inibição
Irreversível
Reversível
Competitiva
Não competitiva
Mista
30