Estudo Dirigido - Bioquímica - Enzimas - Nomenclatura, Classificação e Propriedades

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UFCSPA MAIRON MATEUS MACHADO 
CURSO DE MEDICINA 
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA 
 
Estudo Dirigido Enzimas: Nomenclatura, Classificação e 
Propriedades 
1. O que são enzimas? 
Enzimas são grupos de substâncias orgânicas de natureza normalmente proteica 
(existem também enzimas constituídas de RNA, as ribozimas), com atividade intra ou 
extracelular que têm funções catalisadoras, catalisando reações químicas que, sem a sua 
presença, dificilmente aconteceriam. 
 
2. As enzimas são classificadas de acordo com o tipo de reação que podem catalisar. 
Comente e exemplifique. 
Classe 1 
Oxirredutase
s 
Catalisam reações de oxirredução, transferindo elétrons, 
hidretos (H-) ou prótons (H+). 
Classe 2 Transferases Transferem grupos químicos entre moléculas. 
Classe 3 Hidrolases 
Utilizam a água como receptor de grupos funcionais de 
outras moléculas. 
Classe 4 Liases 
Formam ou destroem ligações duplas, respectivamente 
retirando ou adicionando grupos funcionais. 
Classe 5 Isomerases Transformam uma molécula num isómero. 
Classe 6 Ligases 
Formam ligações químicas por reacções de condensação, 
consumindo energia sob a forma de ATP. 
Classe 7 Translocases 
Catalisam o movimento de íons e moléculas entre 
membranas. 
 
3. O que é substrato? 
Molécula sobre a qual atua uma enzima. Uma enzima atua sobre o substrato, 
combinando-se com ele e ativando-se de tal modo que o substrato sofre uma alteração química 
posterior, ao mesmo tempo que deixa de se combinar com a enzima. Por esta razão, a enzima 
não se consome na reação, e no fim desta está novamente livre para atuar sobre mais substrato. 
 
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4. O que é complexo enzima-substrato? Quando ele se forma e quando se desfaz? 
É o conjunto formado por uma enzima específica e um substrato específico. Para cada 
enzima há um substrato específico, ou seja, o substrato que se "encaixa" em uma determinada 
enzima não se "encaixa" em outra. 
 
Quando as enzimas interagem com os substratos, forma-se, temporariamente, o 
chamado complexo enzima-substrato. Assim que ocorre a reação química com os substratos, 
desfaz-se o complexo enzima-substrato. Liberam-se os produtos e a enzima volta a atrair novos 
substratos para a formação de outros complexos. 
 
5. O que é sítio ou centro ativo ou catalítico? Qual a sua 
importância para a catálise enzimática? 
O sítio ativo ou centro ativo é a pequena região de uma 
enzima onde ocorrerá uma reação química. 
As enzimas são muito específicas para os seus substratos. 
Esta especificidade se deve à existência, na superfície da enzima, de 
um local denominado sítio de ligação do substrato. O sítio de ligação 
do substrato de uma enzima é um arranjo tridimensional de 
aminoácidos de uma determinada região da molécula, geralmente 
complementar à molécula do substrato, e ideal espacial e 
eletricamente para a ligação dele. O sítio de ligação do substrato é 
capaz de reconhecer inclusive isômeros óticos "D" e "L" de um 
mesmo composto. Este sítio pode conter um segundo sítio, 
chamado sítio catalítico ou sítio ativo, ou estar próximo dele; é 
neste sítio ativo que ocorre a reação enzimática. 
A presença do sítio ativo é importante pois, como as 
enzimas são altamente específicas para determinados substratos, 
faz com que as enzimas se liguem com o substrato correto, 
fazendo com que a reação ideal ocorra. 
 
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6. Explique a propriedade de eficiência catalítica. 
Basicamente, enzimas são catalizadores capazes de aumentar enormemente a 
velocidade de reações químicas específicas sem serem consumidos no processo. 
 
7. O que é número de renovação? 
O número de renovação é o número máximo de mols de substrato que podem ser em 
produto por mol de enzima em uma unidade de tempo. 
 
8. Comente sobre a especificidade das enzimas. 
As enzimas são altamente específicas, o que significa que cada uma age como 
catalisadora biológica de apenas uma reação. Isso ocorre porque a enzima possui um centro ativo 
que se combina com o composto que irá sofrer a ação enzimática. Esse composto é chamado 
de substrato. É como se a enzima fosse a chave de uma fechadura (substrato). 
 
9. O que é grupo prostético? 
Um grupo prostético é um componente de natureza não-proteica de proteínas 
conjugadas que é essencial para a atividade biológica dessas proteínas. 
 
10. O que são coenzimas e cofatores? Todas as enzimas necessitam de cofatores ou 
coenzimas para funcionarem? Justifique. 
• Cofatores são substâncias, inorgânicas ou orgânicas, indispensáveis para o 
funcionamento das enzimas. Os cofatores orgânicos são chamados de coenzimas; 
• Coenzimas são moléculas metalorgânicas ou orgânicas que, juntamente com as 
enzimas, têm função catalítica (sendo necessária ao funcionamento dela). As 
coenzimas têm como característica o fato possuírem, entre si, ligações fracas. Após a 
catálise ela se desligam das enzimas. 
o Principais coenzimas: vitaminas, que são substâncias orgânicas exógenas, de 
natureza química variável, necessárias em pequenas quantidades. 
Muitas enzimas não necessitam de cofatores ou coenzimas para serem ativas. Outras 
necessitam da presença de ambos para que ocorra a catálise enzimática. 
 
Onde [Et] é a concentração total de 
enzima. 
 
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11. O que são holoenzimas e 
apoenzimas? 
• Apoenzima: a fração proteica de 
uma enzima — na a ausência do seu 
cofator ou coenzima; 
• Holoenzima: enzima + cofator e/ou 
coenzima. 
 
 
 
12. Por que as diferentes enzimas se localizam em diferentes ambientes dentro da célula? 
Muitas enzimas estão localizadas em organelas específicas dentro das células. Isso 
garante o meio favorável para a reação e organiza as milhares de enzimas presentes nas células 
dentro de vias definidas. 
 
13. Há duas perspectivas para explicar como as enzimas funcionam. Comente cada uma delas 
(não esqueça de abordar energia de ativação, estado de transição, energia de ligação e o 
modelo encaixe induzido). 
• Alterações de energia que ocorrem durante a reação: 
o Reações químicas têm uma barreira de energia separando reagentes e produtos 
denominada Energia de ativação que representa a diferença de energia dos 
reagentes e aquela do intermediário de alta energia que ocorre durante a formação 
do produto. Uma enzima permite que uma reação ocorra mais rapidamente nas 
condições normais da célula, oferecendo uma rota alternativa, com uma menor 
energia livre de ativação. 
• Química do sítio ativo: 
o O sítio ativo não é um receptáculo passivo para a ligação do substrato. Emprega 
uma diversidade de mecanismos químicos para facilitar a conversão de substrato 
em produto. 
▪ Estabiliza o estado de transição: 
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• O sítio ativo, em geral, atua como um 
molde flexível que se liga ao 
substrato em uma estrutura 
geométrica similar ao estado de 
transição ativado da molécula; 
▪ Pode fornecer grupos catalíticos que 
aumentem a probabilidade de se formar o 
estado de transição: 
• Em algumas enzimas estes grupos 
podem participar de uma catálise 
ácido/básica geral na qual resíduos de 
aminoácidos doam ou aceitam 
prótons em outras a catálise podeenvolver a formação transitória de 
um complexo covalente enzima-substrato (ES). 
o Ligação da Enzima ao Substrato → 2 modelos propostos: chave-fechadura e 
encaixe induzido: 
▪ Chave-fechadura: o complexo enzima-substrato obedeceria a um modelo 
“chave-fechadura”. A especificidade da enzima se dá pelo fato de o sítio 
ativo ter um formato complementar ao seu substrato, promovendo um 
encaixe perfeito, como uma chave que encaixa em determinada fechadura; 
▪ Encaixe induzido: há casos em que tanto enzima quanto substrato 
apresentam certa plasticidade e podem mudar sua configuração. Dessa 
forma, um se adapta ao outro para uma melhor ligação.