Estudo Dirigido - Bioquímica - Enzimas - Cinética Enzimática

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UFCSPA MAIRON MATEUS MACHADO 
CURSO DE MEDICINA 
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA 
 
Estudo Dirigido: Cinética Enzimática 
1. A atividade enzimática pode ser medida pela velocidade da reação enzimática. Como 
podemos medir a velocidade da reação catalisada por enzima? 
O que se quer obter é a velocidade inicial da reação, quando se acaba de combinar a enzima 
e o substrato, e a enzima catalisa a reação o mais rápido possível para aquela concentração 
específica de substrato (posteriormente a velocidade de reação diminuirá para zero conforme o 
substrato vai sendo utilizado). Portanto, deve-se medir a quantidade de produto produzido por 
unidade de tempo bem no começo da reação, quando a concentração do produto está crescendo 
linearmente. Esse valor, a quantidade de produto produzido por unidade de tempo no início da 
reação, é chamado de velocidade inicial, ou , para aquela concentração. 
 
2. A atividade enzimática é influenciada por vários fatores. Explique a influência dos fatores 
relacionados abaixo e represente graficamente cada caso: 
a) pH 
O pH tem grande influência na atividade enzimática, 
havendo um pH ótimo de funcionamento para cada enzima. 
Quanto mais próximo ao pH ótimo, maior a atividade 
enzimática. Quanto mais distante, menor. 
 
b) temperatura 
A temperatura tem grande importância na atividade 
enzimática. Conforme a temperatura aumenta, ocorre ativação 
térmica e, portanto, maior atividade enzimática até atingir o ponto 
ótimo. Temperaturas superiores ao ponto ótimo da enzima são 
capazes de desnaturá-la, fazendo com que ela deixe de exercer sua 
função. A temperatura ótima varia de acordo com a enzima em 
questão. 
 
c) concentração de enzima 
Quanto mais substrato é adicionado, mais rápida é a reação, 
até que é atingido um limite de saturação e a velocidade da reação 
permanece constante. Isso ocorre devido a saturação dos sítios 
ativos das enzimas presentes, uma vez que estes sítios ativos 
estejam ocupados, não pode ocorrer a reação, não importando 
quanto substrato seja adicionado. A adição de substrato somente 
irá aumentar a velocidade de reação enquanto houver sítios ativos 
disponíveis. 
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3. Em relação à influência da concentração de substrato sobre a velocidade da reação 
enzimática, explique quando a reação será de primeira ordem e quando será de ordem 
zero. 
• Em baixas concentrações de substrato a velocidade de reação é de primeira ordem — 
isto é, é proporcional a concentração de substrato; 
• Em altas concentrações de substrato, a velocidade da reação é de ordem zero – isto 
é, é constante e independente da concentração de substrato. 
 
4. A atividade enzimática depende do poder catalítico da enzima. Explique. 
O poder catalítico de uma enzima é a capacidade da enzima 
de transformar o substrato ligado ao complexo ES em produto 
por unidade de tempo — ES → E + P. Dessa forma, com um alto 
poder catalítico, a atividade enzimática é intensa. 
 
5. A atividade enzimática depende afinidade da enzima pelo substrato, ou seja, a maior ou 
menor capacidade da enzima de se ligar ao substrato. A constante de Michaelis, Km, 
reflete essa da enzima pelo seu substrato. Em relação às características do Km, quais as 
afirmativas são verdadeiras: 
 
 
 
 
 
a) O Km é característico da enzima e de seu substrato específico. 
Sim, o Km é específico para cada enzima. 
 
b) O Km não varia com a concentração da enzima. 
Sim, o Km não varia com a concentração da enzima. 
 
c) O Km é numericamente igual à concentração de substrato em que a velocidade é ½ da 
Velocidade máxima da reação. 
Se Km=[S] — de acordo com a explicação matemática de Michaelis e Menten — e, 
numericamente, Km pode ser expresso como a [substrato] necessária para que a 
velocidade da reação seja metade da velocidade máxima, então, sim, Km = [S] ½ Vmax. 
 
6. A enzima fictícia “E” possui especificidade relativa, podendo agir sobre dois substratos: S1 
e S2. Ela age sobre eles com afinidades diferentes. O Km para o substrato S1 (Km1) é 
maior do que o Km para o substrato S2 (Km2). Com qual subtrato a enzima E possui maior 
afinidade? 
Estabilidade do complexo ES pode ser expressa pela relação 
entre as velocidades de dissociação e de formação do complexo 
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Quando a [S] é muito 
maior que Km a velocidade 
da reação é constante e 
igual a Vmax Reação é de 
ORDEM ZERO 
Quando a [S] for menor 
que o Km (até atingir a 
saturação da enzima) a 
velocidade da reação é 
proporcional à [S] Reação 
de 1 a ORDEM 
V
el
o
ci
d
ad
e 
d
a 
re
aç
ão
 
Como Km2 é menor que Km1, significa que, para atingir a metade da 
velocidade máxima, com o substrato 1, é necessária uma menor [S]. Dessa 
forma, como Km1 é maior, significa que S2 precisa estar mais concentrado 
para atingir a mesma velocidade. 
[S] 
A enzima possui maior afinidade com o conjunto que apresenta menor Km, ou seja, para o 
conjunto que necessita uma menor concentração de substrato para atingir a metade da 
velocidade máxima. Dessa forma, o Km2, sendo menor que o Km1, indica que a enzima E possui 
maior afinidade pelo substrato S2. 
 
7. Represente a situação anterior graficamente: 
a) Gráfico da hipérbole 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Gráfico de Lineweaver-Burk (Duplo-recíproco) 
Lineweaver e Burke foram os responsáveis por essa demonstração. É obtida tomando-se o 
inverso da equação. 
 
8. O que são enzimas alostéricas? 
As enzimas de Michaelis-Menten — as enzimas vistas até aqui — são diferentes das 
enzimas alostéricas. Enzimas alostéricas têm, tipicamente, múltiplos sítios ativos e geralmente 
apresentam cooperatividade, o que significa que a ligação de um substrato a um sítio ativo 
aumenta a habilidade de outros sítios ativos ligarem-se e processarem substratos. Enzimas 
alostéricas são enzimas que contém uma região separada daquela em que se liga o substrato, na 
qual pequenas moléculas regulatórias podem se ligar e modificar a atividade catalítica destas 
enzimas. As modificações no sítio catalítico podem diminuir ou acelerar a velocidade da reação. 
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9. O que é sítio alostérico? 
Sítio em uma enzima que ao ligar-se a um modulador, leva a enzima a sofrer uma 
mudança conformacional que pode alterar as propriedades catalíticas ou de ligação da enzima. 
Geralmente, é nos sítios alostéricos que os inibidores irão se ligar para comprometer a atividade 
enzimática. 
 
10. Qual o efeito da ligação do modulador alostérico positivo sobre a conformação e função a 
enzima alostérica? 
Rompe o equilíbrio em favor da forma R — relaxada — da proteína. 
 
11. E qual o efeito da ligação do modulador negativo? 
Rompe o equilíbrio em favor da forma T — tensa — da proteína. 
 
12. Enzimas alostéricas não seguem a cinética Micheliniana. Explique. 
Enzimas cooperativas são mais sensíveis em sua resposta a mudanças nas 
concentrações do substrato que outras enzimas e apresentam uma transição "do tipo 
interruptor" da taxa de reação baixa para alta à medida que a concentração do substrato 
aumenta. Isso corresponde a uma curva velocidade vs. substrato que tem o formato de S, como 
representado abaixo.