Lista de Enzimas RESPONDIDA

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ATIVIDADES DE ESTUDO 
CURSO QBQ0313- Bioquímica 
Caroline Barbosa Mendes nº USP 9911131 
 
Enzimas 
 
Para o estudo dirigido sobre enzimas, estudar o Capítulo 5 do livro Marzocco & Torres (pag. 54-83 
na terceira edição) e capítulo 6 (Enzimas) do livro Princípios de Bioquímica de Lehninger (Nelson, 
D.L. & and Cox, M.M. 2013,.6 ªEd., New York). 
Reações enzimáticas e estrutura molecular de enzimas 
1. Sabendo que enzimas são catalizadores de reações químicas, é correto afirmar que as 
enzimas tornam a reação mais provável de acontecer por tornarem o ΔG desta reação mais 
negativo? Discuta sua resposta. 
Sim. Uma vez que ΔG é a energia livre útil do sistema para realizar trabalho, se houve trabalho na 
reação essa energia ao final vai ser menor que que a energia inicial. 
 
2. Definir velocidade de reação. Escrever a equação de velocidade de uma reação hipotética em 
função da concentração de reagente A. 
Velocidade da reação é definida pela rapidez com que os reagentes são consumidos ou a rapidez 
com que os produtos são formados. 
Por exemplo, a reação de uma substânci A se convertendo em B, sendo irreversível, A  B. Tem-
se a velocidade da reação em função da concentração molar de A [A] como: 
 
3. Como se procede para medir a velocidade de uma reação? Que tempos (iniciais ou finais) 
devem ser escolhidos para que as medidas de velocidade sejam de fato relacionadas à 
concentração inicial de um reagente A? 
Como a velocidade da reação é proporcional à concentração de substrato, ela varia à medida em 
que a reação se processa. Portanto, é necessário medir a velocidade inicial (v 0 ), que é obtida 
utilizando-se um tempo de reação muito pequeno, dentro do qual pouco reagente tenha sofrido 
reação (convenciona-se menos que 10%), de modo que essa concentração possa ser considerada 
constante. A velocidade máxima (V máx ) deve ser a velocidade final a ser considerada pela equação, 
que se expressa da seguinte maneira: 
V 0 = V máx [S]/K M +[S] 
 
4. Nas reações enzimáticas o substrato é, em geral, muito menor que a enzima. Explique qual a 
razão disto em função da catálise enzimática. 
Para catalisar uma reação, uma enzima irá se ligar a uma ou mais moléculas de reagentes. Essas 
moléculas são chamadas de substratos das enzimas. Entretanto, em algumas reações um substrato 
é quebrado em vários produtos, já em outros, dois substratos se unem para formar uma molécula 
maior. 
O substrato se conecta no sítio de ativação, onde ocorre a ação catalítica, sendo esse composto 
uma pequena área. Logo, o substrato deve ser pequeno para ligar-se ao sítio ativo enzimático, 
mesmo porque, uma enzima pode apresentar mais de um substrato. 
 
5. O que são coenzimas? Dê exemplos de duas coenzimas e descreva duas respectivas reações 
onde estão envolvidas. 
Coenzimas são substâncias orgânicas não proteicas que participam das reações catalisadas por 
enzimas. Elas agem como carregadores transitórios de grupos funcionais específicos. Grande parte 
das coenzimas são derivadas das vitaminas. A função da coenzimaa é fornecer um elemento extra 
para a reação, como um elétron ou grupo funcional. 
Exemplos: 
1. 5’-deoxiadenosinilcobalamina (vitamina B12)  catalisa reações onde ocorre a troca de 
posição de um átomo de H de um átomo de C para um adjacente, ou seja, a troca de um 
átomo H por um grupo metila, carboxila, hidroxila ou amino. Um exemplo é a reação 
catalisada pela metil-malonil-CoA mutase: 
 
2. piridoxal-fosfato (vitamina B6)  O Piridoxal-fosfato atua em reações de transaminação, 
desaminação, descarboxilação e condensação envolvendo o metabolismo de aminoácidos. 
Nas transaminações, um grupo amino de um α-aminoácido é transferido, reversivelmente, 
para o carbono α de um α-cetoácido. Para a ação das transaminases, o piridoxal-fosfato serve 
como transportador transitório do grupo amino do doador para o receptor e cujo mecanismo 
também envolve a formação de bases de Schiff. Ilustração da transferência do grupo amino 
para o α-cetoglutarato (que é facilmente reversível): 
 
 
6. Sabendo que vitaminas podem ser coenzimas ou precursores de coenzimas, explique porque 
necessitamos de uma quantidade tão pequena de vitaminas em nossa alimentação diária. 
São necessárias em pequenas quantidades justamente por serem precursores de coenzimas ou 
atuarem como uma, que em pequenas concentrações atuam no processo enzimático. Vitaminas 
quando em excesso (e sem que o corpo posa eliminá-las), podem causar quadro de hipervitaminose, 
gerando riscos à saúde. 
 
Cinética de reações químicas catalisadas por enzimas e inibição enzimática 
7. Descrever as etapas de uma reação catalisada por enzima, considerando E (enzima), S 
(substrato) e P (produto) 
A reação consiste na proteína enzimática (E) que catalisa ou acelera a reação química quando se 
acopla a um substrato específico (S), e logo que o substrato é convertido em produto da reação final 
(P), a enzima se desprende e volta a atuar novamente em outra reação catalítica. A equação geral 
do processo descrito pode ser representada assim: 
Enzima (E) + Substrato (S)  ES  Produto (P) + Enzima (E) 
É possível observar neste esquema que ao final a enzima (E) se encontra na mesma forma química, 
enquanto o substrato (S) após a reação catalisada se transforma em produto (P) e ambos se 
desprendem. 
Tomando como exemplo: a reação entre o substrato sacarose na presença da enzima invertase, é 
transformada em produtos (glicose + frutose): 
 
 
8. Escrever a equação de velocidade da formação do complexo ES e a equação da velocidade 
da formação de P a partir de ES. 
- Equaçõ da velocidade da formação do complexo ES 
 
- Equação da velocidade da formação do P 
 
9. Qual é a etapa limitante da velocidade de transformação de S em P? 
A conversão de ES em produto (P) pode ser representada pela equação: 
 
Onde k2 é uma constante de primeira ordem para a reação. 
Em alguns casos a conversão de ES em E e P pode envolver vários estágios e pode não ser 
essencialmente irreversível. A constante de velocidade k2 é geralmente menor que k1 e k-1, e em 
alguns casos muito menor. Em geral, portanto, a conversão e ES em produtos é a etapa 
limitante tal que a concentração de ES é essencialmente constante, mas não necessariamente a 
concentração de equilíbrio. 
 
10. Fazer o gráfico da velocidade da reação de formação de produto (P), sendo S  P em função 
da concentração de S. Indicar no gráfico Vmax e o KM estimado. 
 
 
11. Analisando o gráfico do item acima, verificar em cada trecho da curva as concentrações de 
enzima livre, substrato e complexo ES. 
Vmax: é a maior velocidade da reação que uma enzima pode atingir. Determinando o ponto de 
saturação da enzima, em que todas as moléculas enzimáticas estão associadas a um substrato, 
logo, fase em que não há enzima livre. 
Nas pontas mais baixas do eixo y, é onde a enzima se encontra livre. Assim, a medida que se 
aumenta [S], a enzima satura-se rumo a atingir o valor máximo de Vmax. 
 
 
12. Analise os dados da tabela abaixo onde uma enzima e três substratos foram incubados juntos. 
 
Solução 
tampão 
Enzima: 
Hexoquinase 
Concentração 
inicial de 
Substratos 
 
Concentração de produtos 
após 10 minutos de reação 
50 mM pH 7,4 1 U/ml 
1 mM Glicose 
1 mM Frutose 
10 mM ATP 
1 mM Glicose-6-fosfato 
0,1 mM Frutose-6-fosfato 
1,1 mM ADP 
a) O que significa KM e o que ele mede? 
Km: constante de Michaelis  representa a concentração do substrato detectado a uma velocidade 
de reação igual a metade de seu valor de velocidade máxima (1/2 Vmax). Assim, quanto menor o 
Km, mais rápido a enzima atingirá seu Vmáx. 
b) Qual dos substratos da tabela acima apresenta menor KM para esta enzima? 
O da glicose apresenta o menor Km, pois foi o substrato que, em contato com a enzima, 
apresentou maior concentração de produto para uma menor concentração de substrato, após o 
mesmo tempo de reação. 
 
c) Em sua opinião, qual a relevância fisiológica de uma enzimaapresentar diferentes valores 
de KM para diferentes substratos? 
Isso pode configurar vantagens a órgãos e tecidos, para que as enzimas neles presentes possuam 
tendências distintas de se ligarem a um determinado substrato, e também, diferentes capacidades 
de metaboliza-los. Configurando, desta forma, um bom funcionamento do sistema biológico.