aula3 - bioquimica

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Disciplina: Fundamentos de bioquímica
Aula 3: Enzimas
Apresentação
As enzimas são os catalisadores do sistema biológico. Participam diretamente nas reações químicas pelas quais matéria e
energia são transformadas nos sistemas biológicos.
Certos tipos de enzimas controlam os níveis de colesterol e triglicerídeos de nosso organismo.
Essas enzimas podem ser alteradas por remédios, pela quantidade de gordura corporal e massa muscular além da prática de
exercícios físicos.
A cinética de reações enzimáticas tem como objetivos principais mediar as velocidades das reações, estabelecer critérios
para otimização do processo e projetar o reator mais adequado para utilização.
Nesta aula estudaremos primeiramente as enzimas, e em seguida a cinética de reações enzimática.
Objetivos
Descrever a estrutura das enzimas, bem como suas funções;
Entender sobre cinética enzimática;
Conhecer o mecanismo de ação das enzimas;
Compreender sobre relações clínicas e metabólicas com as enzimas.
Enzimas
 Enzimas.
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A maioria das enzimas é representada pelas proteínas. Possuem um centro ativo, onde há a entrada do substrato. O substrato,
estando no centro ativo, faz com que as ligações químicas enfraqueçam, facilitando assim a reação química.
Alguns dos pontos positivos da utilização das enzimas como catalisadores, é que, diferente de catalisadores químicos, as
enzimas não se perdem ao término da reação pois são muito especí�cas.
São funções enzimáticas:

Catálise metabólica

Regulação da reação catalítica
Devido a essas funções as enzimas são classi�cadas como as unidades fundamentais do metabolismo celular.
O principal mecanismo de ação das enzimas é descrito pelo modelo Chave-Fechadura, onde a enzima possui o sítio especí�co
para a ligação do substrato.
Veja o exemplo:
Maltase
(Enzima)

Maltose
(Substrato)

“Encaixe” entre a enzima e o substrato

A maltose é “quebrada” em 2 glicoses (A
e B)

Molécula de sacarose
(Glicose + frutose)
As enzimas podem ser classi�cadas em:
Clique nos botões para ver as informações.
São enzimas que catalisam reações de transferência de elétrons, ou seja: reações de oxi-redução(se uma molécula se reduz,
tem que haver outra que se oxide).
São as Desidrogenases e as Oxidases.
OXIDORREDUTASES 
São enzimas que catalisam reações de transferência de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato, acil, carboxil,
etc.
Como exemplo temos as Quinases e as Transaminases.
TRANSFERASES 
São enzimas que catalisam reações de hidrólise de ligação covalente.
Ex.: as peptidades.
HIDROLASES 
São enzimas que catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, amônia e gás carbônico.
As Dehidratases e as Descarboxilases são bons exemplos.
LIASES 
São enzimas que catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou geométricos.
As Epimerases são exemplos.
ISOMERASES 
São enzimas que catalisam reações de formação e novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre às
custas de energia (ATP).
São as Sintetases.
LIGASES 
Cinética enzimática
 Cinética Enzimática.
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A cinética de reações enzimáticas tem como objetivos principais:
Mediar as velocidades das reações Estabelecer critérios para otimização do
processo
Projetar o reator mais adequado para
utilização
 Cinética enzimática.
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Uma equação muito importante para a análise da cinética enzimática é a Equação de Michaelis e Menten.
Esta equação consiste em duas etapas:
Etapa 1
Ligação da enzima (E) com um substrato (S),
formando o complexo Enzima-Substrato (ES). 
Etapa 2
Consiste na formação de um produto (P) a partir do
complexo Enzima-Substrato (ES) com recuperação
da forma livre da enzima.
Agora, veja a equação:
Etapa 1
E + S ES⇄
k2
k1
  
Etapa 2
ES E + P⇄
k4
k3
  
, , e são as constantes de velocidade de cada etapa.k1 k2 k3 k4
Nesse caso, a da reação (V), ou seja, a velocidade de formação do produto será:
 V = [ES]k3 − [E] [P]k4
A equação de Michaelis e Menten descreve como a velocidade de reação depende da posição do equilíbrio ligado ao substrato e
da constante de velocidade .
Michaelis e Menten mostraram que se for bem menor que (chamada a aproximação de equilíbrio), pode se obter a
seguinte equação:
v
k2
k2 k − 1
v =
[S]Vmax
+[S]Km
O estudo da cinética enzimática é importante por duas razões principais:
1 Ajuda a explicar como as enzimas trabalham.
2 Permite prever o comportamento das enzimas em organismos vivos.
Adaptações metabólicas à atividade física e aspectos
enzimológicos em nível patológico
Certos tipos de enzimas controlam os níveis de colesterol e triglicerídeos de nosso organismo. Essas enzimas podem ser
alteradas por remédios, pela quantidade de gordura corporal e massa muscular, além da prática de exercícios físicos.
Uma enzima denominada hepatolipase (HL) destrói o colesterol bom (HDL), mas nesse processo transforma uma parte em
colesterol ruim (LDL). Quanto mais elevado for o nível da enzima HL, menor será o nível de HDL, o que aumenta o risco de
desenvolvimento de doenças cardíacas, como por exemplo a arteriosclerose.
 LDL (à esquerda) e HDL (à direita) (Fonte: Juan Gaertner / Shutterstock).
Uma outra enzima, denominada lipoproteinolipase, conhecida também como LPL, está localizada nas paredes dos vasos
sangüíneos e no coração, nos depósitos de gordura e nos músculos. Essa enzima destrói os triglicerídeos. Uma terceira enzima
importante, com o longo nome de lecitina colesterolacil transferase (LCAT), captura o colesterol, retirando-o das paredes arteriais.
Colesterol
 Níveis da Aterosclerose. (Fonte: Ching Design / Sebastian Kaulitzki / Shutterstock).
Artéria normal Aterosclerose leve Aterosclerose média Aterosclerose grave
Atividade
1. Marque a alternativa que de�ne corretamente as duas funções básicas das enzimas.
a) Desestruturar a organização da glicose e melhorar a visão.
b) Ajudar a reduzir o colesterol e atuar no rejuvenescimento celular.
c) Função catalítica de reações e regulação dessas reações catalíticas.
d) Efeito antioxidante e mediação das velocidades das reações catalíticas.
2. O que pode vir a alterar tipos de enzimas que controlam o nível de colesterol e triglicerídeos de nosso organismo?
Benefícios da prática de exercícios
A prática de exercícios pode alterar a produção das enzimas que controlam
os níveis de gordura do nosso sangue.
 (Fonte: Jacob Lund / Dragon Images / wavebreakmedia / Shutterstock).
A LPL, a enzima que destrói os triglicerídeos e aumenta os níveis de HDL, foi encontrada em quantidades elevadas entre os
praticantes de exercícios aeróbios. Além disso, a perda de gordura corporal irá aumentar a ação da LPL.
O exercício pode diminuir o colesterol total (que é a soma do colesterol HDL com o colesterol LDL) em uma média de 10 mg/dl e
os triglicérides em média de 16 mg/dl.
Porém, o mais importante é o fato de que o nível de colesterol LDL diminuiu e o HDL aumentou, ou seja, apesar da diminuição do
total ser de 10 mg/dl, o corpo ganhou mais HDL e menos LDL. O que é um bom sinal. Algumas enzimas podem provocar
alterações metabólicas que podem estar associadas a patologias.
Atividade
3. Faça uma análise do caso a seguir:
Um homem de 50 anos de idade foi internado no hospital sofrendo de fadiga geral, rigidez no ombro e cefaleia. O paciente media
1,80 m de altura e pesava 84Kg. Sua pressão sanguínea era de 196/98 mmHg (normal abaixo de 140/90 mmHg, sendo a ideal,
120/80 mmHg) e a sua pulsação era de 74. Ele foi diagnosticado como hipertenso. O paciente foi medicado com captopril, um
inibidor da enzima conversora da angiotensina (ECA). Após 5 dias de tratamento, sua pressão sanguínea retornou a um nível
próximo do normal.
4. Qual é o objetivo principal da cinética enzimática?
5. Descreva as etapas daequação de Michaelis e Menten.
Próxima aula
Respiração celular.
Explore mais
Assista aos vídeos:
Las enzimas <http://www.youtube.com/watch?v=IgYqwLVd71Q> ;
Enzymes <http://www.youtube.com/watch?v=E90D4BmaVJM> ;
Praticar execício faz bem pra memória <https://www.youtube.com/watch?v=JvVY91pW3hw> .
http://www.youtube.com/watch?v=IgYqwLVd71Q
http://www.youtube.com/watch?v=E90D4BmaVJM
https://www.youtube.com/watch?v=JvVY91pW3hw