Aula 04 - Enzimas (2019_07_12 12_52_12 UTC)

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Enzimas
Prof.ª MScª Acidália Carine Vieira Santos
O que é preciso para ocorrer a vida?
O organismo deve ser capaz de se 
autorreplicar e deve ser capaz de 
catalisar reações químicas com eficiência 
e seletividade.
Enzimas
• São macromoléculas responsáveis pela catalise ( aumentam a velocidade das 
reações) 
• A velocidade é maior do que os catalisadores sintéticos ou inorgânicos.
• Alto grau de especificidade para os seus respectivos substratos
• Atuam em soluções aquosas sob condições suaves de temperatura e pH. 
A determinação das atividades de enzimas no plasma
sanguíneo, nas hemácias ou em amostras de tecidos é
importante no diagnóstico de certas enfermidades, 
principalmente as hereditárias. 
Classificação das enzimas
• Denominadas
a) pelo nome dos seus substratos ou a uma palavra que descreve sua 
atividade + “ase”. Exemplo:
o Uréase: catalisa a hidrólise da ureia
o DNA-polimerase: catalisa a polimerização de nucleotídeos para formar 
DNA
b) pelos seus descobridores em razão de uma função ampla: Exemplo:
Pepsina: vem do grego pepsis (digestão)
c) a partir de sua fonte: Exemplo:
o Tripsina: denominada em parte do grego tryein (desgastar), foi obtida 
esfregando tecido pancreático com glicerina.
Classificação das enzimas (Acordo internacional)
• Sistema de nomenclatura e classificação de enzimas:
Classificação de quatro partes e um nome sistemático, que 
identifica a reação catalisada
ATP: glicose-fosfotransferase
o Indicando que ela catalisa a transferência de um grupo 
fosforribosil do ATP para a glicose.
Classes
Características das enzimas:
• Toda enzima é uma proteína, mas nem toda proteína é 
uma enzima. Exceto por um pequeno grupo de 
moléculas de RNA catalíticas
• Algumas enzimas não precisam de outros grupamentos 
químicos, para terem suas atividades normais 
• No entanto outras precisam de cofatores ou coenzimas 
ligadas aos sítios catalíticos 
Cofator : são ions inorgânicos que estão ligado no sitio 
ativo da enzima
Coenzimas: são moléculas orgânicas ou 
metalorgânicas
• Se uma enzima for desnaturada ou dissociada nas suas 
subunidades, geralmente a atividade catalítica é 
perdida.
Definições
• Grupo prostético é uma coenzima ou cofatores que se ligam muito 
firmemente, ou mesmo covalentemente, a uma enzima.
• Holoenzima é uma enzima completa, cataliticamente ativa junto 
com a sua coenzima e/ou íons metálicos, é denominada. 
• A parte proteica de uma dessas enzimas é denominada apoenzima 
ou apoproteína.
• Algumas enzimas são modificadas covalentemente por 
fosforilação, glicosilação e outros processos. 
Muitas dessas modificações estão envolvidas na regulação da 
atividade enzimática.
Coenzimas
• As coenzimas agem como carreadores transitórios de grupos funcionais 
específicos 
• A maioria deles é derivada das vitaminas, nutrientes orgânicos cuja presença 
na dieta é necessária em pequenas
Catalise Enzimática
• É essencial para os sistemas vivos, pois as reações não catalisadas 
tendem a ser lentas 
• A maioria das moléculas biológicas é muito estável nas condições 
internas das células com pH neutro, temperaturas amenas e 
ambiente aquoso
• Exemplo: Hidrolise  quebra de molécula com liberação de água
Responsáveis pela formação de molécula transitória 
(intermediários instáveis) carregados ou a colisão de duas ou 
mais moléculas exatamente na orientação exata necessária para 
que as reações ocorram, são desfavoráveis ou improváveis no 
ambiente celular.
Catalise Enzimática
• As enzimas proporcionam um ambiente específico e adequado para 
que uma dada reação possa ocorrer mais rapidamente.
• A propriedade característica:
As reações ocorre confinada em um bolsão da enzima 
denominado sítio ativo 
A molécula que liga no sítio ativo e sobre a qual a enzima age é 
denominada substrato.
O complexo Enzima –Substrato é fundamental 
para que as reações ocorram.
1. Cadeias laterais de AAs (fenda ou bolso_3D)
2. Eficiência catalítica
3. Especificidade
• Sítio de ligação do substrato;
• Sítio catalítico.
Sítio Ativo
Reação Enzimática 
• Precisamos considerar:
E = enzima
 S = substrato 
 P = produto
• As enzimas alteram a velocidade da reação, não o equilíbrio
• Uma reação enzimática simples pode ser escrita como
Reação Enzimática 
• Em uma reação enzimática a enzima se regenera não tem 
modificação da molécula inicial e a enzima final.
• No entanto o substrato é transformado em produto no final da 
reação
• ES e EP são complexos transitórios da enzima com o substrato e 
com o produto.
Coordenação da Reação
• Reação não catalisada por enzima
Para que a reação de catalise 
ocorra deve-se fornecer energia 
para o sistema
O equilíbrio entre S e P reflete a 
diferença entre as energias livres 
dos seus estados fundamentais.
Demora mais para ocorrer a 
transformação em produto.
Coordenação da Reação
• Reação catalisada por enzima
Para que a reação de catalise ocorra 
deve-se fornecer energia para o sistema
A função do catalisador é aumentar a 
velocidade da reação depende da 
variação de energia livre no estado de 
transição. 
A catálise não afeta o equilíbrio da 
reação.
O equilíbrio entre S e P reflete a 
diferença entre as energias livres dos 
seus estados fundamentais.
Mecanismos de Catalise 
• As enzimas catalisam os substratos em produtos através das 
interações Covalentes e Não covalentes do sítio ativo com o 
substrato especifico.
• Tipos de catalise enzimática
Ácido –Básico
Covalente
Mediada por íons metálicos.
Fatores que alteram a velocidade de reações 
enzimáticas
• pH
• Temperatura
• Concentração das enzimas
• Concentração dos substratos
• Presença de inibidores
Influência do pH e Temperatura
Influência do pH e Temperatura
• Atenção
 A temperatura ou pH aumenta a atividade da enzima até uma 
temperatura ou pH ótima, porém quando ultrapassa este ponto a 
proteína começa a desnaturar 
Sendo que o pH tem uma outro fator de desnaturação que é a 
redução do pH ( pH ácido)
Cinética Enzimática
• Cinética Enzimática: É a velocidade em que o substrato é 
convertido em produto de acordo com o tempo, mediante a catalise 
de uma enzima
• O fator que vai variar a velocidade da cinética da enzima é a 
concentração de Substrato
• No entanto a concentração de substrato pode alterar a reação
• Velocidade inicial é calculada quando a concentração de substrato é 
maior que a concentração da enzima
Km= é utilizado para comparar a eficiência de catalise de diferentes 
enzimas
Cinética enzimática
• Equação de Michaelis-Menten
É baseado nos seguintes pressupostos:
o E, S e ES estão em equilíbrio;
o a conversão de ES em E + P é uma etapa
irreversível e limitante da velocidade.
oVelocidade inicial é calculada quando a
enzima é misturada ao substrato, sendo
nesse momento o produto muito
pequeno.
reversível
Km= K2 + K3/K1
Afinidade da enzima e do seu substrato 
específico
Qual correlação 
entre Km e Vmáx?
Km=Vmáx/2
Km=[S]
Experimentalmente (grandes qtdes de substrato)
Constante de Michaelis-Menten (Km)
• Existem enzimas que tem mais de uma etapa, podendo diferi o Km e 
Vmax diferindo uma enzima da outra.
• A velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração da 
enzima
Enzimas catalisam reações com dois ou
mais substratos
Complexo ternário
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
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• Qualquer substância que reduz a velocidade de uma 
reação enzimática.
INIBIDORES
REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS
COMPETITIVOS NÃO COMPETITIVOS INCOMPETITIVOS
Inibição Competitiva
• Inibidor competitivo: concorre com o substrato pelo mesmo sitio ativo na enzima 
Inibição Não-competitiva
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• Inibidor não-competitivo se liga 
reversivelmente, aleatória e 
independentemente em um sítio 
que lhe é próprio na enzima. 
Inibição Incompetitiva
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• Inibidor incompetitivo se liga 
reversivelmente, em um outro sítio 
na enzima que não é o catalitico. 
Só ocorre após a formação do 
complexo ES. 
Inibição Irreversível
• Ise combina com um grupo funcional, na molécula da E, que 
é essencial para sua atividade.
• Podem promover a destruição do grupo funcional
• Forma-se uma ligação COVALENTE entre o I e a E.
K2
E + PE + S ES
K1
EI
+
I
Enzimas Regulatórias
• Enzimas alostéricas
Funcionam através da ligação não-covalente e reversível de um
metabólito regulador chamado modulador;
Moduladores podem ser inibidores ou ativadores;
São maiores e mais complexas, possuem duas ou mais cadeias
polipeptídicas.
• Enzimas reguladas pela modificação covalente reversível
Grupos químicos são ligados covalentemente e removidos da enzima
reguladora por enzimas ≠, podem ser: fosfato, adenosina monofosfato,
grupos metil, etc.