Enzimas: Catalisadores Proteicos

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 Proteínas catalisadoras
 Transformam quimicamente
substratos em produtos durante reações
essenciais
  a velocidade das reações
  a energia de ativação
 Não sofrem alterações durante a reação
 Comandam todos os eventos metabólicos
 As estruturas proteicas são fundamentais
para a atividade catalítica das
enzimas
 A ativação de algumas enzimas depende
de sua ligação a cofatores/coenzimas
 Esses cofatores podem ser um ou
mais íons inorgânicos (Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ ou
Zn²⁺) ou uma molécula orgânica
denominada coenzima
 Algumas enzimas dependem tanto
de uma coenzima quanto de um ou mais
íons orgânicos
 Grupo prostético: uma coenzima ou
um íon orgânico que se ligue firmemente
a uma enzima
 Holoenzima: enzima + cofator e/ou
coenzima
 Apoenzima/ apoproteina: a enzima
sem seu componente não proteico e é
inativa, forma uma holoezima
Propriedades
Sítíos atívos
 Uma região especifica da enzima em
forma de bolso ou fenda
 Contem cadeias laterais de
aminoácidos que participam da ligação com
o substrato
 Substrato: a molécula que liga no sitio ativa
e sobre a qual a enzima age
 O substrato liga-se à enzima a partir do
sitio ativo formando o complexo enzima-
substrato (ES)
 Encaixe induzido (permite a catalise)
 O substrato induz mudanças na
forma do sitio ativo
 O complexo ES é convertido no complexo
enzima-produto (EP), que se dissocia em
enzima e produto (E + P)
E + S  ES  E + P
Efícíêncía catalítíca
 As reações catalisadas por enzimas
ocorrem de 10³ até 10⁸ vezes mais
rapidamente que as reações não
catalisadas
Espêcífícídadê
 São altamente especificas
 Interagindo com um ou alguns poucos
substratos
 Catalisam apenas um tipo de reação
química
Rêgulacao
 A atividade enzimática pode ser regulada
 Ativadas ou inibidas
 A fim de que a velocidade da reação
responda às necessidades da célula
Nomenclatura
 Cada enzima recebe dois nomes
 O primeiro é o nome curto e
recomendado
 O segundo é o nome mais
completo e sistemático
Nomê rêcomêndado
 Sufixo “-ase” + nome do substrato ou da
descrição da ação realizada
Ex. glicosidase e urease (nome do
substrato) / lactato-desidrogenase e
adelinato-cliclase (descrição da ação
realizada)
 Algumas enzimas mantem seu nome
comum/usual, como a tripsina e a pepsina
Nomê sístêmatíco
 Exatos e informativos
 As enzimas são divididas em seis classes
principais
 O sufixo “-ase” + uma descrição bastante
completa da reação química catalisada
 Incluindo os nomes de todos os
substratos
 Também recebe um número que a
classifica
Ex. lactato:NAD⁺-oxirredutase
Cinética enzimática
 Alterações de energia que ocorrem
durante a reação
 Ea (energia de ativação): energia minima
necessaria para a reação ser iniciada
 As enzimas reduzem a energia de
ativação necessária
  energia de ativação, mais rápida
será a reação
 Uma barreira energética para as
reações
 ΔG: variação entre a energia do produto e
do substrato
 Define se a reação é anabólica ou
catabólica
Rêacao anabolíca
 Construção
 Consome energia
 Produto tem mais energia que o substrato
 ΔG = negativo
 A reação está favorável (espontaea)
Rêacao catabolíca
 Destruição
 Libera energia
 Produto tem menos energia que o
substrato
 ΔG = positivo
 A reação está desfavorável (não
espontânea)
Equacao dê Míchaêlís-Mêntên
 A enzima combina-se de forma reversível
ao substrato formando um complexo ES,
em seguida converte o substrato em
produto e regenera a enzima livre
 Descreve como a velocidade da reação
varia com a alteração na concentração de
substrato
 Vmax ocorre quando quase toda a enzima
estiver na forma de ES
 É estimada pelo gráfico duplo
recíproco de Lineweaver-Burk
 Constante de Michaelis (Km): é a
concentração do substrato necessária para
que a reação alcance metade da sua
Vmax
 Está relacionado com a afinidade da
enzima pelo substrato
 Km = alta afinidade
 Km = baixa afinidade
Fatores que afetam a
velocidade da reação
 O aumento ou redução na velocidade de
reação pode ser promovido por:
 Efetores alostéricos positivos
(ativadores)
 Efetores alostéricos negativos
(inibidores)
 Esses efetores ligam-se a um local
especifico da enzima, o centro alostérico
Concêntracao do substrato
 A velocidade da uma reação catalisada
aumenta com a concentração do substrato
V₀: velocidade no tempo
inicial
Vmax: velocidade máxima
[S]: concentração do
substrato
Km: constante de Michaelis
 Ate que a Vmax é atingida
 Platô
 Excesso de substrato pode leva a
saturação da reação
 Saturação dos sítios de ligação
disponíveis
Têmpêratura
 Cada enzima tem uma temperatura ótima
para funcionamento
 A velocidade de reação aumenta com a
temperatura
 Ate um pico de velocidade ser
atingido
 Uma elevação maior da temperatura ótima
resulta na redução da velocidade
 Desnaturação de enzimas
pH
 Concentração de H⁺
 Cada enzima tem o seu pH ótimo para a
reação
 pH extremo causa desnaturação
enzimática
Iníbídorês
 Substancias que conseguem se ligar a
enzima diminuindo a velocidade ou
impedindo a reação
 Inibição reversível: pode ser revertido
 Inibição irreversível: inativação total da
enzima
 Inibidor competitivo
 Se liga à enzima
 Compete com o substrato pelo sitio
ativo
 Inibidor não competitivo
 Se liga em outro local da enzima
 Não compete pelo sitio
 Impede a reação do substrato com
a enzima
 Inibidor incompetitivo
 Se liga no complexo ES
 Impede a formação de produtos
 Inibidores enzimáticos como fármacos
 Metade dos 10 fármacos
comumente prescritos nos EUA age por
meio da inibição de enzimas
 Antibióticos β-lactâmicos: inibem
enzimas envolvidas na síntese da parede
celular bacteriana
 Penicilina e amoxicilina
 Anti-hipertensivos: inibidores da
enzima conversora de angiotensina (ECA)
 Captopril, enalapril e lisinopril