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Aula 10 Bioquímica Clínica Esp. Manoel José de Almeida Neto Biomédico Microbiologista Enzimologia Clínica • Bases fisiopatológicas, • Enzimas e isoenzima; • Perfil enzimático nas doenças hepáticas. Reações Básicas e Classes de Enzimas. • Serão apresentados a uma ampla variedade de vias de reações e nomes de enzimas. • Muitas dessas reações são similares e com frequência ocorrem em vias metabólicas diferentes. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Reações Básicas e Classes de Enzimas. • O reconhecimento do tipo de reação pode auxiliar a lembrar das vias e dos nomes das enzimas, • Reduzindo, assim, a quantidade de memorização necessária. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Reações Básicas e Classes de Enzimas. • Os tipos de reações básicas e as enzimas que as catalisam em seis grandes classes numeradas: • Cada grande classe de enzimas inclui subdivisões de enzimas com um nome sistemático e um nome comum. (p. ex., desidrogenases e quinases). (1) Oxirredutases, (2) Transferases, (3) Hidrolases, (4) Liases, (5) Isomerases, (6) Ligases. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Oxirredutases 1- Oxirredutases Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Sempre que ocorre uma reação de oxirredução, pelo menos um substrato ganha elétrons e se torna reduzido, e outro substrato perde elétrons e se torna oxidado. 1- Oxirredutases eles se oxidam e agem como redutores. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica • Fila de reatividade São os metais que têm maior tendência os que têm menor tendência para ceder elétrons. 1- Oxirredutases Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica • Não metais Os não-metais se reduzem e agem como oxidantes 1- Oxirredutases (desidrogenases) • Uma subdivisão de reações é catalisada por desidrogenases, as quais aceitam e doam elétrons na forma de íons hidreto (H: – ) ou átomos de hidrogênio. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 1- Oxirredutases Hidrolases 1- Oxirredutases Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica • Quando isso ocorre, o O2 se torna reduzido, e um doador de elétron é oxidado. • As enzimas participando nas reações com O2 são chamadas de hidroxilases e oxidases 1- Oxirredutases Hidrolases Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 1- Oxirredutases Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Bile Hepatócito • Outra subdivisão de reações, • O O2 doa um ou ambos de seus átomos de oxigênio para um aceptor . Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 1- Oxirredutases (oxidases) • Quando ambos os átomos de oxigênio são incorporados no aceptor. • A maioria das hidroxilases e oxidases necessitam de íons metálicos, como Fe 2+ , para a transferência de elétron. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 1- Oxirredutases (Oxigenases) Transferases 2 - Transferases • Catalisam grupos de reações de transferência de um grupo funcional para uma molécula de outro. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Glicose Glicose – 6 Fosfato • A enzima é chamada quinase Se o grupo transferido é um fosfato de alta energia ,; Hexoquinase 2 - Transferases Glicosiltransferase; • Tipo de enzima onde o grupo transferido é um resíduo de carboidrato, Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 2 - Transferases Aciltransferase • Liga-se um grupo Acil a um ácido graxo, Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 2 - Transferases • Nesse tipo de reação, o grupo nitrogênio de um aminoácido é doado a um α- cetoácido, • Formando um novo aminoácido, e o α- cetoácido correspondente ao aminoácido doador. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 2 - Transferases • As enzimas que catalisam esse último tipo de reação são chamadas de transaminases ou aminotransferases. • A coenzima piridoxal-fosfato é necessária para todas as transaminases. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 2 - Transferases • Quando o aspecto fisiológico importante da reação é o composto sintetizado, a transferase pode ser chamada de sintase. • Por exemplo, a enzima comumente chamada de glicogênio-sintase transfere um resíduo glicosil para o final de uma molécula de glicogênio. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Hidrolases 3- Hidrolases • Em reações de hidrólise, ligações C-O, C-N ou C-S . • São quebradas pela adição de H2O na forma de OH – e H + para os átomos formando a ligação. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 4- Liases • São enzimas que quebram ligações C-C, C-O e C-N • Ocorre por outros meios exceto hidrólise ou oxidação. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 4- Liases Aldolases • São enzimas catalisando a quebra da ligação C-C. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 4- Liases Descarboxilases quando o dióxido de carbono é liberado de um substrato. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 4- Liases • Tiolases • quando o nucleófilo da cisteína contendo enxofre é utilizado para quebrar uma ligação carbono- carbono. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 5- Isomerases • Muitas reações bioquímicas simplesmente rearranjam os átomos existentes de uma molécula, isto é, criam isômeros do material inicial, são chamadas de isomerases, Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica • Enquanto as enzimas que catalisam o movimento de um fosfato de um átomo para outro são chamadas de mutases. 6 - Ligases • As ligases sintetizam ligações C-C, C-S, C-O e C-N nas reações acopladas à quebra de uma ligação de alta energia no ATP ou em outro nucleotídeo. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 6 - Ligases • As carboxilases, por exemplo, adicionam CO2 a outro composto em uma reação que necessita de quebra de ATP para fornecer energia. • A maioria das carboxilases necessita da coenzima biotina. Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica 6 - Ligases • As sintetases diferem das sintases mencionadas em “liases” e “transferases de grupos”, pois a sintetase obtém energia para uma nova ligação da quebra de ligações fosfato de alta energia, e a sintase utiliza uma fonte diferente de energia Bioquímica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Outras ligases são chamadas de sintetases (p. ex., ácido graxo acil-CoA-sintetase) Proteínas hepáticas e do trato biliar ➢ Aspartato aminotransferase (AST/TGO) ➢ As aminotransferases catalisam a formação de ácido glutâmico a partir de 2-oxoglutarato mediante a transferência de grupos amino; ➢ AST é encontrado no fígado e no músculo cardíaco ainda que também seja abundante no músculo esquelético, rins e pâncreas. ➢ Concentrações séricas elevadas de AST: • hepatite e outras doenças hepáticas associadas com necroses como mononucleose infecciosa, cirrose, colestasis, carcinoma metastático do fígado, delirium tremens, assim como após a administração de alguns medicamentos. • Após um enfarte de miocárdio, em doenças do músculo esquelético (distrofia muscular progressiva), em pancreatites aguda, doenças hemolíticas e outras. Proteínas hepáticas e do trato biliar Aspartato + 2 – Oxoglutarato→ Oxalacetato + Glutamato Oxalacetato + NADH + H+ → Malato + NAD+ • Unidade de massa atômica (U) por litro de sangue (L); • Feminino: até 31 U/L; Masculino: até 37 U/L. Valores de referência ➢ Aspartato aminotransferase (AST/TGO) • A AST catalisa a transferência do grupo amino do aspartato a 2-oxoglutarato, formando oxalacetato e glutamato; • A concentração catalítica determina-se, seguindo a reação abaixo descrita da deshidrogenase malática (MDH), a partir da velocidade de desaparecimento do NADH (340 nm); Proteínas hepáticas e do trato biliar ➢ Aspartato aminotransferase (AST/TGP) ▪ Também catalisa a formação de ácido glutâmico a partir de 2- oxoglutarato mediante a transferência de grupos amino. ▪ ALT se encontra em diferentestecidos e em maiores concentrações no fígado e rins; ▪ Concentrações séricas elevadas: ✓ hepatite e outras doenças hepáticas associadas com necroses: mononucleose infecciosa, colestasis, cirrose, carcinoma metastático do fígado, delirium tremens, assim como após a administração de alguns medicamentos como opiatos, salicilatos ou ampicilina; ✓ Também se pode encontrar concentrações séricas elevadas de ALT em doenças do músculo esquelético ou cardiaco. ✓ O diagnóstico clínico não se deve realizar tendo em conta o resultado de um único teste, mas deve integrar-se nos dados clínicos e de laboratório (Gorina, 1996). Proteínas hepáticas e do trato biliar Alanina + 2 - Oxoglutarato→ Piruvato + Glutamato Piruvato + NADH + H+ → Lactato + NAD+ • Mulheres: até 31 U/L; Homens: até 41 U/L. Valores de referência ➢ Aspartato aminotransferase (AST/TGP) ▪ A ALT catalisa a transferência do grupo amino da alanina ao 2-oxoglutarato, formando piruvato e glutamato; ▪ A concentração catalítica determina-se, seguindo a reação abaixo da deshidrogenase láctica (LDH), a partir da velocidade de desaparecimento do NADH (340 nm). Bibliografia MOTTA, Valter T. Bioquímica Clínica para o Laboratório. 5ª. ed. Rio de Janeiro: MedBook, 2009 GARCIA, Maria A.T.; KANAAN, Salim. Bioquímica Clínica. 1ª ed. São Paulo: Atheneu, 2008 Miller, Otto. Laboratório para o Clínico 8 ed, São Paulo Ed. Atheneu, 1999. Bioquimica clinica AULA 10: Enzimologia clinica Prof. Manoel Almeida Neto Assuntos da próxima aula • Enzimas das doenças ósseas. • Enzimas do pâncreas. • Enzimas cardíacas introdução.