Enzimas e Cinética Enzimática

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Enzimas e Cinética Enzimática
· Enzimas atuam como catalisadores biológicos
Propriedades Gerais das Enzimas
· Velocidade de reações rápidas
· Condições de reações mais brandas quando comparadas com catalisadores químicos
· A Estrutura da enzima não se altera como resultado da catálise
· Especificidade quanto ao substrato (Substância consumida na reação catalisada) e á reação
· Capacidade de Regulação (controle importante biológico)
Especificidade e seletividade da reação
· Existem muitas possibilidades de reação
· As enzimas fazem a desejada mais favorável
· Ela consegue diferenciar enantiômeros
· Não basta apenas se ligar a enzima e sim sofrer a reação da enzima
· As forças não covalentes por meio das quais os substratos e outras moléculas se ligam ás enzimas são similares em caráter ás forças que regem a conformação das próprias proteínas
· A enzima é capaz de reconhecer apenas uma orientação específica de uma molécula
· A estrutura 3ª cria uma região que tem as dimensões moleculares e propriedades que são complementares a regiões da estrutura do substrato (um sítio de ligação ou sítio ativo)
QUASE TODAS AS ENZIMAS QUE CONHECEMOS SÃO PROTEÍNAS MAS EXISTE A RIBOSINAQUE SÃO RNA COM ATIVIDADE CATALÍTICA
Cofatores
· Moléculas pequenas que auxiliam a catálise (metais e/ou moléculas orgânicas
· Um cofator pode ser um íon inorgânico ou uma molécula organiza ou metalorgânica complexa (coenzima)
UM ÍON METÁLICO OU UMA COENZIMA LIGADA COVALENTEMENTE A UMA PROTEÍNA É CHAMADA DE GRUPO PROSTÉTICO
· Uma enzima com o seu cofator é chamada de holoenzima
· A parte proteica da holoenzima é chamada de apoenzima ou apoproteína
CATALISADORES AUMENTAM AS VELOCIDADES DAS REAÇÕES POR REDUZIREM A ENERGIA DE ATIVAÇÃO MAS NÃO AFETAM OS ASPECTOS TERMODINÂMICOS
As enzimas, catalisadores biológicos, fornecem um ambiente especifico no qual uma dada reação é energeticamente mais favorável. A reação ocorre dentro de bolsões na enzima chamados de sítio ativo. A molécula que é ligada pelo sítio ativo e modificada pela enzima é chamada de substrato
Cinética Enzimática
· A cinética enzimática estuda a velocidade na qual uma enzima catalisa a conversão de um determinado substrato em produto
· O conhecimento de parâmetros cinéticos de uma enzina é importante na compreensão da função biológica e do mecanismo de reação
· Ainda caso a enzima seja um importante alvo farmacológico os dados cinéticos podem auxiliar no desenvolvimento de um novo fármaco
· A medida que aumentamos a concentração de S, aumentamos a concentração de E-S e mais alta é a velocidade de reação do produto.
· Quando a velocidade não muda mais, no caso todas as enzimas estariam saturadas, temos a velocidade máxima.
· Quando [S] = Km, a velocidade inicial Vo= Vmax/2
· Portanto se uma enzima tiver um valor pequeno de Km, ela atingira a máxima eficiência catalítica em baixas concentrações de substrato
· Kcat é o número de renovação ( Vmax/[E]) é o número de moléculas de substrato transformado em produto por uma molécula de enzima na unidade de tempo quando a enzima está totalmente saturada com o substrato
· A razão entre o Kcat e Km é o melhor parâmetro cinético para comparação de eficiência catalítica
· A Velocidade de reação depende da energia de ativação: a quantidade de energia necessária para levar os reagentes ao estado de transição que é o nível de energia necessária e arranjo correto dos átomos para produzir os produtos.
· A diferença entre a energia dos reagentes (estado inicial) e a dos produtos (estado final) de uma reação é a variação de energia livre. Se uma reação será favorável ou não depende dessa variação 
· A energia de ligação é a principal fonte de energia utilizada para diminuir a energia de ativação das reações, ela deriva da interação E-
Inibição Enzimática
· Inibidores irreversíveis ligam-se covalentemente no sitio da enzima inativando-a, eles ajudam a identificar resíduos de aminoácidos importantes para a atividade enzimática
· Inibição reversível consegue se ligar e desligar da enzima em função das suas concentrações e do lugar onde vai ligar.
· Competitiva compete com o substrato pelo sitio ativo
· Mista ou Incompetitiva liga-se a um sitio diferente do sitio do substrato e mesmo assim irá impedir a ação da enzima
· Na inibição competitiva a estrutura dos inibidores é parecida com a dos substratos (Km aparente aumenta, Vmax não muda)
· Na inibição Incompetitiva o inibidor não bloqueia a ligação do substrato e a enzima fica inativa quando o inibidor está ligado, a ligação do inibidor ocorre após a formação do complexo ES (Vmáx diminui, Km alterado)
· Na mista a ligação do inibidor ocorre independente da ligação do substrato.
Formas de controle da atividade enzimática
1. Controle da concentração da enzima: a velocidade da reação depende da concentração de E
1. Compartimentalização/formas múltiplas de enzima: Enzimas que estão em diferentes locais que atuam com cinéticas diferentes nesses diferentes locais. (isoenzimas)
1. Modificação covalente reversível: adição de grupos que podem ser adicionados ou retirados alterando sua conformação, não acontece no sitio ativo
1. Ativação por proteólise: enzima sintetizada numa forma inativa e após clivagem de pedaços dela ela fica ativa
1. Controle alostérico: ligação de compostos que vão modular a velocidade da reação