-ENZIMA-OXIDORREDUTASE

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instituto FEDERAL DE PERNAMBUCO
departamento acadêmico de controles industriais 
PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS industriais 
Alunos: Giovana Alves; Hélter J. S. Souza; Joás França; Juliana Pereira;Tiago Calixto
ENZIMAS: OXIDORREDutASE
 Prof.: Dr° Francisco Sávio
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ENZIMAS - HISTÓRICO
Catálise biológica  início séc. XIX
digestão da carne: estômago
digestão do amido: saliva
Década de 50
Louis Pasteur - concluiu que a fermentação do
 açúcar em álcool pela levedura era catalisada 
 por “fermentos” = enzimas.
Eduard Buchner (1897)
extratos de levedo podiam fermentar o açúcar até álcool;
enzimas funcionavam mesmo quando removidas da célula viva.
Eduard Buchner 
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ENZIMAS - HISTÓRICO
James Sumner (1926)
Isolou e cristalizou a urease;
Cristais eram de proteínas;
Postulou que “todas as enzimas são proteínas”.
John Northrop (década 30)
Cristalizou a pepsina e a tripsina bovinas;
.
James Sumner 
John Northrop 
Década de 50 – séc. XX
75 enzimas isoladas e cristalizadas;
Ficou evidenciado caráter proteico .
 Atualmente - Mais de 2000 enzimas são conhecidas
ENZIMAS-NOMECLATURA
Existem 3 métodos para nomenclatura enzimática: 
 Nome Recomendado: Mais curto e utilizado no dia a dia de quem trabalha com enzimas. Usa o sufixo "ase" para caracterizar a enzima. Ex: Urease, Hexoquinase, Peptidase, etc. 
 Nome Sistemático: Mais complexo, dá informações precisas sobre a função metabólica da enzima. Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase 
Nome Usual : Consagrado pelo uso. Ex: Tripsina, Pepsina, Ptialina. 
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ENZIMAS – CLASSIFICAÇÃO
Oxido-redutases ( reações de oxidação-redução ou transferência de elétrons)
Atuando em CH-OH
Atuando em C=O
Atuando em C=O-
Atuando em CH-NH2
Atuando em CH-NH-
Atuando em NADH, NADPH
NOÇÕES DE ENZIMOLOGIA
Diagrama de coordenadas da reação comparando uma reação catalizada por uma enzima com uma não catalizada
A função do catalisador é aumentar a velocidade da reação. A catálise não afeta o equilíbrio da reação.
Para que a reação ocorra as moléculas devem suplantar a barreira de energia e atingir um nível de energia mais alto
Quando uma reação tem várias etapas, a velocidade final é determinada pela etapa (ou etapas) com a maior energia de ativação. Essa etapa é denominada etapa limitante da velocidade
O papel da enzima é acelerar a interconversão entre S e P
CINÉTICA ENZIMÁTICA
A determinação da velocidade de conversão de um substrato em produto, mediado por catalise enzimática é feita através da equação de Michaelis- Menten:
Estado 
pré-estacionário
Estado estacionário
Efeito da concentração do substrato sobre a velocidade
inicial de uma reação catalisada por enzima.
ENZIMAS-OXIDORREDUTASE
 As reações de oxidação são importantes estratégias na química orgânica para transformação de grupos funcionais.
São enzimas que catalisam reações de Oxi-Redução em sistemas biológicos e estão relacionadas com os processos de respiração e fermentação
ENZIMAS-OXIDORREDUTASE
 Classificação: As Oxirredutases são classificadas de acordo com seu mecanismo de ação, e dividem-se em quatro grandes grupos:
ENZIMAS-OXIDORREDUTASE
OXIGENASES: enzimas capaz de catalisar a incorporação de átomos de oxigénio a partir do oxigénio molecular (O2) em compostos orgânicos ou inorgânicos.
XH2 +O2 XO + H2O
PEROXIDASES: são um grupo de enzimas oxirredutases que oxidam substratos orgânicos, tendo o peróxido de hidrogénio como molécula aceitadora de elétrons.
Xreduzida + H2O2 (peroxidase + cofator) Xoxidada + H2O
Citocromo P450
Catalase
ENZIMAS-OXIDORREDUTASE
OXIDASES: catalisa uma reação de oxidação/redução envolvendo oxigênio molecular (O2) como aceptor de elétrons
AH +O2 + 2H + + 2e- AOH + H2O
DESIDOGENASES: Enzima que mobiliza ou que fixa o hidrogênio de uma substância
Lactato desidrogenase
MATÉRIAS-PRIMAS
	
 Fígado ou Sangue Bovino ou Suíno
 Solução de Acetona Conc. 25% 
 Solução de Acetona Conc. 35% 
 Solução de Acetona Conc. 50% 
 Glicerol (Opcional)
Fígado suíno
PROCESSO PRODUTIVO DA CATALASE
Matérias-Primas
Maceração/agitação com Solução de Acetona com Conc 25%
Conc. da Solução Acetona 35%/ Filtração 
Adição de mais Solução de Acetona com Conc. 50%
Catalase Líquida Submetida à filtração estéril com ou sem estabilizante (Glicerol)
Precipitação da Catalase 
Filtração/Centrifugação
Catalase Seco ou Solução Aquosa
PROCESSO DE REAÇÃO DA CATALESE
1ª Etapa: H2O2(AQ) + Fe⁺³ -E ͢ H₂O(L) + O=Fe⁺⁴ -E(AQ)
2ª Etapa: H₂O₂(aq) + O=Fe⁺⁴-E(aq) → H₂O(l) + Fe⁺³-E(aq) + O₂
Equação Global: 2H₂O₂(aq) → 2H₂O(l)+ O₂(g)
ENZIMA OXIRREDUTASE- APLICAÇÃO COMERCIAL
Produção de ácido artemisínico a partir da bio-oxidação do amorfadieno catalisada por oxirredutases. Este ácido é convertido em artemisinina, muito utilizada no tratamento da malária.
 REAÇÃO:
H
Me
Me
Me
H
CYP71AVA,
CPR1, CYB5
H
Me
OH
H
Me
ADH1
Me
H
Me
O
H
Amorfadieno
Álcool artemisínico
Aldeído artemisínico
ALDH1
H
O
H
Me
Me
OH
Me
O
O
O
O
O
Me
H
Me
Ácido artemisínico
artemisinina
REFERÊNCIAS 
 
CAVANI, F. Catalytic selective oxidation: The forefront in the challenge for a more sustainable chemical industry. Catalysis Today 2010, 157, 8.
Enzimas diponivel em: www.eq.ufrj.br/biose/nukleo/aulas/enzimol%20Grad/EQB483_ aula8.PDF> acessado em : 01 de dezembro de 2018.
MANGE, Roberto. Revista Processos Químicos / SENAI. Departamento Regional de Goiás - v.3, n.5 (jan/jun, 2009). Goiânia: SENAI/DR. Gerência de Educação Profissional / Faculdade de Tecnologia SENAI Roberto Mange, 2009.
GONÇALVES, C. C. S, Fonseca. Reações de Oxidação Catalisadas por Enzimas. Rev. Virtual Quim., 2018, 10 (4), 778-797. Data de publicação na Web: 2 de agosto de 2018.
NELSON, David L. Princípios de bioquímica de lehninger. Nelson, Michel M, Cox : ( tradução: Ana Beatriz Gorini da veiga et al.); revisão técnica: Carlos Termignoni et al. – 6 ed. Dados eletrônicos.- Porto Alegre: Artmed,2014.