Bioquímica (Patrícia) - Aula 4/P1: Enzimas II

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BIOQUÍMICA – P1 
Prof
a
. Patrícia Damasceno 
 
Aula 4: Enzimas II 
 
 
Vamos continuar falando da cinética enzimática. 
 
Cofator (grupo prostético) é a parte não proteica que algumas enzimas precisam ter para funcionar. Esse 
grupo prostético pode ser íons metálicos, vitaminas, moléculas inorgânicas ou orgânicas. 
 
Concentração de substrato 
Vamos avaliar a concentração de substrato do meio e avaliar a velocidade da reação. 
À medida que vamos adicionando substrato, a velocidade da reação vai aumentando, porém chega uma hora 
que não adianta adicionar mais substrato porque a velocidade vai atingir a velocidade máxima. Velocidade máxima é 
a maior velocidade que uma enzima consegue transformar substrato em produto. Portanto, chega uma hora que não 
adianta mais adicionar mais substrato no meio e o gráfico fica em platô, nesse ponto todas as enzimas estão 
saturadas, o que significa que todo sítio ativo da enzima tem um substrato ligado, não tem mais enzima com sítio 
ativo. 
Repetindo: à medida que vamos aumento a concentração de substrato, vamos aumentando a velocidade no 
qual o produto é formado, só que vai chegar num ponto no qual a enzima atingiu sua atividade máxima de sua 
capacidade de formar o produto e não adianta mais continuar adicionando substrato, porque as enzimas estão 
saturadas. Por isso que o gráfico forma um platô que fica paralelo ao eixo X. 
 
Afinidade 
 Quem determina a afinidade da enzima pelo seu substrato é a constante chamada de KM (constante de 
Michaelis e Menten). Pelo gráfico dá para determinar o valor de KM, ou seja, o KM é a metade da velocidade 
máxima. Portanto, a definição de KM é a concentração de substrato necessária para que a enzima atinja a metade da 
sua velocidade máxima. E o significado de KM é que ela vai determinar a afinidade que a enzima tem pelo substrato. 
 Quanto maior o valor de KM, menor é a afinidade, ou seja, quanto maior a concentração de substrato 
necessária para que a enzima atinja metade da sua velocidade máxima, menor é a afinidade que a enzima tem pelo 
substrato. 
 Quanto menor o valor de KM, maior é a afinidade que a enzima tem pelo substrato. 
 
Maior o valor de KM, maior a concentração de substrato necessária para que a enzima atinja a metade da 
sua velocidade máxima. Então, se a enzima precisa de tanto substrato, significa que realmente a afinidade é menor 
quando se compara com outra enzima de KM pequeno. Quando o KM é pequeno, significa que se precisa de pouco 
substrato já que o pouco substrato, já que com pouco substrato a enzima consegue chegar na metade da velocidade 
máxima. 
Imagine só, um enzima A com KM = 1 e outra enzima B com KM = 3. Qual vai ter maior afinidade pelo 
substrato? A enzima A, porque ela precisa de uma menor quantidade de substrato para atingir metade da velocidade 
máxima. Nesse exemplo a enzima B iria precisar 3 vezes mais substrato para atingir a mesma metade da velocidade 
máxima. 
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 Existe outro gráfico que transforma a equação de KM em um gráfico linear. A importância do gráfico linear é 
que ele é menos subjetivo e diminui o risco de erro quanto ao valor de referência. (...) O importante é saber que o 
ponto no qual a reta corta o eixo y corresponde à inversão da velocidade máxima. Ou melhor, o ponto de interseção 
da reta com o eixo y significa exatamente quando atinge o platô (no outro gráfico), ou seja, a interseção com o eixo y 
é a velocidade máxima. 
E o ponto em que a reta toca o eixo x é o KM (que é a concentração de substrato necessária para atingir 
metade da velocidade máxima). 
A inclinação da reta também tem significado, isto é, a inclinação significa a relação de KM com a velocidade 
máxima, ou seja, a relação da afinidade da enzima com a sua velocidade máxima. Em outras palavras, a inclinação é 
a relação da concentração de substrato necessária para que a enzima atinja sua velocidade máxima. 
 
OBS: Aprender interpretar os 2 tipos de gráficos. 
 
Concentração de enzimas 
Vamos analisar a ação da concentração de enzimas na velocidade de reação. 
Se pegarmos um tubo de ensaio e colocarmos uma concentração variável de enzimas e uma concentração 
fixa de substrato, vamos ver o mesmo perfil da análise anterior (da variação de concentração de substrato). A medida 
que vamos aumentando a concentração de enzimas, vamos aumentando a velocidade com que as enzimas 
transformam substrato em produto e, também, vai chegar num ponto em que vamos atingir a velocidade máxima. E 
nessa velocidade máxima também será formado um platô, só que a diferença é que nesse caso (variação de 
concentração de enzimas) o platô significa que quem está saturado são as enzimas; no caso anterior (da variação de 
concentração de substrato) era o substrato que estava saturado. 
Portanto, nesse caso (variação de concentração de enzimas) não vai adiantar colocar mais substrato dentro 
do tubo porque todas as enzimas que estão ali já estão com o sitio ativo ocupado. 
 
Regulação enzimática 
Quando não precisamos mais da atividade de uma determinada enzima, ela vai se tornar inativa (não 
funcional) e existem vários mecanismos para regular a atividade dessa enzima, ou seja, tornar essa enzima ativa 
(funcional) ou inativa (não funcional). Existem algumas enzimas que podem ser reguladas por mais de um tipo de 
mecanismo. 
As enzimas podem ser reguladas por inibidores: existem medicamentos que fazem com que as enzimas, ao 
invés de se ligar no seu substrato, se liguem nesse fármaco que tem a mesma estrutura funcional desse substrato. A 
enzima então pode reconhecer esse fármaco e assim a enzima não vai conseguir formar seu produto, vai ficar 
inibida. 
Por isso que devemos tomar, por exemplo, o antibiótico no mesmo horário, por exemplo, de 12 em 12h. Por 
que caso passe do horário da tomada da medicação, a concentração do antibiótico não vai ficar constante na 
corrente sanguínea e a enzima vai voltar a se ligar no seu substrato e vai continuar formando o seu produto lá dentro 
da bactéria. E é daí que saem as resistências bacterianas, na verdade, esse é um dos motivos que provocam 
resistência bacteriana (o uso incorreto do antibiótico). 
 
 
 
 
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Inibidores reversíveis 
São aqueles que quando a enzima está na presença do inibidor, a enzima esta inibida (inativa ou não 
funcional), mas se tirar o inibidor, a enzima vai voltar a funcionar (ela não é destruída), esse é exemplo de alguns 
antibióticos. 
Tipos de inibidores: 
Inibidores competitivos, 
Inibidores não competitivos 
Inibidores incopetitivos (ou acompetitivos). 
 
Inibidores Irreversíveis 
São aqueles que danificam a enzima, então, depois que o inibidor atuou, a enzima não vai voltar a funcionar 
novamente, mesmo retirando o inibidor. 
Temos inibidores proteicos e inibidores não proteicos. 
 
Regulação Alostérica 
São tipos de regulação que acontecem em algumas enzimas especiais chamadas de enzimas alostéricas. 
Essas enzimas alostéricas, além do sítio ativo, possuem outro sítio chamado de sítio de regulação ou sítio alostérico. 
É nesse sitio que a molécula regulatória ou moduladora vai se ligar. Se ligarmos um inibidor, a enzima vai ficar 
inibida. Se ligarmos um ativador, a enzima vai se tornar funcional. 
 
Modificação conformacional: quando falamos de ativação e inativação de enzimas, estamos falando de 
modificação conformacional. Quando ativamos, a enzima fica na forma ideal para atuar sobre o substrato, quando 
inativamos, fazemos com que essa enzima assuma uma forma na qual ela não vai ser capaz de se ligar ao substrato. 
 
Modulação convalente: vamos ver casos de ativação de zimogênio (zimogênio é a forma na qual algumas 
enzimas são armazenadas - inativa). Geralmente essa regulaçãode zimogênio está envolvida no processo de 
digestão. Existem grânulos onde essas enzimas ficam armazenadas na forma de zimogênio. Para que essas 
enzimas que estão inativa (zimogênio) perde um pedaço e com isso vai se tornar funcional. Ela sofre o que 
chamamos de clivagem proteolítica. Então essa enzima perde um pedaço e o que sobra é a forma ativa, ou seja, é a 
forma funcional da enzima. Exemplo de zimogênio que atua na digestão de proteína é o que o pepsinogênio que é 
ativado na presença de ácido clorídrico e sofre clivagem e se transforma em pepsina (forma ativa). 
Outro exemplo é adição de grupamentos na enzima como fosforilação e desfosforilação. Existem algumas 
enzimas que quando estão desfosforiladas, elas estão inativas, porém quando elas ganham um grupamento fosfato, 
ou seja, quando elas são fosforiladas, elas se tornam ativas. Então, pela retirada do grupamento fosfato vai acontecer 
uma mudança conformacional na estrutura (vai mudar a forma da enzima) de maneira que ela não vai mais conseguir 
mais ligar no substrato, ela vai estar não funcional. 
 
 
 
 
Daniele