AULA 4 - ENZIMAS (1)

Prévia do material em texto

ENZIMAS
Docente: Nut. Aline Ozana de Souza
VISÃO GERAL
Praticamente todas as reações no organismo são mediadas por
enzimas.
Canalizam reagentes (substratos) para rotas úteis.
Comandam todos os eventos metabólicos.
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS
As enzimas são proteínas especializadas em catalisar reações
biológicas, ou seja, aumentam a velocidade de uma reação
química sem interferir no processo.
“Toda enzima é uma proteína, mas 
nem toda proteína é uma enzima”.
Com exceção de um grupo de 
moléculas de RNA com atividade 
enzimática.
http://www.infoescola.com/biologia/rna/
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS
1. Eficiência catalítica maior que os catalisadores químicos;
2. Alto grau de especificidade pelo substrato;
3. Funcionam em soluções aquosas;
4. Atuam em condições suaves de t° e pH;
5. Aparecem com estrutura inalterada ao final da reação;
6. Não alteram o equilíbrio químico das reações, apenas o
aceleram;
7. Atuam em quantidades mínimas.
IMPORTÂNCIA
 Em algumas doenças = deficiência ou ausência total de
uma ou mais enzimas. Ex: fenilcetonúria (fenilalanina
hidroxilase);
 Condições anormais = atividade excessiva de uma enzima;
 Diagnóstico de várias doenças;
 Muitos fármacos exercem seu efeito biológico por meio de
interações com as enzimas.
IMPORTÂNCIA
Exemplos de doenças que podem ser diagnosticadas e
acompanhadas enzimaticamente são:
• Infarto Agudo do Miocárdio (Creatina quinase, Lactato
desidrogenase)
• Hepatite (Transaminases: ALT, AST)
• Pancreatite (Amilase, Lipase)
• Câncer de próstata (Fosfatase ácida prostática)
NOMECLATURA
Muitas enzimas são nomeadas pela adição do sufixo “ase”
ao nome do seu substrato, ou à palavra ou frase que
descreve sua atividade:
-DNA polimerase = catalisa a polimerização dos nucleotídeos
para formar o DNA;
- Urease = catalisa a hidrólise da uréia
REAÇÃO ENZIMÁTICA
10 milhões de 
vezes mais 
rápidas
REAÇÃO ENZIMÁTICA
A velocidade com que uma reação enzimática ocorre é
diretamente proporcional ao número de moléculas de
substrato que atingem o estado de transição (substrato =
produto)
REAÇÃO ENZIMÁTICA
SÍTIOS ATIVOS
-Região específica, em forma de fenda
-Contém cadeias laterais de aminoácidos que participam da
ligação com o substrato e da catálise
REAÇÃO ENZIMÁTICA
Mecanismos de especificidade
Modelo chave e fechadura: o sítio ativo da enzima e seu substrato
tem formatos que se completam.
Encaixe induzido: Enzimas e substrato que não tem o encaixe
certo, a enzima sofre uma conformação e forma o estado de
transição, formando depois um novo encaixe.
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
HALOENZIMAS E APOENZIMAS
-As enzimas podem ser proteínas simples, ou seja, formadas
apenas por proteínas.
-Quando a enzima é ligada a um grupo não proteico, (cofator), a
parte proteica é chamada de apoenzima.
Normalmente esse cofator 
é um íon metálico. Quando 
o cofator é uma molécula 
orgânica, ele é chamado de 
coenzima. 
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
As coenzimas são frequentemente derivadas de vitaminas:
 Niacina = NAD, NADP, NADH, NADPH
 Riboflavina = FAD, FMN, FADH2, FMNH2
 Tiamina = tiamina pirofosfato (TPP)
 Ácido pantotênico = CoA
 Piridoxina = piridoxal fosfato (PLP)
 Cobalamina = coenzima B12
 Ácido fólico = THF
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
-A holoenzima é a união de um cofator e uma apoenzima.
-Tanto a apoenzima como o cofator são inativos quando estão
separados, tornando-se ativos na holoenzima.
Uma coenzima que 
está covalentemente ligada à 
parte proteica da enzima é 
chamada de grupo prostético.
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
REGULAÇÃO
1. Controle da disponibilidade de enzimas exercido sobre
sua velocidades de síntese e de degradação.
2. Mudanças estruturais da molécula enzimática e que
resultam em alterações da velocidade de catálise.
Em alguns sistemas multienzimáticos, a enzima reguladora
é inibida pelo produto final da via sempre que a sua
concentração exceder as necessidades celulares
O primeiro passo para a conversão da 
treonina em isoleucina é catalisado pela 
enzima treonina desaminase.
A atividade desta enzima é inibida pelo 
acúmulo de isoleucina, o produto final
CARACTERÍSTICAS DAS 
ENZIMAS
CLASSIFICAÇÃO
1. Oxidoredutases
2. Transferases
3. Hidrolases
4. Liases
5. Isomerases
6. Ligases
CLASSIFICAÇÃO
1. Oxidoredutases: reações de oxidação-redução ou
transferência de elétrons
Ex: Desidrogenases e Oxidases
CLASSIFICAÇÃO
2.Transferases: transferência de grupos funcionais.
Ex. Quinases e Transaminases
CLASSIFICAÇÃO
3.Hidrolases: reações de hidrólise 
Ex. Peptidases
CLASSIFICAÇÃO
4. Liases: Atuam na remoção de molécula de água, gás carbônico
e amônia, a partir da ruptura de ligações covalentes
Ex. Desidratases e Descarboxilases
CLASSIFICAÇÃO
5.Isomerases: isomerizações
Ex. Epimerases
Converte formas cis e trans
CLASSIFICAÇÃO
6.Ligases: formação de ligações
Sintetases
Combina dois grupos
CINÉTICA DA CATÁLISE ENZIMÁTICA 
A cinética enzimática é a parte da Enzimologia que estuda a
velocidade das reações enzimáticas bem como os fatores
que a influenciam:
1. Temperatura
2. pH
3. Cofatores
4. Inibidores
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Cinética enzimática é o estudo das velocidades das reações
catalisadas por enzimas.
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Km, menor a afinidade da 
enzima pelo substrato
Isto é, mais substrato é 
necessário para atingir a 
metade da velocidade 
máxima.
O Km é equivalente a concentração do substrato necessária para atingir a
metade da velocidade máxima da reação (Vmax) e indica a afinidade da
enzima pelo substrato.
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Como saber a Velocidade máxima?
Cada enzima produz 1 produto a cada minuto!
?
CINÉTICA ENZIMÁTICA
A Velocidade máxima depende da quantidade de enzima e
substrato.
PONTO DE SATURAÇÃO
Quanto maior a quantidade de substrato, maior a
velocidade inicial da reação, até que a concentração do
substrato satura, mantendo-se a velocidade máxima
constante.
Enzima Substrato Km (mM)
Catalase H2O2 25
Hoxoquinase Glicose
Frutose
0,15
1,5
Quimiotripsina N-benzoltirosinamida
N-formiltirosinamida
N-acetiltirosianamida
Gliciltirosinamida
2,5
12,0
32
122
Anidrase carbônica HCO3
- 9,0
Glutamato desidrogenase Glutamato
a-cetoglutarato
NH4
+
NADox
NADred
0,12
2,0
57
0,025
0,018
Aspartato
amininotransferase
Aspartato
a-cetoglutarato
Oxalacetato
Glutamato
0,9
0,1
0,04
4,0
FATORES QUE INTERFEREM NAS 
REAÇÕES ENZIMÁTICAS
TEMPERATURA
◦ As enzimas apresentam uma temperatura ótima para a catálise de
suas reações.
◦ O pequeno aumento da temperatura em geral favorece a reação
enzimática.
◦ Geralmente acima de 50ºC a atividade da enzima cai pois a
proteína é desnaturada.
FATORES QUE INTERFEREM NAS 
REAÇÕES ENZIMÁTICAS
pH
◦ As enzimas têm um pH ótimo ou uma região de pH ótimo 
no qual sua atividade é máxima.
Exemplos:
•Pepsina (digere proteínas) tem pH ótimo em torno de 
1,6 – pH do estômago é de 1-2.
•Glicose-6-fosfatase (libera glicose do fígado para o 
sangue) tem pH ótimo em torno de 7,8.
FATORES QUE INTERFEREM NAS 
REAÇÕES ENZIMÁTICAS
COFATORES
 Para alguns tipos de processos biológicos, apenas a cadeia
proteica não é suficiente.
 Os cofatores são geralmente
estáveis em temperatura alta.
 Quase 1/3 das enzimas
conhecidas requerem um
cofator para sua atividade
INIBIDORES (REVERSÍVEIS E IRREVERSÍVEIS)
Reversíveis (competitivos e não competitivos)
- Competitivos: se assemelham ao substrato e, portanto, ocupam
o sítio ativo. A ligação do inibidor não permite que o substrato se
ligue ao sítio ativo da enzima.
Se aumentarmos a concentração de 
substrato, podemos "reverter" esse 
quadro inibitório.
FATORES QUE INTERFEREM NAS 
REAÇÕES ENZIMÁTICAS
- Não competitivos: não se assemelham ao substrato e, portanto,
ocupam um sítio diferente do sítio ativo. A ligação do inibidor
permite que o substrato se ligue ao sítio ativo da enzima, como
mostra o esquema abaixo, mas não ocorre reação com formação
de produto:
FATORES QUE INTERFEREM NAS 
REAÇÕESENZIMÁTICAS
-IRREVERSÍVEIS
- O inibidor se combina permanentemente com a enzima,
inativando-a ou destruindo-a.
- Alguns inibidores irreversíveis são VENENOS, como é o caso
de inseticidas organofosforados e carbamatos que inibem a
acetilcolinesterase. Essa enzima hidrolisa a acetilcolina do
cérebro.
APLICAÇÕES