9 - BIOQUIMICA- AULA9- CINÉTICA ENZIMÁTICA

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Várias propriedades enzimáticas baseiam-
se em medidas da velocidade da reação. Essa 
característica é diretamente proporcional à 
concentração do reagente. Conforme a reação 
ocorre, a concentração do reagente diminui e a 
velocidade também.
Para calcular a velocidade da reação efetivamente 
proporcional à concentração inicial do reagente, 
é necessário medir a velocidade inicial (V0). Essa 
medida é obtida através de um tempo de reação 
muito pequeno, onde a conversão do reagente 
em produto seria muito reduzida, podendo assim 
ser considerada como uma constante (tempo 
inicial). Esse tempo inicial varia dependendo da 
reação química.
A reação enzimática processa-se em duas etapas: 
na primeira a enzima (E) liga-se reversivelmente 
ao substrato (S), formando o complexo enzima-
substrato (ES). Na segunda etapa, são liberados 
o produto (P) e a enzima. Agora livre, uma 
enzima poderá se ligar a outra molécula de 
substrato e fazer a mesma coisa. 
Os pesquisadores Michales e Menten tentavam 
entender porque a velocidade das reações 
químicas que continham enzimas não eram 
lineares em relação à concentração do substrato, 
e sim aconteciam como uma função hiperbólica. 
Acreditava-se que essa relação velocidade e 
quantidade de substrato fosse representada 
pela equação:
v=k [reagente]
A hipótese de Michales e Menten: a concentração 
de substrato é muito maior do que a concentração 
da enzima nas reações bioquímicas, e assim 
as constantes referentes às diferentes etapas 
presentes nas reações catalisadas por enzimas 
seriam decrescentes. 
V= k[reagente]
V1= k1[E] [S]
V-1= k-1[ES]
V2 = k2 [ES]
K1> k-1>k2
k2 = etapa mais lenta
Esta hipótese é verdadeira para um grande 
número de enzimas, e assim essas são chamadas 
enzimas michaelianas. Entretanto, para outras 
enzimas essa premissa não se aplica.
A concentração de enzima é muito menor do 
que a de substrato. Isso pode ser observado na 
prática.
Como as reações catalisadas por enzimas são 
químicas, elas também tendem a um equilíbrio. 
Assim, durante o tempo que é medida a 
velocidade inicial, mantém-se a seguinte 
situação: formação contínua do produto 
enquanto as concentrações do complexo 
enzima-substrato (ES), da enzima e do substrato 
são mantidas. O fato do complexo enzima-
substrato está sendo consumido na formação de 
produto, não provoca diminuição significativa 
da sua concentração, pois há sempre substrato 
excedente para combinar-se com a enzima que 
é liberada quando se forma o novo produto. A 
pequena e contínua diminuição da concentração 
do substrato não é significativa, frente ao seu 
grande excesso. Esta condição é observada nos 
tempos iniciais.
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Nas reações envolvendo as enzimas 
michaelianas, podemos observar que uma 
determinada quantidade do substrato que vai 
estar ligada à enzima, e a outra metade vai 
estar na forma de enzima livre. Nesse momento, 
a velocidade da reação é exatamente à metade 
da velocidade máxima possível dessa reação 
química. A concentração específica do substrato 
que corresponde à metade da velocidade 
máxima da reação é que nós chamamos de 
constante de Michaelis- Menten, o Km.
O valor de Km pode simbolizar afinidade de 
uma enzima pelo seu substrato. Por exemplo, 
quanto maior for o Km, maior será a quantidade 
de substrato para que a enzima atinja a metade 
da velocidade máxima da reação. Por outro 
lado, quanto menor for o Km, menor vai ser a 
concentração de substrato para atingir essa 
mesma situação. 
A atividades enzimáticas são geralmente 
expressas em U/ml ou U/L. A unidade 
internacional U é a quantidade de enzima capaz 
de formar 1 micromol de produto por minuto.
ATENÇÃO: Se variamos a concentração de 
enzimas, a velocidade também vai variar. A 
velocidade de uma reação enzimática também 
pode variar de acordo com a temperatura, pH 
e não somente pela concentração de substrato.
Expressão final de equação proposta por 
Michaelis-Menten onde: V0= Vmáx [S]/ Km + [S]. 
INIBIDORES ENZIMÁTICOS
Os inibidores enzimáticos podem acelerar ou 
diminuir a velocidade de várias reações químicas 
em nosso organismo.
Existem inibidores enzimáticos dentro das nossas 
células que cumprem um papel importante de 
regulador, e são conhecidos como reguladores 
ou moduladores alostéricos. Esses inibidores 
são produzidos pela própria célula e a variação 
da sua concentração é fundamental no controle 
da velocidade das reações químicas.
Os inibidores podem ser divididos em dois 
grandes grupos: irreversíveis e reversíveis.
Os irreversíveis vão reagir com as enzimas 
inativando elas de forma definitiva. Exemplo: a 
inativação da enzima cicloxigenase (Cox-1) pela 
aspirina. 
Variação das concentrações dos componentes da reação enzimática em 
função do tempo. As velocidades consideradas para as reações químicas 
são as velocidades iniciais v0 (incluindo a Vmáx), que são medidas após um 
mesmo tempo inicial. Em t3, a etapa é dita com saturante.
Nas situações I, II e III a diferença está na concentração 
do substrato (Explicação completa está na aula).
Variação da velocidade da reação enzimática (v0) 
em função da concentração do substrato (S).
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Os reversíveis são subdivididos em dois grupos: 
competitivos e não competitivos. 
Os competitivos são capazes de se ligar no sítio 
ativo da enzima. Ou seja, no mesmo lugar que o 
substrato se ligaria. Nesse caso, à concentração 
do substrato e quantidade do inibidor, são 
fundamentais para se prever a velocidade da 
reação química. Se a concentração do substrato 
for muito grande em relação ao inibidor, a 
reação ocorre como se o inibidor não estivesse 
presente. E vice-versa.
Os inibidores não competitivos são aqueles que 
não tem semelhança estrutural com o substrato 
da enzima que eles estão inibindo. Essa inibição 
é provocada pelas ligações do inibidor a 
grupamentos que não pertencem ao centro ativo. 
Como esses grupamentos geralmente estão 
presentes em várias biomoléculas diferentes, a 
ação desses inibidores não é específica, ou seja, 
um mesmo inibidor pode atuar sobre várias 
enzimas. 
Os antimetabólitos, também conhecidos como 
análogos de substratos tem a fórmula química 
semelhante ao substrato, ou seja, tem o poder 
de se ligar a enzima, só que o produto gerado 
é diferente. Esses produtos muitas vezes não 
são aceitos pela enzima de uma outra etapa 
posterior ou simplesmente são mais instáveis 
e assim podem interferir diretamente na via 
metabólica.
Assim como existem os inibidores das reações 
químicas, existem também moduladores 
positivos, ou seja, moléculas que são capazes de 
se ligar às enzimas e melhorar a sua associação 
ao substrato ou, de alguma outra forma, 
favorecer o aumento da velocidade da reação 
química, até mesmo ativa-la.
Efeito de duas concentrações de inibidor competitivo
Efeito de duas concentrações de inibidor não competitivo
ANOTAÇÕES
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EXERCÍCIOS
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(ENADE 2014) Enzimas são macromoléculas 
caracterizadas pela sua capacidade de catalisar 
reações biológicas, aumentando a velocidade de 
uma reação em um fator de até vezes quando 
comparadas com a mesma reação não catalisada. 
Em sua grande maioria, são proteínas (com 
exceção de algumas moléculas de RNA), sendo 
formadas por diversas ligações peptídicas entre 
seus aminoácidos.
BRONDANI, D. Desenvolvimento de biossensores para 
determinação de adrenalina. Disponível em: <https://
repositorio.ufsc.br>. Acesso em: 10 jul. 2014.
Com base nas informações apresentadas, faça o 
que se pede nos itens a seguir.
a) Explique os efeitos observados com a 
elevação da temperatura na atividade catalítica 
enzimática, desde valores brandos até 
temperaturas consideravelmente elevadas.
Observe o gráfico abaixo e responda as questões
LOW [ATP]– BAIXA CONCENTRAÇÃO
HIGH [ATP]- ALTA CONCENTRAÇÃO
O que é uma enzima alostérica? Se PFK-1 representa 
esse tipo de enzima, explique comoo ATP atua sobre 
a atividade dessa enzima. 
b) Descreva os principais fatores que afetam a 
velocidade de uma reação química genérica. 
Justifique sua resposta.
Marque a opção correta. A equação de Michaelis-
Menten: 
a) é representado por um gráfico de Vmax versus 
[Substrato].
B) relaciona a taxa de degradação do complexo ES 
com a [Substrato].
C) é representada por um gráfico de Km versus 
[Substrato]. 
D) gera uma curva com uma assíntota quando é 
representada a velocidade de reação em função da 
[Substrato]. 
Marque a opção correta. As reações espontâneas: 
a) acontecem rapidamente. 
b) possuem um ΔG > 0. 
c) podem acontecer sem necessidade de aporte de 
energia.
d) são ditas de endergônicas.
Explique os significados dos parâmetros da equação 
de Michaelis-Menten.
Marque a opção correta. Uma característica distintiva 
das enzimas alostéricas é que: 
a) não respondem a inibidores. 
b) carecem de sítios ativos.
c) respondem com mudanças conformacionais 
QUESTÃO RESOLVIDA NA AULA
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ANOTAÇÕES
quando determinadas moléculas se unem em sítios 
diferentes do sítio ativo.
d) elas não possuem de sítio ativo.
Marque a opção correta. No caso das enzimas, pode-
se dizer que:
a) a alteração do valor de Km de uma enzima não 
vai refletir mudanças na afinidade desta enzima 
pelo seu substrato. 
b) os inibidores competitivos não alteram a 
afinidade de uma enzima pelo seu substrato.
c) não existem inibidores que possam alterar a 
velocidade máxima de reação de uma enzimas.
d) nas enzimas alostéricas acontecem mudanças 
na conformação do seu sitio ativo o que aumenta 
sua eficiência catalítica.
Responda F para falso e V para verdadeiro 
(olá) As enzimas alostéricas possuem sítios 
de ligação para as moléculas moduladoras, 
localizadas no sítio ativo.
(olá) As enzimas cinase e fosfatase catalisam, 
respectivamente, a adição e a remoção de 
grupos fosfato à resíduos específicos nas cadeias 
peptídicas de certas enzimas alterando sua 
atividade.
Identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as 
afirmativas com relação às enzimas.
(olá) Enzimas alostéricas possuem, além do sítio 
catalítico, sítios de ligação para ativadores e/ou 
inibidores.
(olá) As enzimas aceleram reações por alterar o equilíbrio 
da reação na direção de formação do produto.
(olá) O Km corresponde à concentração de substrato 
na qual a velocidade de reação é a metade da 
velocidade máxima e, portanto, define a afinidade da 
enzima pelo substrato.
(olá) Inibidores competitivos alteram a velocidade 
máxima das reações.
(olá) A inibição não-competitiva não pode ser 
atenuada pelo aumento na concentração de 
substrato.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA, de cima para baixo.
a) (olá) V – V – F – V – V
b) (olá) V – F – V – F – V 
c) (olá) V – V – V – F – F
d) (olá) F – V – V – F – V
e) (olá) F – F – F – V – V
O que são antimetabóilitos?
Cite um exemplo de inibidor irreversível.
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GABARITO DJOW
PROTEÍNAS
1 - C
2- C
3- A
4- Como as reações catalisadas por enzimas são químicas 
elas também tendem a um equilíbrio. Assim durante o tempo 
que é medida a velocidade inicial, mantém-se a seguinte 
situação: Formação contínua do produto enquanto se observa 
concentrações mantidas do complexo enzima-substrato (ES), da 
enzima e do substrato. O fato do complexo enzima-substrato 
está sendo consumido na formação de produto não provoca 
diminuição significativa da sua concentração, pois há sempre 
substrato excedente para combinar-se com a enzima que é 
liberada quando se forma o novo produto. A pequena e contínua 
diminuição da concentração do substrato não é significativa, 
face ao seu grande excesso. Isso nos tempos iniciais. Dessa 
maneira podemos entender e relacionar velocidade inicial e a 
concentração do substrato. Uma determinada quantidade do 
substrato vai estar ligada à enzima e a outra metade estaria na 
forma de enzima livre. Nesse momento, a velocidade da reação 
seria exatamente metade da velocidade máxima possível dessa 
reação química. A concentração específica do substrato que 
corresponde a metade da velocidade máxima da reação é que 
nós chamamos de constante de Michaelis- Menten, o famoso 
Km. 
5- C 
6- C
7- F (Localizadas em outras regiões da estrutura da proteína.) ,V
8- B 
9- Os antimetabólitos, também conhecidos como análogos de 
substratos tem a fórmula química semelhante ao substrato, ou 
seja, tem o poder de se ligar a enzima, mas produto gerado é 
diferente. Esses produtos muitas vezes não são aceitos pela 
enzima de uma etapa posterior ou simplesmente são mais 
instáveis e assim podem interferir diretamente na via metabólica.
10- Os inibidores irreversíveis vão reagir com as enzimas 
inativando elas de forma definitiva. Como por exemplo os 
compostos organofosforados. Esses compostos constituem o 
princípio ativo de vários inseticidas. Outro bom exemplo é a 
inativação da enzima cicloxigenase pela aspirina.
ANOTAÇÕES
Os inibidores alostéricos são inibidores enzimáticos 
presentes nas nossas células que cumprem um papel 
importante de regulador e são conhecidos, exatamente, 
como reguladores ou moduladores alostéricos. Esses 
inibidores são produzidos pela própria célula e a variação da 
sua concentração é fundamental no controle da velocidade 
das reações químicas.
QUESTÃO RESOLVIDA NA AULA