unidade_3_-_cinetica_enzimatic

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Profa. Msc. Priscila Katerine de Souza
Disciplina: Bioquímica Geral e Aplicada
▪ Calculada entre dois intervalos de tempo.
▪ Pode ser medida em função:
✓ Formação (concentração) dos produtos:
✓ Consumo (concentração) dos substratos (reagentes):
▪ A determinação experimental é feita recolhendo-se do meio reacional, em intervalos 
de tempos, alíquotas da solução.
𝑣 =
𝑑𝑃
𝑑𝑡
𝑣 = −
𝑑𝑆
𝑑𝑡
▪ Calculada em um determinado instante de tempo.
▪ Supondo uma reação: A + B → C + D
▪ Velocidade instantânea é dada por:
𝑣 = 𝑘. 𝐴 . 𝐵
Velocidade 
da reação
Constante de velocidade 
(característica da reação 
e da temperatura)
Concentração dos 
reagentes
▪ Estudo da velocidade de uma reação química que ocorre na presença de uma 
enzima.
▪ Fundamental para Dimensionamento dos Biorreatores.
▪ Proporciona informações sobre:
▪ Mecanismos da reação enzimática → Correlacionar por modelos empíricos, ou 
matemáticos as velocidades das transformações com alguns fatores que afetam 
a velocidade; 
▪ Propriedades da enzima → Influências das condições de trabalho, como 
concentrações de ativadores, inibidores, reagentes, temperatura, pH;
▪ Estabelecer critérios para o controle do processo → Tempo, Rendimento e 
Condição ótima da Reação
▪ São fatores que alteram a função da enzima, ou seja, altera a velocidade da reação 
enzimática.
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE ENZIMAS:
▪ Se mantido substrato em excesso, a velocidade da reação enzimática é diretamente 
proporcional à concentração de enzimas.
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO:
▪ A velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração do substrato 
até um determinado ponto, depois independe de [S]
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO:
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO:
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO:
▪ Sob condições de alta concentração de substrato, a enzima está em saturação, isto é, seus 
sítios ativos estão todos ocupados por moléculas de substrato ou produto.
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO:
▪ Nesta condição, um aumento na concentração de substrato não afetará a taxa de reação 
porque todos os sítios ativos já estão sendo utilizados. 
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
Representaram uma reação enzimática em 2 etapas:
Substrato e enzima reagem reversivelmente entre si formando o complexo enzima-
substrato (ES)
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ Hipóteses:
✓ A fase mais lenta é a formação do produto (P) → Etapa limitante
✓ Formação imediata do complexo (ES)
✓ Dissociação imediata do complexo (ES)
✓Todas as determinações de produtos são feitas no início da reação, quando a velocidade 
de formação do complexo ES a partir da enzima (E) + produto (P) é muito pequena e 
pode ser desprezada
𝑣 = 𝑘3 𝐸𝑆
𝑑 𝐸𝑆
𝑑𝑡
= 0 Regime estacionário
𝐸 𝑡 = 𝐸 + 𝐸𝑆
𝑘4 = 0
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ Hipóteses:
✓ A fase mais lenta é a formação do produto (P) → Etapa limitante
✓ Formação imediata do complexo (ES)
✓ Dissociação imediata do complexo (ES)
✓Todas as determinações de produtos são feitas no início da reação, quando a velocidade 
de formação do complexo ES a partir da enzima (E) + produto (P) é muito pequena e 
pode ser desprezada
𝑣 = 𝑘3 𝐸𝑆
𝑑 𝐸𝑆
𝑑𝑡
= 0 Regime estacionário
𝐸 𝑡 = 𝐸 + 𝐸𝑆
𝑘4 = 0
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
𝑣 = 𝑣𝑚á𝑥
[𝑆]
𝑘𝑚 + [𝑆]
EQUAÇÃO DE MICHAELIS-
MENTEN
Permite, após determinação experimental das variáveis v 
em função de [S], obter o valor de Vmáx e Km
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ PORQUE DETERMINAR KM???
▪ Indica a ordem da reação: Se [S] << km
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ PORQUE DETERMINAR KM???
▪ Indica a ordem da reação: Se [S] >> km
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ PORQUE DETERMINAR KM???
▪ Pode ser expresso, numericamente, como a [substrato] necessária para que a 
velocidade da reação seja metade da velocidade máxima
▪ VARIAÇÃO NA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO: MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
▪ PORQUE DETERMINAR KM???
▪ Reflete a afinidade da enzima 
pelo seu substrato. 
▪ MÉTODO GRÁFICO PARA DETERMINAÇÃO DAS CONSTANTES CINÉTICAS: 
▪ MÉTODO GRÁFICO PARA DETERMINAÇÃO DAS CONSTANTES CINÉTICAS:
▪ Para facilitar a determinação das constantes cinéticas, os dados são lançados em gráfico 
utilizando um dos métodos gráficos disponíveis.
1
𝑣
=
𝑘𝑚 + [𝑆]
𝑣𝑚á𝑥 ∙ [𝑆]
𝑣 =
𝑣𝑚á𝑥. [𝑆]
𝑘𝑚 + [𝑆]
1
𝑣
=
𝑘𝑚
𝑣𝑚á𝑥
∙
1
𝑆
+
1
𝑣𝑚á𝑥
▪ MÉTODO GRÁFICO PARA DETERMINAÇÃO DAS CONSTANTES CINÉTICAS:
▪ Linearizações da equação de Michaelis-Menten → Lineweaver-Burk: baixas concentrações de 
substrato
▪ TEMPERATURA:
▪ Em princípio, aumentos na T levam à aumentos da V, como se observa na maioria 
das reações química → aumento da energia cinética;
▪ Em seguida, a estabilidade da enzima decresce → desativação térmica →
desnaturação.
▪ pH:
▪ A influência do pH sobre a catálise é exercida sobre os grupos dissociáveis dos 
aminoácidos → podem fazer parte o sítio ativo → manutenção da estrutura espacial 
da enzima.
▪ Alterações no pH podem ionizar esses grupos → mudanças conformacionais.
▪ PRESENÇA DE INIBIDORES:
▪ Inibidor: moléculas que se ligam à enzima e afetam sua atividade negativamente.
▪ Exemplos: drogas como anti-inflamatórios, reguladores metabólicos...
▪ A velocidade inicial de uma reação enzimática foi determinada na
presença de dois diferentes inibidores (A e B) e de várias concentrações de
substrato (S). As equações da reta obtidas na ausência e na presença dos
inibidores estão apresentadas na tabela abaixo. Determine Km e Vmáx
para cada situação e determine o tipo de inibição que ocorre, justificando
sua resposta. Os dados foram obtidos de valores de velocidade em
mmol/mil e de concentrações de substrato em mM.
Sem inibidor Y = 20016x + 19760
Com inibidor A Y = 59922x + 17580
Com inibidor B Y = 18338x + 100096