Aula 6. Enzimas_2015

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Enzimas 
Bioquímica 
Medicina Veterinária 
Profa Darlene Cabral 
ENZIMAS 
São proteínas de grandes dimensões que 
têm como função acelerar as reações 
químicas, sem alterar a constante de 
equilíbrio dessa reação. 
Enzimas – Proteínas Globulares 
Proteínas Ribozimas 
RNAs Simples Conjugadas 
Holoenzima 
Apoenzima 
Estrutura 
Enzimática 
DCabral 
Pode ser: 
• Íon inorgânico 
• Molécula orgânica 
Se covalente 
Cofator Apoenzima 
Coenzima 
Grupo 
prostético 
Com exceção de um pequeno grupo de 
moléculas de RNA com propriedades 
catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS, 
todas as enzimas são PROTEÍNAS. 
 Praticamente todas as reações 
bioquímicas orgânicas são catalizadas por 
enzimas; 
 Com exceção de poucos RNA catalíticos, 
todas as enzimas são proteínas; 
 Muitas necessitam de coenzimas ou 
cofatores não proteicos para exercerem a 
atividade catalítica; 
 As enzimas são classificadas segundo o 
tipo de reação que catalisam e muitas têm 
nomes comuns. 
Enzimas – Proteínas Globulares 
A estrutura tridimensional 
da enzima permite a ligação do centro ativo 
com o substrato 
 Vantagens de serem proteicas: 
 Células sintetizam enzimas conforme a necessidade; 
 Grande variedade - uma enzima para cada reação; 
 Apresenta níveis de organização e podem ser desnaturadas 
quando necessário. Profª Darlene Cabral 
 
 
 E + S E S P + E 
Substrato se liga ao 
SÍTIO ATIVO 
da enzima: 
ESTADO DE TRANSIÇÃO 
Como a enzima trabalha? 
Enzima 
Substrato 
Enzima 
Produto 
As enzimas alteram a velocidade da reação, não o equilíbrio: 
S (Estado fundamental) 
P (Estado fundamental) 
 EA - Energia de Ativação 
 S – Substrato 
 P – Produto 
 DG - Variação de Energia 
livre 
E + S E S P + E 
ES (Estado de Transição) 
Enzimas = Biocatalizadores 
 Unidades funcionais e reguladoras do metabolismo 
celular. 
 São sintetizadas através de informação genética. 
 Catalisadores de reações nos sistemas biológicos 
 Grande eficiência catalítica 
 Alto grau de especificidade por seus substratos. 
 
DCabral 
 Atividade enzimática: 
Em soluções aquosas 
Em pH e temperaturas fisiológicas 
 
Características estruturais e funcionais 
Profª Darlene Cabral 
 Sítio (ou centro) ativo 
 Região de uma enzima onde ocorrerá uma reação química. 
 O sítio de ligação apresenta especificidade para o seu substrato 
que é capaz de reconhecer inclusive isômeros óticos "D" e "L" 
de um mesmo composto. 
 No sítio catalítico ou sítio ativo ocorre a reação enzimática. 
 
 Sítio (ou centro) alostérico 
 O sítio alostérico, presente na região da molécula de algumas 
enzimas, não está nem no sítio ativo nem no sítio de ligação do 
substrato, mas quando se liga à pequenas moléculas causa 
mudança no sítio de ligação do substrato ou na atividade que 
ocorre no sítio ativo, estimulando ou inibindo a atividade 
enzimática. 
Características estruturais e funcionais 
a) Sítio ativo – liga-se ao substrato 
 Possui aminoácidos 
auxiliares e de 
contato. 
 Pode possuir 
componentes não 
proteicos: Cofatores 
Profª Darlene Cabral 
Hemoglobina 
 Sítio Ativo de uma enzima 
É a região da enzima onde se liga ao substrato 
Interações magnéticas 
complementares ao substrato 
no estado de transição 
Observações: 
2- sítios ativos são fendas ou frestas; 
3- o substrato é ligado a enzima por muitas atrações 
fracas; 
4- o grau de especificidade de ligação depende do 
arranjo precisamente definido de átomos do sítio 
ativo. 
1- sítio ativo ocupa uma pequena parte do volume da 
enzima; 
Contém os radicais de aminoácidos que participam 
diretamente na geração e quebra de ligações 
Mecanismos de ação enzimática 
 Catálise geral acidobásica 
 Reação mais comum na bioquímica por transferência de prótons . 
 Catalisadores que utilizam apenas íons H+ (H3O
+) ou OH–. 
 Catálise covalente 
 Formação de ligação covalente transitória entre a enzima (ou 
cofator) e o substrato. 
 Portanto, há sempre a necessidade de uma reação adicional que 
permita a regeneração da enzima. 
 Catálise por íons metálicos 
 Metais, tanto ligados firmemente à enzima (ou cofator) quanto 
tomados da solução juntamente com o substrato (ex: Fe+2, Fe+3, 
Cu+2, Mg+2, Ca+2) 
 1/3 das enzimas conhecidas necessita de um ou mais íons 
metálicos para a atividade catalítica. 
Aminoácidos na catálise ácidobásica geral : 
 Enzimas alostéricas são enzimas que contêm uma região 
separada daquela em que se liga o substrato, na qual 
pequenas moléculas regulatórias (efetores) podem ligar-se e 
modificar a atividade catalítica destas enzimas através de 
modificações no centro ativo. 
 Efetor alostérico positivo: aumenta a atividade catalítica 
 Efetor alostérico negativo: diminui a atividade catalítica. 
Altera o centro ativo e 
não se liga ao 
substrato 
b) Sítio alostérico 
 
b) Sítio alostérico 
Liga-se ao modulador 
Profª Darlene Cabral 
b) Sítio alostérico 
 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas alostéricas 
são regulatórias do 
metabolismo 
Substratos 
Complexo ES (Enzima-Substrato) 
Ligação Sítio Ativo 
Chave-fechadura 
Incaixe induzido 
Encaixe induzido + torção 
Liberação do Produto 
 + 
 Enzima inalterada 
Profª Darlene Cabral 
Ligação da Enzima ao Substrato 
2 modelos propostos: 
 
• Chave-Fechadura  
• Encaixe Induzido  
 
Profª Darlene Cabral 
Ligação da Enzima ao Substrato 
 
Modelo chave-fechadura 
Modelo encaixe induzido 
Profª Darlene Cabral 
Ligação da Enzima ao Substrato 
Modelo Chave-Fechadura 
Emil Fischer (1894): Enzimas que exibem 
uma elevada especificidade. 
A forma complementar, carga e características 
hidrofílicas/hidrofóbicas, são responsáveis 
por esta especificidade. 
Ex: 
• Enzimas envolvidas na cópia e 
expressão do genoma: DNA polimerase; 
RNA polimerase; aminoacil-tRNA sintase; 
... 
Profª Darlene Cabral 
Ligação da Enzima ao Substrato 
Modelo Encaixe Induzido 
Koshland (1958): 
Sítio de ligação moldável à molécula do 
substrato. Enzima e substrato sofrem 
conformação para o encaixe. O substrato é 
distorcido para conformação exata do estado 
de transição. 
Explica a especificidade relativa de algumas enzimas 
• A enzima atua em um conjunto de substratos química e 
estruturalmente relacionados. 
• Enzimas que produzem metabólitos secundários são descritos 
como promíscuos, visto que podem atuar num largo espectro 
de diferentes substratos. 
Profª Darlene Cabral 
Ligação da Enzima ao Substrato 
 Ajuste induzido na hexoquinase. 
 As porções finais da hexoquinase em formato de U (a) 
aproximam-se uma em direção à outra em uma mudança 
conformacional induzida pela ligação da D-glicose (b) 
 
Ligação da Enzima ao Substrato 
Modelo Encaixe Induzido 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas alostéricas 
Encaixe induzido Inibidor 
não-competitivo 
Chave - 
fechadura 
Ligação da Enzima ao Substrato 
Profª Darlene Cabral 
Mecanismo das reações enzimáticas 
DCabral 
 Não alteram o estado de 
equilíbrio 
•Abaixam a energia de 
ativação; 
•Keq não é afetado pela 
enzima. 
 
 Não apresenta efeito 
termodinâmico global 
•G não é afetada pela 
enzima. 
 
Diferença entre 
a energia livre 
de S e P 
Caminho da Reação 
Energia de ativação com 
enzima 
Energia de ativação sem enzima 
S 
PEnergia de ativação 
 A energia de ativação corresponde a uma determinada 
quantidade de energia que os substratos necessitam 
receber para atingir um nível energético de instabilidade 
que desencadeie sua conversão em produto. 
 De uma forma geral, esta energia advém do meio reacional 
e está relacionada à afinidade existente entre os substratos, 
além da direção energética da reação. 
 Logo, para que uma reação ocorra, é necessário que o 
substrato receba energia elevando seu estado de excitação 
molecular até um ponto em que possibilite sua conversão 
em produto. 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas 
 Aceleram as reações reduzindo a energia de 
ativação 
 Não são consumidos na reação 
 Atuam em pequenas concentrações 
 Não alteram o equilíbrio das reações 
DCabral 
Enzimas - Nomenclatura 
Sistema Oficial IUB - União Internacional de 
Bioquímica 
 Cada enzima: Nº de código 
E.C.- Enzime Comission – 4 dígitos 
 Classifica TODAS as enzimas em 6 Classes 
 
No de código com 4 dígitos que caracterizam o 
tipo de reação 
 1o dígito - classe 
 2o dígito - subclasse 
 3o dígito - sub-subclasse 
 4o dígito - indica o substrato 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas - Nomenclatura 
 Nome usual 
 
 
 
 
 
 CPK – Creatinofosfotransferase ou Creatinoquinase (CK) 
 Nome sistemático 
 EC 2.7.3.2 
 EC – Enzyme Commyssion 
 2 – Classe transferases 
 7 – Sub classe das fosfotranferases 
 3 – Sub Sub Classe das fosfotransferases 
 2 – Série – nº de enzima dentro da sub sub classe 
Sufixo + ase Enzima Abreviatura 
Substrato + ase Lipase 
Amilase 
Creatinoquinase 
Glicose-6-fosfatase 
LPS 
AMS 
CK ou CPK 
G-6-P 
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34 
Enzimas - Nomenclatura 
 
 
 
ADP + D-Glicose-6-fosfato ATP + D-Glicose 
glicose fosfotransferase 
Sistemático: E.C. 2.7.1.1 
2 - classe - Transferase 
7 - subclasse - Fosfotransferases 
1 - sub-subclasse - Fosfotransferase que utiliza grupo hidroxila 
 como receptor 
1 - indica ser a D-glicose o receptor do grupo fosfato 
Nome usual: Hexoquinase 
Profª Darlene Cabral 
1. Oxido-redutases (reações de oxidação-redução ou transferência de 
elétrons) 
 1.1.atuando em CH-OH 
 1.2.atuando em C=O 
 1.3.atuando em C=O- 
 1.4.atuando em CH-NH2 
 1.5.atuando em CH-NH- 
 1.6.atuando em NADH, NADPH 
2.Transferases (transferem grupos funcionais entre moléculas) 
 2.1.grupos com um carbono 
 2.2.grupos aldeído ou cetona 
 2.3.grupos acil 
 2.4.grupos glicosil 
 2.7.grupos fosfatos 
 2.8.grupos contendo enxofre 
3.Hidrolases (reações de hidrólise) 
 3.1.ésteres 
 3.2.ligações glicosídicas 
 3.4.ligações peptídicas 
 3.5.outras ligações C-N 
 3.6.anidridos ácidos 
Classificação das enzimas segundo a 
Comissão de Enzimas. 
Ex.: 
Transaminases (AST, ALT); 
Hexoquinase; 
-Glutamiltransferase (GGT) 
Ex.: 
ALP – Fosfatase Alcalina 
CHE – Colinesterase 
Peptidases, Quimotripsina; Lactase 
Ex.: 
LDH – Desidrogenase Lática 
4.Liases (catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de 
moléculas de água, amônia e gás carbônico) 
 4.1. =C=C= 
 4.2. =C=O 
 4.3. =C=N- 
5.Isomerases (transferência de grupos dentro da mesma molécula para 
formar isômeros) 
 5.1.racemases 
6.Ligases (catalisam reações de formação de novas moléculas a partir da 
ligação entre duas pré-existentes, sempre às custas de energia) 
 6.1. C-O 
 6.2. C-S 
 6.3. C-N 
 6.4. C-C 
Classificação das enzimas segundo a 
Comissão de Enzimas. 
Ex.: 
Aldolase; fumarase 
Decarboxilases 
Ex.: 
Trifosfato Isomerase 
Ex.: 
Sintetases 
Piruvato Carboxilase 
Isoenzimas 
 São diferentes formas moleculares de uma enzima 
catalisando a mesma reação na célula. 
 
 Ex.: 
 Desidrogenase Lática – LDH 
 LD1 – HHHH  Miocárdio, rim, eritrócitos 
 LD2 – HHHM  Rim, Cérebro, Miocárdio, eritrócitos 
 LD3 – HHMM  Pâncreas, pulmão 
 LD4 – HMMM  Pulmão, fígado 
 LD5 – MMMM  Fígado, e músculo esquelético 
DCabral 
Isoenzimas 
Profª Darlene Cabral 
CK 
 Ex.: 
 Creatinoquinase (CK) ou creatinofosfotransferase 
(CPK) 
 
 CK1 (CK-BB)  Cérebro 
 CK2 (CK-MB)  Coração e pequena quantidade no 
músculo esquelético 
 CK3 (CK-MM)  Músculo esquelético e pequena 
quantidade no cardíaco 
 
CREATINA FOSFOCREATINA 
CK + Pi 
Cofatores enzimáticos 
 Conceito 
 Tipos 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
Porção proteica 
APOENZIMA 
Cofator 
HOLOENZIMA 
Íon 
 
Coenzima 
Grupamento 
Prostético 
(se covalente) 
Moléculas orgânicas ou inorgânicas que 
condicionam a atividade das enzimas 
Profª Darlene Cabral 
 Algumas enzimas não requerem outros grupos químicos 
além de seus resíduos de aminoácidos para a atividade. 
 Ex: Amilase 
 Outras, requerem componente químico – Cofator: 
 
1 - Inorgânicos: Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Cu2+, Ca2+, ... 
 
2 - Complexo orgânico: 
 Coenzimas são compostos orgânicos, quase sempre derivados de 
vitaminas, atuam em conjunto com as enzimas. 
Molécula metalorgânica – coenzima 
Ex: CoA, NAD, FAD... 
 Ligada à enzima 
 GRUPO PROSTÉTICO 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
 
 
 
ENZIMA COFATOR 
PEROXIDASE Fe+2 ou Fe+3 
 
CITOCROMO OXIDASE Cu+2 
ÁLCOOL DESIDROGENASE Zn+2 
HEXOQUINASE Mg+2 
UREASE Ni+2 
Elementos inorgânicos como cofatores enzimáticos 
Profª Darlene Cabral 
, Superóxido dismutase mitocondrial 
 carboxip
eptidase 
A e B 
Cofatores enzimáticos 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
 
Mg+2 como Ativador 
Hexoquinase - transferência do fosfato 
do ATP para a glicose 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
Coenzimas - Cofatores orgânicos 
 Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis 
 Classificam-se em: 
I. Transportadoras de hidrogênio 
II.Transportadoras de grupos químicos 
 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
Classificação das Coenzimas 
I - Coenzimas Transferidoras de Hidrogênios 
 
 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
COENZIMA Reação catalisada Origem 
Nucleotídeos da Flavina 
Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD) 
Flavina Mononucleotídeo (FMN) 
Transferência de elétrons Riboflavina (vit. 
B2) 
Nucleotídeos da Nicotinamida 
Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD) 
Transferência de hidreto Derivado da 
Niacina (vit. B3) 
Coenzima Q (Ubiquinona) Transferência de elétrons 
(cadeia de transporte de é) 
Produção de ATP 
Benzoquinona 
Ácido Lipóico Transf. de elétrons e acil. 
Cofator essencial de 
quatro enzimas 
mitocondriais complexas. 
Sintetizado 
naturalmente no 
organismo 
VER TIETZ 
CAP. 26 
VITAMINAS 
II - Coenzimas Transferidoras de Grupos Químicos 
 
Profª Darlene Cabral 
Cofatores enzimáticos 
COENZIMA Reação catalisada Origem / Clínica déficit 
Coenzima A 
(CoA-SH) 
Transferência de grupo acil 
Metabolismogeral 
Ác. Pantotênico (vit. B5) 
Fadiga, transt. do sono 
Biotina Transferência de CO2 (carboxila) - 
Metab. aás 
Derivado da Biotina (vit. H) 
Fadiga, dermatites 
Piridoxal Fosfato (PyF) Transferência de grupo amino derivado da piridoxina ou 
vit. B6 / Depressão, anemia 
Metilcobalamina Transferência de unidades de C 
(metil) 
Cobalamina ou vit. B12 / 
Anemia perniciosa; megal. 
Tetrahidrofolato (THF) Transferência de unidades de C Ác. Fólico / 
Anemia megalobl.; 
Má formação fetal 
Tiamina Pirofosfato (TPP) Transf. de grupo aldeído Tiamina / Beriberi 
Ácido ascórbico Coenzima de algumas peptidases 
/ Síntese de colágeno 
Vitamina C 
Escorbuto 
Cinética enzimática 
Atividade enzimática 
 Aumentam a velocidade das reações (↓ entropia); 
 Não alteraram a natureza das reações; 
 Diminuem energia de ativação (EA). 
 As enzimas aceleram a velocidade de uma reação 
por diminuir a energia livre de ativação da mesma, 
sem alterar a termodinâmica da reação (G), ou seja: 
 A energia dos reagentes e produtos da reação enzimática e 
de sua equivalente não enzimática são idênticas. 
Profª Darlene Cabral 
 
 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas 
Componentes da Reação Enzimática 
 E + S E S E + P 
E - Enzima 
S - Substrato(s) 
ES - Complexo Enzima -Substrato 
P – Produto(s) 
Profª Darlene Cabral 
Via Metabólica 
Substrato inicial 
Profª Darlene Cabral 
É uma série de reações químicas onde uma reação fornece o substrato 
da reação seguinte sendo a reação seguinte dependente da anterior e 
em cada via deve haver no mínimo uma reação irreversível, se não 
houver essa etapa irreversível a via é considerada um ciclo fútil onde só 
há dissipação de energia. 
Via Metabólica 
Atividade enzimática 
Poder catalítico 
 Capacidade de converter substrato em 
produto em unidade de tempo 
QUIMIOTRIPSINA - 1,9 x 102 moles/s 
ANIDRASE CARBÔNICA - 1 x 106 moles/s 
 
NÚMERO DE RENOVAÇÃO 
(TURNOVER NUMBER) 
 
N° de moléculas de substrato convertidas em produto 
por uma única molécula de enzima em uma dada 
unidade de tempo. 
Profª Darlene Cabral 
Atividade enzimática 
Poder catalítico 
Poder catalítico nº de renovação 
Velocidade máxima da reação 
Profª Darlene Cabral 
Fatores que alteram a atividade de 
uma enzima 
 Fatores decorrentes da formação do complexo ES 
 concentração do substrato 
 concentração da enzima 
 afinidade da enzima pelo substrato 
 Fatores decorrentes da natureza proteica das enzimas 
 pH 
 Temperatura 
 Presença de inibidores 
 Cofator 
 
E + S ES E + P 
Profª Darlene Cabral 
 [S] - Fator chave que afeta a velocidade da reação mas 
modifica-se durante o curso da reação à medida que o 
substrato é convertido em produto. 
 O complexo ES é a chave para entender esse 
comportamento. 
 
A concentração do SUBSTRATO [S] influi na 
velocidade das reações catalisadas por enzimas 
Influência da concentração de SUBSTRATO 
sobre a atividade enzimática (velocidade) 
A partir de C, a 
enzima encontra-se 
saturada e a 
velocidade máxima 
de 3 moles/mim 
não se altera diante 
do aumento da 
concentração de 
substrato . 
Formação do 
produto é 
PROPORCIONAL 
à concentração 
de substrato, 
mantidas fixas as 
condições de 
temperatura e pH 
ótimos. 
Em baixas concentrações de 
substrato a velocidade de reação 
é de primeira ordem – isto é, é 
proporcional a concentração de 
substrato 
Em altas concentrações de 
substrato, a velocidade da reação 
é de ordem zero – isto é, 
é constante e independente da 
concentração de substrato 
[S] 
Influência da concentração de 
SUBSTRATO sobre a atividade enzimática 
Profª Darlene Cabral 
Mantidas fixas as condições de 
temperatura e pH ótimos. 
Representaram uma reação 
enzimática em 2 etapas 
E + S 
K1 
K2 
ES 
K3 
K4 
E +P 
K= constante de velocidade= 
[produto] 
[substrato] 
Km - mede a afinidade da enzima pelo substrato 
Profª Darlene Cabral 
 Leonor Michaelis 
 Maud Menten 
 
Médicos Enzimologistas - 1913 
Vo = 
Vmax [S] 
Km + [S] 
[S] (mM) 
V
o
 (
V
e
lo
c
id
a
d
e
 i
n
ic
ia
l 
–
 μ
M
/m
in
) 
 
Vmax 
2 
Vo = Vmax 
Vo = Vmax [S] 
Km 
Km 
1 
2 
3 
1- [S]  Km>>[S] 
2- [S]  [S]>>Km 
3- Vo = Vmax 
2 
Profª Darlene Cabral 
E + S 
Rápida 
ES 
Lenta 
E +P 
 A Km mostra a afinidade que a enzima tem 
pelo seu substrato (ES) 
 Quanto maior a Km, menor a afinidade (predominam as 
formas E e S livres) – menor a velocidade da reação; 
 Quanto menor a Km, maior a afinidade (predomina a 
forma ES) – maior a velocidade. 
 A Km é característica para 
cada enzima. 
Profª Darlene Cabral 
Enzimas Michaelianas (1) 
Enzimas Alostéricas (2) 
Diferentes curvas de variação de atividade  
MODULADORES: 
 inibidores, ativadores ou os dois tipos. 
Profª Darlene Cabral 
Profª Darlene Cabral 
 Nem todas as enzimas seguem uma cinética de 
Michaelis-Menten. 
 Enzimas alostéricas são 
enzimas regulatórias 
 Sofrem mudanças conformacionais 
em resposta à ligação de 
moduladores (positivos/negativos). 
 Apresentam cinética sigmoidal - 
possuem modulação alostérica 
cooperativa das suas subunidades. 
 Consiste num dos mecanismos 
reguladores das vias metabólicas 
nas células. 
Enzima Michaeliana 
Enzima alostérica 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAek90AK/enzimas-regulatorias 
 Enzimas alostéricas - o sítio de ligação 
com o substrato e o(s) sítio(s) de ligação 
com o modulador (regulador) estão em 
subunidades diferentes - as subunidades 
catalítica (C) e regulatória (R). 
 Alteração conformacional torna a 
subunidade catalítica ativa é capaz de se 
ligar ao substrato (S) com alta afinidade. 
 Quando o modulador positivo (M) 
dissocia-se da subunidade regulatória, a 
enzima reverte ao seu estado inativo ou 
menos ativo. 
 Enzimas alostéricas submetem-se a mudanças 
conformacionais em resposta à ligação com um modulador 
(ativadores e inibidores) 
Aspartato 
transcarbamoilase - 
enzima regulatória que 
atua na síntese 
nucleotídea 
Influência da concentração de ENZIMA 
sobre a atividade enzimática 
 Concentração de enzima 
Quanto maior a concentração, mais enzimas 
estão disponíveis para catalisar a reação – 
maior será a velocidade da reação. 
Profª Darlene Cabral 
Influência do pH do meio sobre a 
atividade enzimática 
• Mantidas fixas as condições de 
• concentração de substrato 
• concentração de enzima 
• temperatura 
 
pH ótimo pH 
Profª Darlene Cabral 
a) fosfatase ácida 
resíduo de aa envolvido na catálise 
Aspartato - pH ótimo  4,5 
b) fosfatase alcalina 
resíduo de aa envolvido na catálise 
Lisina - pH ótimo  9,8 
pH ótimo varia para 
diferentes enzimas 
Influência do pH do meio sobre a 
atividade enzimática 
Em cada caso o “ótimo” representa o 
estado iônico ideal para a ligação de 
enzima e substrato e o estado iônico 
correto para os aminoácidos envolvidos 
no evento catalítico. 
Profª Darlene Cabral 
Influência do pH do meio sobre a 
atividade enzimática 
 O pH ótimo para a atividade de uma enzima 
geralmente é próximo ao pH do ambiente no 
qual a enzima costuma ser encontrada. 
Profª Darlene Cabral 
 Meio ácido: enzimas do estômago (pepsina, peptidase) – 
pH entre 1 e 2 
 Meio neutro: enzimas dasaliva (amilase salivar) 
 Meio alcalino: enzimas do intestino delgado (amilase 
pancreática); glicose-6-fosfatase dos hepatócitos 
responsável pela liberação de glicose no sangue, com pH 
~7,8. 
Influência da temperatura do meio 
sobre a atividade enzimática 
 Temperatura baixa – Inibição reversível da enzima 
 Aumenta a rigidez do centro ativo e dificulta a ligação ao 
substrato. 
 Temperatura elevada – Inibição irreversível (desnaturação) 
Temperatura ótima 
Profª Darlene Cabral 
Inibição Enzimática 
Quanto ao tipo: 
Competitiva 
Não-competitiva 
Incompetitiva 
 inibidor reduz a atividade de uma 
 única enzima ou de um grupo 
 restrito de enzimas 
 Irreversível 
 Reversível 
inibidor reduz a atividade de 
todas as enzimas 
Ex: agentes desnaturantes 
 
I. Inespecífica - 
 
II. Específica - 
Profª Darlene Cabral 
http://www.biologia.arizona.edu/biochemist
ry/problem_sets/energy_enzymes_catalysi
s/03t.html 
Redução da velocidade de uma reação enzimática. 
INIBIDORES 
 
 
 REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS 
 
 
COMPETITIVOS NÃO COMPETITIVOS INCOMPETITIVOS 
Inibição Enzimática Específica 
Profª Darlene Cabral 
 Inibidores reversíveis 
Forma com a enzima um complexo INSTÁVEL 
NÃO envolve modificação COVALENTE 
 Inibidores competitivos (EI) 
 Inibidor tem semelhança estrutural com o substrato – Compete 
pelo centro ativo. 
 Aumento da [substrato] diminui a inibição 
 Inibidores não-competitivos 
 Ligam-se a outro local que não o centro ativo (centro alostérico). 
 A ligação ao centro alostérico modifica a conformação do 
centro ativo da enzima. 
 Inibidor incompetitivo - (complexo ESI) 
 Liga-se somente ao complexo enzima-substrato já formado. 
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Inibição Enzimática 
incompetitivo 
Inibição Enzimática 
REVERSÍVEL 
COMPETITIVA 
REVERSÍVEL 
NÃO COMPETITIVA 
Inibição reversível competitiva 
Enzima liga o substrato (ES) ou inibidor (EI), mas não ambos (ESI) 
A presença do inibidor não impede a atividade enzimática – a enzima tem o CA 
sempre ocupado com o inibidor ou substrato. 
E + S ES E + P 
EI 
+ 
I 
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Análise Gráfica 
• Km aparente da enzima AUMENTA 
• Em uma concentração suficientemente alta de substrato a VELOCIDADE 
da reação atinge a Vmáx observada na ausência do inibidor 
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Inibição reversível competitiva 
Terapias com drogas, 
Conceitos de inibição enzimática 
Drogas projetadas para inibirem uma enzima específica 
ANTIMETABÓLITOS 
Antivirais, antibacterianos, antitumorais 
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Inibição reversível competitiva 
Regulação do metabolismo 
 FAD FADH2
CH2 – COOH CH - COOH
CH2 – COOH CH - COOH
Ácido Succínico Ácido Fumárico
 COOH
CH2
 COOH
Ácido Malônico (inibidor)
 Succinato 
- 
- 
 Fumarato 
 
 Malonato 
 
- 
 - 
 - 
- 
Succinato 
Desidrogenase 
inibidor competitivo 
 
Exemplo: inibidor do metabolismo energético 
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Inibição reversível competitiva 
Ciclo de Krebs 
SEMELHANÇA COM O 
SUBSTRATO: 
Inibição reversível competitiva 
Antibacteriano: Sulfa compete com 
PABA, substrato para síntese do ácido 
fólico (atua como coenzima para a 
síntese de aás e bases dos ácidos 
nucleicos). 
PABA Ácido fólico 
Diidropteroato 
sintetase 
bacteriana 
Essencial 
para o 
crescimento 
bacteriano 
Sulfanilamida 
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Exemplo: Quimioterápico - Leucemia 
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Inibição reversível competitiva 
Metotrexato é 
um análogo 
estrutural do 
Tetrahidrofolato, 
coenzima do 
DHFR: 
SEMELHANÇA 
ESTRUTURAL 
COM O 
SUBSTRATO: 
 
Síntese de purinas 
 pirimídinas 
Diidrofolato redutase 
Diidrofolato 
Metotrexato 
Multiplicação das 
células leucêmicas 
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Inibição reversível competitiva 
 Dihidrofolato redutase (DHFR) 
 Enzima da biossíntese das purinas e pirimidinas 
 
 O Metotrexato liga-se ao DHFR 1000x mais forte que o THF e inibe a 
síntese da base nucleotídica 
 Tratamento de tumores cancerígenos 
DHFR 
Intoxicação por Metanol 
Metanol 
Álcool 
desidrogenase 
Causa lesão 
tecidual 
cegueria 
Infusão EV 
 Etanol 
URINA Formaldeído 
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Inibição competitiva 
Etanol tem afinidade 10x> que metanol pela ADHase → inibição por 
competição 
Inibição Não-Competitiva 
E + S ES E + P 
EI + S 
+ 
I 
+ 
I 
EIS 
 Inibidor não-competitivo – Enzimas alostéricas 
NÃO se liga ao sítio ativo da enzima 
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Reversível 
 
 
 
 
 Inibidor não tem semelhança estrutural com o 
substrato 
 
 NÃO se liga no sítio ativo da enzima 
 
 Aumento da [substrato] não diminui a inibição 
 
 Km aparente da enzima NÃO se altera 
 
 Diminui a concentração de enzima ativa 
A VELOCIDADE máxima DIMINUI na presença 
do inibidor 
 
Profª Darlene Cabral 
Inibição Não-Competitiva 
Exemplos: Metais pesados - Pb+2 
Reversível 
Análise Gráfica 
Profª Darlene Cabral 
Inibição Não-Competitiva 
Reversível 
Este tipo de inibição depende apenas da 
concentração do inibidor. 
Ponto de ligação: cadeia lateral de um aá  -OH da serina; -SH de cisteina 
Ex: metais pesados 
Pb+2 - inibe enzimas da biossíntese do Heme - Não há a produção da 
hemoglobina 
Hg+2 - inibe enzima de degradação da serotonina - Alterações 
neuropsiquicas: alteração da personalidade, depressão, irritabilidade e 
insônia Profª Darlene Cabral 
Inibição Não-Competitiva 
Reversível 
Chumbo 
 Efeito do chumbo na síntese do 
heme 
 Inibe a porfobilinogênio sintase e 
a incorporação do Fe(2+) no heme 
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 Inibidores Suicidas 
Inibidores com Base no Mecanismo 
Compostos, em geral, pouco reativos até se 
ligarem à enzima 
Convertido em um composto 
muito reativo que se combina 
IRREVERSIVELMENTE 
com a enzima 
Forma um produto que é 
um potente inibidor do 
próximo passo da via 
metabólica 
ou 
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Inibição enzimática irreversível 
Profª Darlene Cabral 
 Inibidor se combina com um grupo funcional 
(sítio ativo) da enzima 
 
 Inibidor se liga à enzima formando um complexo 
ESTÁVEL 
 
 Forma-se uma ligação COVALENTE entre o 
inibidor e a enzima 
Inibição enzimática irreversível 
Inibição enzimática irreversível 
 Inativadores: grupo funcional necessário à catálise. 
 União covalente  inibidor e enzima 
 Pesticidas que inibem a acetilcolina-esterase, impedindo a 
hidrólise da acetil-colina na sinápse – paralisia músculos 
respiratórios e edema pulmonar. 
 Omeprazol - inibe a enzima H+K+-ATPase - bomba ácida 
 Fluorouracil – inibe timidilato-sintetase (enzima-chave na 
síntese do DNA) 
 Aspirina – inibe a ciclo-oxigenase (transfere grupo acetil 
para grupo OH de um resíduo de serina da ciclo-
oxigenase). 
 Penicilina – se liga a enzimas da parede bacteriana 
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Ex: Inibição da enzima ciclo-oxigenase pelo acetilsalicilato 
Ciclo-oxigenase 
Prostaglandinas 
Processos fisiológicos, ex. sensação de dor 
Ácido araquidônico 
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Inibição enzimática irreversível 
 
 Antiinflamatóriosnão-esteroides 
(AINE) 
Viox – inibidor de Cox2 
Retirado do mercado: Risco 
cardíaco ou acidente vascular 
cerebral, lesão renal, etc. 
Tratamento com baixa 
dose de Aspirina 
reduz risco de 
isquemia cerebral e 
cardíaca: Inibição 
irreversível da COX-1 
Inibição enzimática irreversível 
Inibidores da Acetilcolinesterase (AChE) 
Inibição enzimática irreversível 
http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/
ano0708/g61_organofosforados/mec.htm 
 Acetilcolina - Ach - neurotransmissor 
envolvido diretamente nos 
processos motores, cognitivos e 
de memória. 
 
 Acetilcolinesterase (AChE): 
responsável pela finalização da 
transmissão dos impulsos nervosos 
nas sinapses colinérgicas pela 
hidrólise do neurotransmissor 
acetilcolina (ACh). 
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Uteis para o estudo do mecanismo de reação através da 
determinação do aminoácido que se liga covalentemente 
ao inibidor quando a enzima é inibida. 
Enz - CH2-OH 
Serina 
+ DIFP 
diisopropilfluorfosfato 
H+ F 
Ex. DIFP inibe aceticolinesterase hidrolisa acetilcolina 
Neurotransmissor 
Contração e peristaltismo intestinal 
Bradicardia 
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Inibição enzimática irreversível 
Anestésico inalatório 
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Inibição enzimática irreversível 
 Diisopropilfosfofluoridato – DIPF 
 Inibe enzima por modificação covalente de um resíduo de serina crucial 
 Organofosforados: inibem a ação de várias enzimas, 
principalmente a AChE 
 Principal ação tóxica: inibição da AChE, com a consequente 
acumulação de acetilcolina nas sinapses nervosas. 
Inibição enzimática irreversível 
http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/
ano0708/g61_organofosforados/mec.htm 
Inibidores da Acetilcolinesterase (AChE) 
Profª Darlene Cabral 
 Formam um éster com o grupo OH 
da Serina que se encontra no centro 
ativo da enzima, ficando esta 
bloqueada e inativa (alteração 
conformacional). 
 As estruturas dos compostos 
formados com a AChE são 
covalentes e estáveis. 
 
 
Análogos do estado de transição 
 β-Lactâmicos: Ligam-se às PBPs (Proteínas Ligantes de 
Penicilina), impedindo a ligação cruzada entre as cadeias do 
peptideoglicana (transpeptidação) 
 Penicilina 
 Bloqueia o último passo da síntese da parede celular, 
 Não ocorre cross-linking das fitas de peptidoglicanos 
 Glicopeptídeo transpeptidase 
 Estratagema do “cavalo de Tróia” 
Ver: http://pathmicro.med.sc.edu/portuguese/chapter_5_bp.htm 
Penicilina – Anel b-lactâmico 
Inibição enzimática irreversível 
Profª Darlene Cabral 
 Inibidores Suicidas 
Profª Darlene Cabral 
Inibição enzimática irreversível 
 A enzima participa na sua própria inibição 
 Indica que o grupo-alvo na enzima (modificação 
covalente) é vital para a catálise 
 Inibição do próximo passo da via 
Ex: 
Fluoroacetato de sódio (FAS) ou composto 1080 
Potente rodenticida utilizado no controle de roedores 
e predadores mamíferos. 
 
http://search.babylon.com/imageres.php?iu=http://static.hsw.com.br/gif/antidepressant-
4.gif&ir=http://neuromed92.blogspot.com/2011/01/inibidores-das-enzimas-
mao.html&ig=http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRtOXzLy415HlYVgeZwd0Iq6zx4Wj84L7zAvsrGmtC8Cp4Cenz2OeCT
c7gD&h=524&w=400&q=inibi%C3%A7%C3%A3o+da+monoamine+oxidase&babsrc=SP_ss 
http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u90684.shtml 
Aconitase 
Exemplo de Inibidor Suicida 
Reações do Ciclo de Krebs 
 
Oxalacetato + Acetil-CoA  Citrato  Isocitrato   
Oxalacetato + Fluoroacetato  Fluorocitrato 
Inibidor suicida 
Citrato 
 Sintase 
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MALATION 
http://www2.b
ioqmed.ufrj.br
/enzimas/inibi
dores.htm 
Inibição enzimática irreversível 
Regulação enzimática 
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1. Controle da [E] 
 Dogma central da 
biologia molecular: 
Síntese proteica 
Degradação 
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Regulação enzimática 
 Regulação da Atividade Enzimática 
Controle à Nível Gênico 
 Algumas enzimas não são sintetizadas continuamente 
pelas células 
 Enzimas Induzidas ou Adaptativas: Organismos sintetizam quando 
em presença do substrato 
Mensagem genética 
RNAm 
PROTEÍNA 
(ENZIMA) 
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Regulação enzimática 
1. Controle da [E] 
2. Compartimentação celular 
http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/biologia/ 
Mitocôndria 
Célula 
 As membranas intracelulares 
delimitam varias vias 
metabólicas: 
 Controla a entrada e saída de 
metabolitos envolventes; 
 Regula metabolismo (síntese, 
degradação). 
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Regulação enzimática 
3. Controle da atividade enzimática 
a) Controle alostérico 
(modulador positivo; 
modulador negativo) 
Retroalimentação 
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Regulação enzimática 
3. Controle da atividade enzimática 
a) Controle alostérico 
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Exemplos de moduladores alostéricos 
Regulação enzimática 
3. Controle da atividade enzimática 
b) Controle por modificação covalente 
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Regulação enzimática 
3. Controle da atividade enzimática 
b) Controle por modificação covalente 
Profª Darlene Cabral 
Regulação enzimática 
Exemplos: 
 Fosforilação de enzimas: Mediada por intervenção 
hormonal 
 Regula inúmeros processos metabólicos 
 Proteínas quinases e fosfatases 
 
3. Controle da atividade enzimática 
c) Controle por clivagem proteolítica 
Zimogênios: precursores inativos de algumas enzimas 
(proenzimas) – são hidrolizados formando as respectivas 
enzimas ativas. 
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Regulação enzimática 
Enzima Ativa 
Pró-Enzimas 
Zimogênios 
Clivagem Proteolítica 
3. Controle da atividade enzimática 
c) Controle por clivagem proteolítica 
Zimogênios: Ex: 
 Enzimas proteolíticas do estômago e do pâncreas: 
 Quimotripsinogênio → quimotripsina 
 Tripsinogênio → tripsina 
 Pro-elastase → elastase 
 Fibrinogênio → fibrina (coagulação sanguínea) 
Profª Darlene Cabral 
Regulação enzimática 
3. Controle da atividade enzimática 
Algumas enzimas utilizam vários mecanismos 
regulatórios 
Complexos multienzimáticos: 
 
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ATPase 
Membrana 
mitocondrial 
interna 
Piruvato desidrogenase 
Regulação enzimática 
Ex: Regulação do CK 
Profª Darlene Cabral 
Regulação enzimática 
Vias metabólicas 
DCabral 
Boa semana! 
Profª Darlene Cabral 
Enzimologia Clínica 
Princípio: 
Aumento da permeabilidade ou morte celular 
Extravazamento de enzimas celulares 
Alteração da atividade Enzimática no Sangue 
DIAGNÓSTICO!!! 
BC – DCabral 
Distribuição e principal aplicação clínica 
ALT Fígado Doença hepática parenquimatosa 
AST 
Fígado, músculo 
esquelético, coração,rim, 
hemácias 
Infarto do miocárdio, doença hepática 
parenquimatosa, doença muscular 
AMS 
Glândulas salivares, 
pâncreas, ovários 
Doenças pancreáticas, parotidite 
ACP Próstata, hemácias, Ossos Doenças da próstata, metástases, d. hemolíticas 
ALP Fígado, Ossos Doenças ósseas, doenças hepatobiliares 
CK 
Músculo esquelético, liso, 
cérebro, coração 
Infarto do miocárdio, doenças musculares 
CHE Fígado 
Envenenamento por inseticida organofosforado, 
sensibilidade ao suxametônio, doenças heáticas 
parenquimatosas 
GGT Fígado, rim Doença hepatobiliar, alcoolismo 
LDH 
Coração, fígado, músculo 
esq., hemácias, plaquetas, 
linfonodos, neutrófilos 
Infarto do miocárdio,hemólise, doenças hepáticas 
paremquimatosas; miningites bacterianas (liquor). 
PSA Próstata Carcinoma de Próstata DCabral