Aula 10 Enzimas

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ENZIMAS
Profa. Maria Santos Reis Bonorino Figueiredo
Disciplina: BQA
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•https://www.youtube.com/watch?v=zwZwQO0lAJg
Para maior entendimento consulte:
Enzimas – Histórico
• Louis Pasteur (1822 -1895) foi um dos primeiros cientistas a estudar
reações catalisadas por enzimas. Ele acreditava que leveduras ou bactérias
vivas eram necessárias para estas reações, a que denominou fermentações -
por exemplo, a conversão de glicose em álcool por leveduras.
• Em 1897, Eduard Büchner fez um filtrado sem células, que continha 
enzimas preparadas, triturando células de leveduras com areia bem fina. 
• As enzimas contidas neste filtrado converteram glicose em álcool, provando 
assim que para a atividade enzimática não era necessária a presença de 
células vivas. Búchner recebeu o Prémio Nobel de química em 1907 por 
este trabalho. 
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1.O que são enzimas?
• Todas as enzimas são PROTEÍNAS 
que aceleram reações bioquímicas;
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2. Características (Propriedades) das Enzimas
1. São catalisadores extremamente eficientes e aceleram em média 109 a 
1012 vezes a velocidade da reação.
2. Atuam em concentrações muito baixas;
3. Possuem todas as características das proteínas;
4. Requerem condições brandas para atuar (temperatura, pH);
5. Possuem alta especificidade em relação aos substratos e aos produtos, 
isto é cada reação é catalisada por uma enzima específica; 
6. Possuem a capacidade de serem reguladas;
7. Possuem sítio catalítico/sítio ativo;
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3. Aplicação das Enzimas
a) Na agricultura
Caracterização de variedades de milho, feijão, soja, etc., através de 
isoenzimas;
b) Na indústria: transformação industrial de dissacarídeos em frutose 
pela frutose isomerase;
c) Na Biologia e Genética Molecular - Engenharia Genética - Enzimas de 
restrição, etc.
d) Fabricação de pães, vinhos, cervejas, etc., produtos fermentados;
. 
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e) No tratamento de efluentes:
 O desenvolvimento das chamadas tecnologias limpas, ou seja, que reduzem o impacto 
ambiental de uma atividade industrial, conta com a participação de enzimas. 
Um exemplo é o uso na produção de polpa de celulose e no branqueamento desta.
O objetivo do branqueamento é remover da polpa de papel as impurezas de lignina com 
tonalidade escura e obter um certo nível de qualidade. 
No branqueamento tradicional é utilizado o cloro molecular ou gasoso em combinação com 
outros produtos químicos que contém cloro e hiplocorito.
Combinadas com técnicas de processamento, as enzimas permitem reduzir ou até eliminar 
o uso de cloro nessas atividades industriais, evitando a emissão de substâncias 
organocloradas – altamente tóxicas e mesmo cancerígenas – para o ambiente.
Enzimas no tratamento de efluentes e resíduos industriais.
As águas residuais das indústrias alimentícias, por exemplo, contêm gorduras sólidas ou 
líquidas (graxas e óleos), que causam sérios problemas de poluição, ao formar filmes na 
superfície dos corpos receptores (impedindo o fluxo do oxigênio necessário à vida 
aquática) e ao causar entupimentos.
A adição de lipases a esses efluentes gera substâncias mais simples, facilmente 
degradadas, evitando tais problemas.
f) Na clínica: 
As enzimas podem ser utilizadas nas Análises Clínicas: 
Como indicadoras de lesão celular e tecidual 
O extravasamento de enzimas do meio intra para o meio extracelular 
leva a um aumento da atividade destas no sangue; Esta atividade pode ser 
medida e fornece importante informação diagnóstica e de evolução de um 
quadro clínico. 
Exemplos de doenças que podem ser diagnosticadas e acompanhadas 
enzimaticamente são: 
O Infarto Agudo do Miocárdio 
As Hepatites 
A Pancreatite 
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4. Componentes da Reação Enzimática
E + S  E S  E + P
E - Enzima
S - Substrato(s)
ES - Complexo Enzima -Substrato
P – Produto(s)
Obs. No final da reação a enzima é regenerada, podendo 
catalisar nova reação. 
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5. Centro Catalítico/Sítio Ativo
Região da molécula enzimática onde o 
substrato se liga;
É formado por grupos funcionais dos radicais de 
alguns aminoácidos (ex. : ácidos, básicos, 
alcoólicos, cisteína etc.)
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Glicose
Hexoquinase Complexo 
Hexoquinase-Glicose
+ 
Figura 1. Ligação do substrato ao sítio ativo da enzima e alteração conformacional da enzima.

Alteração 
conformacional da 
Hexoquinase
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http://www.chem.ucsb.edu/~molvisual/ABLE/induced_fit/index.html
https://www.rcsb.org/pdb/home/sitemap.do
Fig 2. Interações entre radicais de aminoácidos do sítio ativo da enzima e substrato.
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Enzimas - Cofatores
Porção protéica
APOENZIMA
Cofator
HOLOENZIMA
Íon
Coenzima
Grupamento 
prostético
Algumas enzimas requerem para sua atividade substâncias orgânicas 
(maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis) ou inorgânicas (ions com 
Fe, Cu)  COFATORES
Enzimas
E + S + Cofator (C)  E S C  E + P
6.Como determinar a Atividade Enzimática
 Na prática usa-se 2 formas para se determinar a atividade
enzimática:
a) Pelo consumo do substrato;
b) Pelo aparecimento do produto;
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7. Medida da Atividade Enzimática
Unidade Internacional de Enzima (U) é definida como nº de
μmols de substrato transformado ou produto formado por mL
de solução por minuto em pH e temperatura padronizados.
Expressa como:U= μM/mL/min ou U= μMmL-1 min-1
Atividade Internacional de Enzima (U){
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Enzimas
Catalisadores
Aumentam a velocidade das reações
Atuam diminuindo a energia de ativação
8. Mecanismo de ação das enzimas
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a) Energia de Ativação 
- É a mínima quantidade de energia necessária para que
ocorra colisão entre as partículas dos reagentes resultando
em reação;
-
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a) Energia de Ativação 
- É a mínima quantidade de energia necessária para que
ocorra colisão entre as partículas dos reagentes resultando
em reação;
-
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12. Cinética Enzimática
É a parte da enzimologia que estuda a velocidade das reações 
enzimáticas, e os fatores que influenciam nesta velocidade.
Uma reação enzimática pode ser expressa pela seguinte equação: 
E + S <==> [ES] ==> E + P
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A velocidade de uma reação enzimática depende de 
fatores como:
Temperatura,
pH,
Concentrações de ENZIMA ,
Concentrações de SUBSTRATO, 
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a) Efeito do pH sobre a atividade enzimática
Variações do pH  afeta substrato com grupos
ionizáveis;
Cada enzima possui um pH ÓTIMO, onde a distribuição
de cargas elétricas da molécula, em especial do sítio
ativo é ideal para a catálise.
A partir daí a atividade é
reduzida devido a
desnaturação da enzima.
Enzimas
Enzyme
pH 
Optimum
Lipase (pancreas) 8.0 
Lipase (stomach) 4.0 - 5.0 
Pepsin 1.5 - 1.6 
Trypsin 7.8 - 8.7 
Amylase (pancreas) 6.7 - 7.0 
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6. b) Efeito Temperatura sobre a atividade enzimática 
Quanto > a temp. > a vel.da reação, até se atingir a TEMPERATURA ÓTIMA;
A partir dai, a atividade , por desnaturação;
Em  Temp. as reações + lentas   da energia cinética do sistema.
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6.c) Efeito da concentração do substrato
 No gráfico podemos observar o
efeito da concentração do
substrato sobre a velocidade de
uma reação catalisada por uma
enzima
A forma da curva é hiperbólica
para a maioria das enzimas,
chamada de curva de Michaelis -
Menten;
Em altas conc. de substrato as
Enzimas são saturadas pelo
substrato,por isso a curva se
mantém quase constante.
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Enzima
Substratos Km (mM)
Hexoquinase D-glicose 0,05D-frutose 1,5
ATP 0,4
Importância da constante de Michaelis-Menten (Km)
 Km é a S que fornece a ½ da Vmáx
 km = “afinidade” da enzima pelo substrato:  Km  afinidade
 Os Km de muitas enzimas são próximos das concentrações 
fisiológicas de seus substratos, de forma que pequenas variações 
nas S podem levam a grandes variações na velocidade.
Conforme tabela:
A hexoquinase 
mostra:
 afinidade pela 
D-glicose.
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13. Inibição Enzimática
Os inibidores enzimáticos são compostos que podem diminuir a 
atividade de uma enzima. 
Servem como forma de regulação do metabolismo, inibindo as 
reações quando necessário. Mas nem todas as enzimas são reguladas 
por inibidores. 
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Podem ser :
7.a). Inibidor Irreversível 
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Caracteristicas:
Liga-se covalentemente 
à enzima formando um 
complexo estável, e não se 
desliga;
É o que ocorre com: 
• Metais pesados;
• Certos agrotóxicos;
• Alguns medicamentos
Exemplo - Aplicação dos inibidores Irreversíveis na clínica
Inibição da enzima ciclo-oxigenase pelo acetilsalicilato (aspirina)
Ciclo-oxigenase
Prostaglandinas
Processos fisiológicos, como
sensação de dor e resposta inflamatória
Ácido araquidônico
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13.2. Inibição Enzimática Reversível
Inibidor forma com a enzima um complexo INSTÁVEL
Inibição NÃO envolve modificação COVALENTE
Inibidores reversíveis podem ser:
 Competitivos
 Não competitivos
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Inibição Reversível Competitiva
Inibidor tem semelhança estrutural com o substrato 
O inibidor se liga no sítio ativo da enzima
Inibição depende das S e I .
 Assim o aumento da [substrato] diminui a inibição
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Exemplo de Inibição Competitiva na Clínica
Intoxicação por Metanol
Causa lesão
tecidual
cegueira
Metanol
Álcool 
desidrogenase
Infusão EV
Etanol
URINA Formaldeído
A intoxicação por metanol
pode ser revertida pela
infusão de etanol. O etanol
competem com o metanol
pelo sitio ativo da álcool
desidrogenase. Desta forma
não ocorre a formação de
formaldeído (tóxico, e
que causa lesão tecidual
e cegueira) e o metanol é
eliminado pela urina.
CH3 – CH2 - OH
Inibição Reversível Não-Competitiva
• Inibidor não tem semelhança estrutural com o substrato ;
• NÃO se liga no sítio ativo da enzima;
• Exemplos: 
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14. Mecanismos de Regulação da Atividade Enzimática
• Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, 
atuando assim como moduladoras do metabolismo celular.
Esta modulação é essencial na coordenação dos inúmeros 
processos metabólicos pela célula.
• A regulação mais comum é a 
Regulação por Alosterismo - enzimas alostéricas
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a) Regulação por alosterismo
Ocorre nas enzimas alostéricas.
 Enzimas alostéricas possuem além do sítio ativo, outro sítio, SÍTIO 
ALOSTÉRICO, onde se ligam de forma não-covalente ativadores ou 
inibidores (moduladores ou efetores alostéricos) .
Um modelo muito comum de regulação alostérica é a inibição por 
"FEED-BACK", onde o próprio produto da reação atua como modulador da 
enzima que a catalisa.
Enzimas
A ligação do modulador induz 
modificações conformacionais na estrutura 
da enzima, modificando a afinidade desta 
para com os seus substratos;
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Enzimas Alostéricas (Caracteristicas)
São geralmente oligoméricas (2 subunidades ou mais );
Contêm sítios ativos + sítio regulatórios (sítio alostérico);
No sítio alostérico podem se ligar : Inibidores ou ativadores;
Apresentam cinética sigmóide de velocidade e não obedecem a 
cinética de Michaelis-Mentem;
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14. Nomenclatura das enzimas 
Existem 3 métodos para nomenclatura enzimática: 
Nome recomendado: -Sufixo “-ase” adicionado ao nome 
do substrato da reação ou à descrição da ação realizada.Ex: 
Glicosidase, urease, sacarase, Hexoquinase, Peptidase.
Nome Sistemático:-União Internacional de Bioquímica e 
Biologia Molecular, desenvolveu um sistema dividindo as 
enzimas em 6 classes principais. - Mais complexo, nos dá 
informações precisas sobre a função metabólica da enzima. 
Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase; 
Nome Usual : Consagrados pelo uso; Exs: Tripsina, 
Pepsina, Ptialina.
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A enzima urease de acordo com a União Internacional de 
Bioquímica e Biologia Molecular (IUMBM) recebe o nome de uréia 
amidohidrolase e tem a seguinte classificação: EC 3.5.1.5, 
Onde:
EC – Classificação enzimática
3. – Classe das Hidrolases
5. – Subclasse das Hidrolases que quebram ligações C-N
1. – Subclasse das Hidrolases que quebram ligações C-N em 
amida linear
5. – Número de ordem da enzima
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Número Classificação Propriedades Bioquímicas
1. Oxidoredutases
Agem em muitos grupos químicos, adicionando ou 
removendo hidrogênio.
2. Transferases
Transferem grupos funcionais entre moléculas 
doadoras e moléculas aceptoras. 
3. Hidrolases Adicionam água a uma ligação, hidrolizando-a.
4. Liases
Adicionam água, amônia ou dióxido de carbono a 
duplas ligações, ou removem estes elementos para 
produzirem duplas ligações.
5. Isomerases
Catalisam uma variedade de reações de 
isomerização: do tipo L para D, reações de mutação 
(troca de grupos químicos) entre outras.
6. Ligases
Catalisam reações em que dois grupos químicos são 
unidos utilizando energia fornecida pelo ATP.
15. Classificação internacional das enzimas (classe, código e tipo de reação catalisada) 
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ESTUDO DIRIGIDO (ENZIMAS)
1. Explicar a importância das enzimas para os seres vivos.
2. Conceituar enzimas e dizer quais são suas características catalíticas.
3. Dizer quais são os componentes das reações enzimáticas.
4. Explicar sítio ativo.
5. Explicar as formas de ligação do substrato ao sítio ativo e correlacionar com especificidade enzimática.
6. Explicar energia de ativação.
7. Explicar qual é a unidade de medida do poder catalítico das enzimas.
8. Explicar como se pode medir a atividade das enzimas.
9. Conceituar cinética enzimática e citar os fatores que influenciam a velocidade das reações enzimáticas.
10. Explique as figuras apresentadas abaixo (Figuras 1, 2 e 3)
Figura 1 Figura 2 Figura 3
11. Caracterizar inibidores enzimáticos reconhecendo as diferenças entre eles:
a) Irreversível; b) Reversível competitivo; c) Reversível não Competitivo. Citar exemplos e aplicações
para os mesmos.
15. Explicar a regulação alostéricas das enzimas.
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 pH está relacionado com a H+;
Como a H+admissível nas células está na faixa de
1 a 10-14 M, estes valores foram transformados em
–log H+, obtendo-se números inteiros (de 0 a 14)
denominados de pH. Por isso a escala de pH vai de 0
a 14.
As células admitem uma H+= 10-7 , equivalente
ao pH 7,0, compatíve com suas funções.
Abaixo ou acima desta concentração as proteínas
são desnaturadas e perdem suas funções biológicas.
Revisão 2
O que significa pH?
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Revisão 2
Escala de pH