AULA ENZIMAS

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ENZIMAS 
 
 
 
Profa Aline Zandonadi 
BIOQUÍMICA 
ENZIMAS 
Enzimas são catalisadores de natureza protéica que 
diminuem a energia de ativação das reações biológicas. 
Possuem grande especificidade e poder catalítico. 
 
Co-fatores 
HOLOENZIMA 
Porção protéica 
APOENZIMA 
Grupo prostético 
Ativador: Íons inorgânicos 
que condicionam a ação 
catalítica das enzimas(Fe²+) 
 Cofator 
A	maioria	 das	 enzimas	 requer	uma	outra	molécula	 para	 a	
catálise,	 que	pode	 ser	 um	 íon	metálico	 (a8vador)	 ou	 uma	
molécula	orgânica	(coenzima).	
Coenzima: molécula 
orgânica complexa (NAD+) 
ENZIMAS - NOMENCLATURA 
Apresentam na superfície um local 
denominado sítio de ligação do 
substrato ou sítio ativo 
E + S E S P + E 
Substrato se liga ao 
SÍTIO ATIVO 
da enzima 
As enzimas alteram a velocidade da reação, 
não o equilíbrio 
§ Ponto de partida – ESTADO FUNDAMENTAL 
§ Topo da curva – ESTADO DE TRANSIÇÃO 
 
 
 ENERGIA DE ATIVAÇÃO 
 
 
 
CATALISADORES 
Qual a fonte de energia para a 
diminuição da Ea de reações 
específicas? 
 
§ Rearranjo de ligações covalentes 
(substrato e grupos funcionais da 
enzima) à transitórios 
 
§  I n te rações não-cova len tes 
(substrato e enzima) 
 
 
ENERGIA DE LIGAÇÃO 
Contribui para a catálise e a 
especificidade 
ESPECIFICIDADE 
•  As enzimas são altamente específicas, interagindo com 
alguns substratos específicos e catalisando somente um 
tipo de reação química. 
 
•  Forças não-covalentes: Forças de Van der Walls, 
Interações eletrostáticas, Ligações de Hidrogênio, 
Interações hidrofóbicas. 
•  Ligação da enzima ao substrato: 
u Modelo Chave-fechadura 
u Modelo de Encaixe induzido 
Ligação Enzima Substrato 
A) Modelo Chave Fechadura: 
§ prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio ativo 
da enzima (RÍGIDO como uma fechadura). 
B) Modelo Encaixe Induzido: 
§ Enzima	e	substrato	sofrem	mudanças	na	conformação	para	o	
encaixe.	
§ Prevê	o	encaixe	perfeito	do	substrato		no	sí8o	a8vo	da	enzima	no	
ESTADO	DE	TRANSIÇÃO	da	reação.	
Modelo Encaixe Induzido 
Estuda a velocidade das reações enzimáticas 
Objetivos: 
 
• Avaliar a quantidade de produto formado ou a 
quantidade de substrato consumido por unidade de tempo 
de reação. 
 
• Medir velocidade das transformações. 
• Estudar a influência das condições experimentais na 
velocidade da reação enzimática (concentrações de 
reagentes e enzimas, temperatura, pH e presença de 
inibidores ou ativadores). 
 
Enzimas – catalisadores 
 
§  Não são consumidos na reação. 
§  Atuam em pequenas concentrações 
 
1 molécula de catalase à decompõe 5 000 000 de 
moléculas de H2O2 
 
Leonor Michaelis – 
 Maud Menten 
E + S 
K1 
K-1 
ES 
K2 
E + P 
Etapa rápida Etapa lenta = limitante 
CINÉTICA DE MICHAELIS - MENTEN 
 A enzima combina-se reversivelmente com o substrato, formando um 
complexo ES que, subseqüentemente, degrada-se em produto, 
regenerando a enzima livre. 
K-2 
Km=[S] 
quando 
V0=1/2 Vmax 
CINÉTICA DE MICHAELIS - MENTEN 
 
 
Descreve como a velocidade da reação 
varia com a concentração do substrato. 
Km corresponde à concentração do substrato no qual Vo é igual a 
metade da Vmáx 
CINÉTICA DE MICHAELIS - MENTEN 
 
FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE 
DE REAÇÕES ENZIMÁTICAS: 
 
§ pH	
§ Temperatura	
§ Concentração	dos	substratos	
§ Concentração	das	enzimas	
§ Presença	de	inibidores	
efeito do pH: como as enzimas são proteínas, suas 
propriedades são fortemente influenciadas pelo pH das 
soluções; a maioria apresenta um pH em que a atividade 
catalítica é máxima. Este pH é denominado pH ótimo. 
Efeito da temperatura: a maioria das enzimas apresenta uma 
temperatura ótima de atividade catalítica 
Acima	desta	temperatura,	o	↑	velocidade	
de	 reação	 devido	 a	 temperatura	 é	
compensado	 pela	 perda	 de	 a8vidade	
catalí8ca	devido	a	desnaturação	térmica.		
Concentração de ligantes: 
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO 
DO SUBSTRATO 
A [substrato] cai na mesma razão em 
que a [produto] aumenta em função 
do tempo. 
 
A enzima existe sob duas formas: 
enzima livre E e complexo enzima-
substrato ES. 
 
No início da reação, a [E] livre cai e a 
do complexo [ES] aumenta e atinge um 
máximo, em que não há mais [E] livre 
no meio. 
 
 
Nessa situação (indicada no retângulo 
cinza), diz-se que a enzima está 
saturada (só existe no complexo ES). A 
velocidade da reação é a máxima. 
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA 
Qualquer substância que reduz a velocidade de 
uma reação enzimática. 
INIBIDORES 
 
 
 REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS 
 
 
COMPETITIVOS NÃO COMPETITIVOS INCOMPETITIVOS 
 
 
 COMPETITIVO NÃO – COMPETITIVO 
Inibição reversível competitiva: o inibidor é uma substância 
semelhante ao substrato e que compete com ele pelo sítio ativo. 
-  In ib idor	 compe88vo	
concorre	 com	 o	 S	 pelo	
si8o	a8vo	da	E	livre.	
	
	
︎ - 	 I 	 → 	 a n á l o g o	 n ã o	
metabolizável,	 derivado	 de	
um	S	 verdadeiro,	 S	 subs8tuto	
da	E	ou	um	P	da	reação.	
 Km “aparente” (aKm) 
 
 Inibidor promove aumento do Km 
Ex: intoxicação por metanol à 
administra-se etanol (álcool-
desidrogenase) 
Inibição reversível competitiva 
CONCLUI-SE: 
§ Efeito sobre a Vmax: não se 
altera. 
§ Efeito sobre o Km: Um inibidor 
compet i t i vo aumenta o Km 
aparen te para de terminado 
substrato. 
Inibição reversível competitiva 
Inibição reversível não competitiva:Inibidor	não-compe88vo	se	
liga	reversivelmente,	aleatória	e	independentemente	em	um	sí8o	que	
lhe	é	próprio.		
 
Inibição reversível não competitiva 
CONCLUI-SE: 
•  Efeito sobre a Vmax: Os 
inibidores não-competitivos 
diminuem a Vmax da reação. 
•  Efe i to sobre o Km. Os 
inibidores não-competitivos não 
in te r fe rem na l igação do 
substrato com a enzima. Assim 
sendo, a enzima mostra o 
mesmo Km na presença e na 
ausência do inibidor não-
competitivo. 
 
Km 
ENZIMAS – INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL 
•  ︎I se combina com um grupo funcional, na molécula da E, que é 
essencial para sua atividade. 
 
•  ︎Podem promover a destruição do grupo funcional ︎ Podem promover a destruição do grupo funcional ︎ 
•  Forma-se uma ligação COVALENTE entre o I e a E. 
 
ENZIMAS E MEDICAMENTOS 
Reação de inativação da ciclooxigenase por reação 
irreversível com ácido acetilsalicílico (aspirina).