Enzimas Bioquímica Medicina Veterinária

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Enzimas:
Jheinifer Cristina de Oliveira Paulino
· Biocatalisadores (substâncias orgânicas que catalisam reações, ou seja, diminuem a energia de ativação e aceleram as reações metabólicas) em seres vivos;
· Maioria de natureza proteica, mas algumas moléculas de RNA sob certas condições atuam como riboenzimas, então nem toda enzima é uma proteína;
· Produzidas no interior das células;
· Podem exercer suas funções dentro da célula (endoenzima) ou fora dela (exoenzima);
· Podem agir no interior dos seres vivos (in vitro), como quando comemos carne e as proteínas começam a ser digeridas no estômago, por razão da enzima pepsina, presente no suco gástrico;
· Isoenzima: diferentes formas de uma enzima com variação nos aminoácidos, tem grande importância nas interpretações clínicas, catalisam a mesma reação mas são produzidas em diferentes tecidos, exemplo: glucoquinase, hexoquinase, lactato desidrogenase;
· Apoenzima: parte proteica que determina especificidade + Cofator/coenzima (orgânica): parte não proteica = Holoenzima.
Propriedades:
· Especificidade, cada enzima se encaixa em um substrato específico;
· Não se desgastam nem são consumidas durante a reação, chegando inalteradas ao final, podendo atuar várias vezes.
Funções:
· Catálise de reações de degradação;
· Conservação e transformação de energia química;
· Síntese de macromoléculas;
· Coordenação de vias metabólicas (enzimas reguladoras).
Modelos de encaixe de enzima com substrato:
· Em 1946, Linus Pauling demonstrou que o modelo chave-fechadura era inadequado, pois a enzima completar perfeitamente ao substrato é energeticamente ineficiente, sendo necessária essa perfeição apenas no estado de transição;
· Em 1958, Daniel Koshland propôs o modelo de encaixe induzido, onde o sítio ativo pode flexibilizar-se temporariamente e depois retorna ao normal.
· Algumas são reversíveis, obedecendo a Equação de Michaelis (km).
Equação geral de Michaelis/equação geral das enzimas (km):
· KM;
· Quanto maior o KM, menor a velocidade da reação;
· Especificidade: menor KM;
· E + S ↔ ES ↔ E + P.
Nomenclatura:
· Sufixo –ase ao radical do substrato (exemplo: maltose > maltase);
· Sufixo –ase ao radical do nome do tipo da reação (oxirredução > oxirredutase);
· Nomes consagrados pelo uso: amilase salivar (ptialina), protease estomacal (pepsina), protease pancreática (tripsina);
Classificação:
· Oxirredutases;
· Transferases;
· Hidrolases;
· Liases;
· Isomerases;
· Ligases.
Influências sobre as enzimas:
· Temperatura: cada enzima funciona dentro de uma temperatura ótima (TO) onde a atividade catalisadora é máxima (TMÁX), varia entre espécies.
· Ph: semelhante a temperatura.
· Concentração: quanto mais substrato, maior a velocidade, até atingir o ponto de saturação e chegar a TMÁX, independente da quantidade de substrato adicionada depois.
Regulação do metabolismo/modulação alostérica:
· Ligação não covalente;
· Reversível (↔);
· Moduladores alostéricos determinam enzimas alostéricas, quando o modulador se liga, altera a conformação da proteína para inibir ou estimular a ligação do substrato;
· Quando o modulador e o substrato são o mesmo composto, enzima homotrópica, quando são diferentes, enzima heterotrópica.
· Desestruturação 3D → regeneração
· Centro/sítio alostérico, com feedback positivo (muda a conformação e o substrato se liga [maior afinidade de E por S], aumenta a especificidade e a velocidade) ou feedback negativo (muda a conformação mas não deixa ocorrer a ligação [menor afinidade de E por S], diminui ou para a via metabólica);
Regulação enzimática:
Enzimas reguladoras por ligações covalentes reversíveis:
· Adição de grupos PI, AMP, UMP, ADP ribose, CH3;
· Grupamentos P: via metabólica própria ou paralela;
· Kinase: insere fosfato;
· Fosfatase: retira fosfato;	
· Fosforilase: relacionada a carboidratos;
Enzimas reguladas por clivagem protelítica:
· Importante na digestão;
· Enzima inativa/zimogênios: enzimas precursoras inativas, ligações covalentes. Exemplo: pepsinogênio, fibrinogênio. OBS: Pepsinogênio é maior que a Pepsina, que é quebradinha.
· Retirada de peptídeos e aminoácidos do zimogênio.
· Variações do Ph e da temperatura modificam a estrutura 3D e interfere no mecanismo regulador.
Inibição enzimática:
Inibição Reversível Competitiva (IRC):
· Relacionada ao encaixe (quem tiver mais substrato se liga);
· Complexo E-I;
· Similaridade 3D entre E e I;
· Mexe com o KM, que aumenta.
· Exemplos:
· Precursor do colesterol (HNG-CoA) com ação da redutase → colesterol.
Inibidores dessa via: estatinas (sinvastatina, lovastatina);
· Metanol com ação de álcool → formaldeído (tóxico) MAS Etanol com ação da desidrogenase → aceta...? (menos tóxico).
Inibição Reversível Não Competitiva (IRNC):
· Regulação alostérica;
· Fora do sítio catalítico;
· Complexo E-S-I;
· KM inalterado;
· Modulador negativo;
· Diminui ou inibe VMÁX;
· Para reverter é só tirar o inibidor;
· Exemplo:
· Substâncias/agentes quelantes (ligam metais);
· ADP + Pi com ação da ATP sintase → ATP;
· EDTA (age como a Heparina) → 
Irreversível (II):
· Destroi o sítio catalítico;
· Covalente, difícil de quebrar;
· Inibidor suicida/kamikaze, pois a alteração é permanente, química;
· Grupo funcional essencial;
· Não mexe com KM nem VMÁX, exceção a regra de Michaelis;
· Exemplos:
· Muito usado em medicamentos para neoplasias, como quimioterápicos e retrovirais, mas os efeitos colaterais são de destruir tudo que cresce, tudo que é semelhante a um tumor, como cabelos, unhas. O coquetel para AIDS também age assim mas os efeitos colaterais dele são controlados.
· Organofosforados (pesticidas);
· Ação em acetilcolinesterase (ação motora).
QUESTÕES PERTINENTES PARA PROVA:
· Construir um gráfico, demonstrar positivo e/ou negativo);
· Diferença entre catalisador e enzima: catalisador aumenta a velocidade de diminui energia de ativação e enzima é um biocatalisador, atua em seres vivos;
· O que é uma isoenzima: diferentes formas de uma enzima com variação nos aminoácidos, mas que catalisam a mesma reação, como a glucoquinase, hexoquinase;
· O que é um zimogênio: precursor inativo de uma enzima, como o pepsinogênio → pepsina;
· Comparar energia de ativação de uma reação catalisada e outra não: a energia de ativação de uma catalisada tem que ser mais baixa;
· Reação de formação com E, S e P: ?
· Definir os tipos de inibição e dar exemplos ou dar um exemplo e pedir qual tipo de inibição é;
· Quais variações ocorrem no Km e no Vmáx de tal enzima, tal reação;
· Definir cofatores e coenzimas: cofator é a parte não proteica, como o ferro, se for uma molécula orgânica, derivada de vitaminas, é uma coenzima, como o NAD e o FAD;
· Explique como é composto o sistema catalítico: sistema catalítico da enzima é formado pelo Substrato, que se liga ao Sítio de Posicionamento, onde ocorre o encaixe Enzima-Substrato, que se liga ao Sítio Ativo.
· Listar os principais mecanismos de regulação enzimática: regulação alostérica/por feedback, por ligações covalentes e por clivagem protelítica;
· Caracterizar uma enzima alostérica, definindo centro alostérico e efetores positivo e negativo: ?
· Definir regulação enzimática por modificação covalente: reversível, com zimogênios, adiciona grupamentos, como Pi, AMP, UMP;
· Definir a regra de MM e mostrar a relação dela (ou de Km) e a afinidade da enzima pelo substrato: quanto menos Km, mais especificidade da enzima;
· PQ a diferença entre as curvas? (gráfico no material impresso)
· Cite e explique as diferenças e ações das enzimas hexoquinase 1 e hexoquinase 4: hexoquinase 1 age na boca (e no músculo? baixa Km) e a 4 no fígado e pâncreas (aumenta Km), ambas inserem um grupo fosfato para armazenar energia.
· Quais são os fatores que interferem na cinética enzimática: temperatura, o Ph e a concentração de substrato.