aula proteinas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS
Disciplina: BIOQUÍMICA 90h
Docente: MARCELO SOUZA DE ANDRADE
Curso: CB
AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS 
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Prof. Marcelo Andrade
BIOQUÍMICA CELULAR X PROTEÍNAS
CONSTITUIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA
 Compostos inorgânicos: água e sais minerais
 Compostos orgânicos: proteínas, glúcides (hexoses e 
pentoses), lipídios, vitaminas e os ácidos nucléicos (DNA e RNA)
 “A diversidade estrutural e funcional de um polímero
depende da variedade de seus monômeros”
 A matéria viva é constituída de macromoléculas que são
polímeros (monômeros agrupados).
- Homopolímeros: glicogênio (glicose)
- Heteropolímeros: ácidos nucléicos e proteínas em geral
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 As proteínas exercem na célula uma grande variedade de
funções:
DinâmicasTransporte, defesa, catálise de reações, controle do
metabolismo e contração, por exemplo.
Estruturais  Proteínas como o colágeno e elastina, por
exemplo, que promovem a sustentação estrutural da célula e
dos tecidos.
Prof. Marcelo Andrade
 Macromoléculas de diversos tipos podem associar-se para
formar complexos como as lipoproteínas, as glicoproteínas, as
nucleoproteínas e os proteoglicanos.
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Quanto ao Número de Cadeias Polipeptídicas:
Proteínas Monoméricas Formadas por apenas uma cadeia polipeptídica
Proteínas Oligoméricas  Formadas por mais de uma cadeia polipeptídica;
São as proteínas de estrutura e função mais complexas.
 Quanto à Forma (proporção entre comprimento e largura)
Proteínas Fibrosas (>10: 1)  De estrutura espacial mais simples. Ex: 
queratina (intracelular) e o colágeno (extracelular).
Proteínas Globulares (<10:1) De estrutura espacial mais complexa. Ex: 
Hemoglobina, a Mioglobina, a Hemocianina, as Enzimas e as proteínas de 
membrana.
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS
 Quanto a Composição:
Proteínas Simples Por hidrólise liberam apenas aminoácidos
Proteínas Conjugadas Por hidrólise liberam aminoácidos mais um radical
não peptídico, denominado GRUPO PROSTÉTICO. Ex: Metaloproteínas,
Glicoproteínas, Hemeproteínas (catalase e peroxidases), Lipoproteínas,
Nucleoproteínas e etc.
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
Estrutura primária
Estrutura secundáriasHélices alfa Folhas beta
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PROTEÍNAS GLOBULARES
Sub-unidade
da hemoglobina
Concavalina A
Triose fosfato
hidrogenase
PROTEÍNAS FIBROSAS
Super-hélice da 
queratina
Tripla hélice do
colágeno
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PROTEÍNAS DE MEMBRANA
Bacterio - rodopsina Grau de hidrofobicidade
Gráfico de hidrofobicidade
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Proteínas Homólogas:
São proteínas que desempenham a mesma função em 
tecidos ou em espécies diferentes. Estas proteínas possuem 
pequenas diferenças
Os segmentos com seqüências diferentes de aminoácidos em
proteínas homólogas são chamados "SEGMENTOS
VARIÁVEIS", e geralmente não participam diretamente da
atividade da proteína.
Os segmentos idênticos das proteínas homólogas são
chamados "SEGMENTOS FIXOS", e são fundamentais para
o funcionamento bioquímico da proteína.
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HOMOLOGIA ENTRE DIFERENTES 
PTNS
Mas, Será que o SARS-CoV2 foi criado em 
Laboratório??
Roujian Lu et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: 
implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020 22-28 February; 
395(10224): 565–574. 
Andersen, KG, Rambaut, A., Lipkin, WI et al. The proximal origin of SARS-CoV-
2. Nature Medicine 26, 450-452 (2020).
Lamia Wahba et al., An Extensive Meta-Metagenomic Search Identifies SARSCoV-
2-Homologous Sequences in Pangolin Lung Viromes. mSphere, May/June 2020 
Volume 5 Issue 3.
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Roujian Lu et al. 2020 - Genomic characterisation and epidemiology of 
2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor 
binding, 
Análise filogenética de genomas completos de 2019-nCoV e vírus representativos do gênero 
Betacoronavirus / 2019-nCoV = 2019 novo coronavírus. MERS-CoV = coronavírus da síndrome 
respiratória do Oriente Médio. SARS-CoV = coronavírus da síndrome respiratória aguda grave. Roujian
Lu et al. 2020 .
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Seria o 2019-nCoV ? = SARS-Cov-2
Mas, Será que o SARS-CoV2 foi criado em 
Laboratório??
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Análise do conjunto do genoma do SARS-CoV-2 indica que ele é muito relacionado
com o vírus RATG13, de morcegos (até 96%), indicando a existência de um
hipotético ancestral comum; parte do genoma relacionada com infecção em
humanos se assemelha à do vírus que atinge o pangolim (99%), mamífero
aparentado com o tatu, embora seja preciso analisar mais amostras recolhidas de
animais para determinar origem do SARS CoV-2.
Andersen, KG, Rambaut, A., Lipkin, WI et 
al. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med 26, 450-452 (2020)
Características da proteína Spike no SARS-CoV-2 humano e nos coronavírus
relacionados. Andersen, KG, Rambaut, A., Lipkin, WI et al. The proximal origin of 
SARS-CoV-2. Nat Med 26, 450-452 (2020).
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 Padrão estrutural das proteínas: 
ESTRUTURA TERCIÁRIA
Carboxipeptidase A
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Padrão estrutural das proteínas: 
ESTRUTURA QUATERNÁRIA
Gliceraldeído fosfato 
desidrogenase
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ESTRUTURA QUINTERNÁRIA
Citocromo C550
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Prof. Marcelo Andrade
 Para auxiliar a formação de moléculas protéicas
complexas e eliminar proteínas defeituosas existem as
moléculas Chaperones.
 Através das enzimas os genes controlam o metabolismo
celular. Ex: a enzima Alfa-1-antitripsina que é uma das
maiores proteínas conjugadas contidas no sangue, sendo
responsável pela proteção de tecidos hepáticos e
pulmonares contra a ação de elastases. O gene responsável
pela produção dessa enzima é o gene PI MM, que pode ter
como formas mutantes os alelos PiZZ e PiSS.
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AMINOÁCIDOS
A nomenclatura dos aminoácidos deve obedecer às regras
da IUPAC. Assim a numeração dos carbonos da cadeia
principal deve iniciar pelo grupo carboxila; ou então,
devemos nomear tais carbonos com letras gregas a partir do
carbono vizinho à carboxila.
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Características Físicas: Com relação aos a -aminoácidos,
podemos dizer que são todos compostos sólidos incolores,
sendo a maioria de sabor adocicado, alguns insípidos e
outros amargos. Com exceção da glicina, que é solúvel em
água, os demais apresentam solubilidade variável.
Analisando as fórmulas estruturais, percebemos que os a -
aminoácidos, com exceção da glicina, apresentam carbono
assimétrico; assim, esses compostos apresentam atividade óptica,
aparecendo quase sempre na forma levógira.
Obs: Os compostos que apresentam 
isômeria optica na forma levógira
desviam a luz polarizada para o lado 
esquerdo.
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Propriedades Químicas 
Os aminoácidos apresentam em sua molécula o grupo
carboxila (que lhes dá característica ácida) e o grupo
amino (que lhes dá característica básica). Desse modo,
quando em solução, ocorre interação intramolecular,
originando um "sal interno"
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Essa interação é comprovada pelo fato de os aminoácidos 
serem solúveis em água, insolúveis em solventes orgânicos e 
terem PF e PE altos (características dos sais). E explica o 
caráter anfótero dos aminoácidos, ou seja, eles reagem 
tanto em ácidos quanto em bases, produzindo sais :
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A Ala Alanina
B Asx Asparagina ou Aspartato
C Cis ouCys Cisteína
D Asp Aspartato (Ácido aspartico)
E Glu Glutamato (Ácido glutâmico)
F Fen ou Phe Fenilalanina
G Gli ou Gly Glicina
H His Histidina
I Ile Isoleucina
K Lis ou Lys Lisina
L Leu Leucina
M Met Metionina
N Asn Asparagina
P Pro Prolina
Q Gln Glutamina (Glutamida)
R Arg Arginina
S Ser Serina
T Tre ou Thr Treonina
V Val Valina
W Trp Triptofano (Triptofana)
Y Tir ou Tyr Tirosina
Z Glx Glutamina ou Glutamato
Símbolos 
dos AA
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PROTEÍNAS
As proteínas são compostos orgânicos de estrutura
complexa e massa molecular elevada(entre 15.000 e
20.000.000) e são sintetizadas pelos organismos vivos
através da condensação de um número grande de moléculas
de a -aminoácidos, através de ligações denominadas
ligações peptídicas. Essa estrutura foi esclarecida pelo
cientista Emil Fischer.
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As proteínas são substâncias sólidas, incolores, insolúveis
em solventes orgânicos, algumas são solúveis em água,
enquanto outras são solúveis ou em soluções aquosas
diluídas de sais, ou em soluções aquosas de ácidos, ou em
soluções aquosas de bases, produzindo sempre colóides.
Elas são essenciais para o funcionamento das células vivas
e, juntamente com os glicídios e lipídios, constituem a
alimentação básica dos animais. No organismo humano,
durante a digestão, elas se hidrolisam catalíticamente no
estômago sob a ação da pepsina (suco gástrico) e da
tripsina (suco pancreático) e no intestino (duodeno) sob a
ação da erepsina.
ESTRUTRURA
A estrutura primária se refere à seqüência de resíduos
dos aminoácidos no polipeptídeo. Uma variação na
sequência pode conduzir a uma proteína diferente, com
ação bioquímica diferente. Assim, por exemplo, embora a
oxitocina e a vasopressina (miniproteínas) difiram entre si
na sequência de apenas dois aminoácidos, a oxitocina
provoca as contrações uterinas enquanto a vasopressina
provoca um aumento da pressão sangüínea.
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A orientação espacial é vital para a função bioquímica de uma
proteína. Como as pontes de hidrogênio são ligações fracas, um
aquecimento pode provocar o rompimento dessas ligações, assim as
estruturas secundária e terciária se desfazem e com isso, a proteína
perde ou diminui a sua ação biológica. Esse fenômeno, geralmente
irreversível, é conhecido por desnaturação, que você pode perceber
facilmente aquecendo um ovo : antes do aquecimento ele é solúvel em
água; após o aquecimento ele se torna insolúvel na água.
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Principais Aminoácidos (NATURAIS E ARTIFICIAIS) 
ÁCIDO ASPÁRTICO: Ajuda na eliminação da amônia no organismo e a 
proteger o sistema nervoso central. 
ÁCIDO GLUTÂMICO: Acredita-se que aproximadamente a metade da 
composição de aminoácidos do cérebro é composta por ela.
Acredita-se também que o funcionamento normal do cérebro dependa 
do Ácido glutâmico por ser ele uma substância necessária para a 
saúde do sistema nervoso. 
ALANINA: A Alanina ajuda o corpo a utilizar o ácido pantotênico. 
AGININA: A arginina é vital para o funcionamento normal da glândula 
pituitária. Tomada antes de dormir, ela aumenta a produção do 
hormônio de crescimento. 
Ela ajuda na desintoxicação de resíduos venenosos e substâncias 
tóxicas. Também ajuda na recuperação de ferimentos. 
BCCA: Em cápsulas e comprimidos, trata-se de um complexo de três 
aminoácidos, tijolos que formam as proteínas, matéria-prima dos músculos. 
São eles: leucina, isoleucina e valina. Apesar de essênciais na construção 
da massa muscular, esses aminoácidos não são produzidos pelo corpo. 
CAFEÍNA NÃO É AMINOÁCIDO: Estimula o batimento cardíaco resultando 
numa aceleração da freqüência de respiração e aumento do metabolismo 
basal. 
É um poderoso estimulante, resultando num desgaste menor mais 
resistência durante os treinos. 
Em excesso causa insônia, inquietação ou batimento cardíaco exagerado. 
Bebidas energéticas: TAURINA !
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CISTEÍNA: A cisteína é a principal fonte de enxofre na dieta. Juntamente com 
outras substâncias, a cisteína ajuda na desintoxicação do corpo, aumenta a 
eficiência do processo de recuperação e a resistência a doenças. 
É importante também para o crescimento dos cabelos, unhas e recuperação 
da pele. 
FENILALANINA: É um aminoácido essencial que é obtido através da 
alimentação ou complementos, uma vez que não é produzida pelo corpo. 
É necessária à tireóide e aos vasos sangüíneos. 
Pesquisas revelam que tem efeitos antidepressivos devido a seu papel na 
formação de neurotransmissores, que positivamente contribuem para o bom 
humor, disposição e atenção. 
ALGUNS AMINOACIDOS CLINICAMENTE IMPORTANTES
Metionina – fonte de grupos metila para o metabolismo.
Glutamina – forma de armazenamento e transporte de
amonia. E precursora de purinas e pirimidinas
(bases nitrogenadas do RNA e DNA: Adenina, guanina,
citosina, uracila, timina). Adenina + ribose:
adenosina.
Fenilalanina – precursora da tirosina. Elevada na
fenilcetonuria.
Histidina – precursora da histamina (causa alergia).
Triptofano – Precursor da serotonina (sensacao de bem
estar).
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Como os aminoácidos agem no corpo
Uma vez penetrados na corrente sanguínea, os aminoácidos são
rapidamente transportados através do corpo. Um pequeno número deles é
utilizado imediatamente, dependendo das necessidades dos vários tecidos
nessa ocasião. Num intervalo de tempo equivalente a 10 minutos, todos os
aminoácidos são usados na síntese de proteína ou são armazenados.
O excesso de aminoácidos é utilizado como parte de energia ou estocado
na forma de gordura branca. Os aminoácidos são estocados
principalmente no fígado, mucosa intestinal, sangue ou no interior das
células na forma de proteínas intracelulares.
Imediatamente após os aminoácidos estarem na
corrente sanguínea, suas concentrações se elevam
discretamente, devido à rapidez com que são
utilizados ou estocados. Durante o período de um dia,
os aminoácidos são sistematicamente reconvocados
e transportados pelo sangue até os locais onde são
requisitados.
Várias gramas de proteínas são transportados a cada
hora na forma de aminoácidos circulantes. O
crescimento muscular depende da eficiência com que
os aminoácidos atingem os tecidos que necessitam
deles. (ativ. Fisica)
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ENZIMAS
são proteínas complexas (heteroproteínas ou proteínas
derivadas) que atuam como catalisadores nos processos
biológicos. Assim, as reações que ocorrem nos
organismos vivos são catalisadas pelas enzimas. Em
muitos casos, as enzimas intracelulares ou
endoenzimas. Em outros casos, atuam fora da célula em
que são produzidas, daí serem chamadas de enzimas
extracelulares ou exoenzimas.
http://www.moodle.ufba.br/file.php/10727/Bioquimica_I/Aulas/Aula_20/BBQ1_20_02.swf
são compostos facilmente destruídos ou modificados pelo 
calor ( temperatura acima de 70ºC ), por agitação intensa, 
por ondas ultravioleta e ultra-sonoras, por substâncias 
como o cianeto de sódio, o fluoreto de sódio, traços de 
metais pesados, ácidos ou bases, etc.
Quanto à ação, a teoria mais aceita é a de que a enzima e 
a substância sobre a qual vai agir (chamada substrato) 
formam um composto intermediário que, posteriormente, 
sofre um desdobramento, regenerando a enzima a ação 
catalítica da enzima .
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Elas são catalisadores altamente específicos, ou seja, para 
cada substrato devem existir poucas (ou apenas uma) 
enzimas. A nomenclatura é feita a partir do nome do substrato 
sobre o qual a enzima atua, seguido da terminação ase. Por 
exemplo : urease, que catalisa a hidrólise da uréia; maltase, 
que catalisa a hidrólise da maltose.
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CLASSIFICAÇÃO DAS ENZIMAS
- Enzimas óxido-redutases: aquelas que catalisam reações
de óxido redução – transferência de elétrons.
- Enzimas Transferases: aquelas que catalisam a
transferência entre grupos de moléculas, p ex. as quinases
- Enzimas Hidrolases: São aquelas enzimas que se
associam a moléculas de água para promoverem a quebra
das ligações covalentes, como as Peptidases.
- Enzimas Liases: catalisam a remoção não-hidrolítica de
grupos, formando ligações duplas entre os compostos
gerados.
- Isomerases: responsáveis por mediar a conversão de
substâncias isoméricas, sejam eles geométricos ou
ópticos, como as Epimerases
- Enzimas Ligases: catalisam a formação de uma ligação
química por condensação
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▪ A nomenclatura é feita a partir do nome do substrato sobre
o qual a enzima atua, seguido da terminação ase. Por
exemplo : urease, que catalisa a hidrólise da uréia; maltase,
que catalisa a hidrólise da maltose.
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ESTRUTURAS BÁSICAS
Quiralidade dos
aminoácidos Ligações peptídicas
Enantiomêros 
MODELOS TRIDIMENSIONAIS
Serina Glutamina 
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ALGUNS AMINOÁCIDOS 
MODIFICADOS
TIPOS DE FOLHAS BETA PREGUEADA
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FORÇAS DE LIGAÇÃO INTRA -
MOLECULARES
FORÇAS INTRA – MOLECULARES 
NAS PROTEÍNAS
Pontes de hidrogênio
Forças de van der Waals
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MOTIVOS NA ESTRUTURA PROTEICA
a) Motivo a;
b) Grampo ;
c) Motivo a;
d) Barril .
MÉTODOS BÁSICOS DE ESTUDO
DAS PROTEÍNAS
Precipitação
(ácida, salting out) Diálise
CONCENTRAÇÃO
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CENTRIFUGAÇÃO DIFERENCIAL
Gradientes utilizados:
1) Sacarose;
2) Cloreto de césio;
3) Cloreto de
guanidina;
4) Ficoll®.
CROMATOGRAFIA DE TROCA IÔNICA
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DETERMINAÇÃO DO PONTO 
ISOELÉTRICO
CROMATOGRAFIA DE FILTRAÇÃO EM
GEL
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CROMATOGRAFIA DE AFINIDADE
Esquema de purificação de 
uma enzima ligadora de timina
ESQUEMA DE ELETROFORESE EM GEL 
DE POLIACRILAMIDA (SDS-PAGE)
Esquema de execução do SDS - PAGE
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ELETROFORESE EM SDS - PAGE
PROTEÔMICA
Eletroforese 2D
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DETERMINAÇÃO DA ESTRUTURA 
DAS PROTEÍNAS
Digestão enzimática
Sítios de digestão de algumas enzimas:
- Tripsina Lys/Arg -- X
- Quimotripsina Phe/Trp/Tyr – X
- Protease V8 Glu – X
Sítios de digestão de algumas substâncias químicas:
-Brometo de cianogênio Met – X
- 2 – Nitro 5 - Tiocianobenzeno X -- Cys
DETERMINAÇÃO DE PONTES 
DISSULFETO
Hidrólise ácida Mercaptoetanol 
Bloqueio das cisteínas
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DETERMINAÇÃO DA ESTRUTURAS
TRIDIMENSIONAISc
Ressonância magnética 
nuclear (RMN)
CRISTALIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
a) Azurina de P.
aeruginosa;
b) Flavodoxina de D.
vulgaris;
c) Rubredoxina de C.
pausteurianum;
d) Miohemeritina de
S. funafuti;
e) Hemoglobina de
lampréia;
f) Bacterioclorofila.
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DIFRAÇÃO DE RAIOS X
Fotografia de um 
padrão de raios X
Mapa de densidade 
eletrônica de uma ptn
MUDANÇA DE CONFORMAÇÃO
INDUZIDA POR O2
Hemoglobina livre Hemoglobina oxigenada
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RESUMO
1) As proteínas são as estruturas responsáveis pelas
reações bioquímicas;
2) A variedade de proteínas encontradas num
determinado organismo pode ser mesmo maior que o
número de genes da mesma espécie – splicings,
glicosilações, modificações não covalentes, etc;
3) As proteínas podem servir como catalisadores
biológicos, aumentando a velocidade das reações
necessárias para manutenção da vida;
4) Algumas destas enzimas necessitam de moléculas
assesórias (coenzimas) ou íons (co-fatores) para
desempenharem suas funções. Contudo a estrutura
química de cada uma delas é apropriada para sua
função.