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UNIDADE 3 – ESTUDO DAS ENZIMAS Profa.: Msc. Priscila Katerine de Souza Disciplina: Bioquímica Geral e Aplicada O QUE SÃO ENZIMAS???? Complexas Catalisadoras de processos Podem atuar dentro ou fora da célula FUNÇÕES DAS ENZIMAS FUNÇÕES DAS ENZIMAS São catalisadores biológicos extremamente eficientes e aceleram em média 109 a 1012 vezes a velocidade da reação, transformando de 100 a 1000 moléculas de substrato em produto por minuto de reação. Exemplo: Decomposição H2O2: ✓ Sem catalisador: EA = 75 kJ/mol ✓ Com Catalisador Químico: EA = 49 kJ/mol ✓ Com Enzima: EA = 8 kJ/mol FUNÇÕES DAS ENZIMAS Enzimas x Catalisadores Químicos ✓ Maiores taxas de reação ✓ Biodegradáveis ✓ Atóxicas ✓ Especificidade ✓ Sensíveis à Temperatura e pH ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) Na Saúde: Regulam as velocidades de todos os processos fisiológicos; Muitos medicamentos modernos funcionam bloqueando o encaixe de enzimas produzidas por micróbios e bactérias, e que provocariam doenças. Produção de antibióticos em larga escala. Medições de substâncias com interesse clínico → Patologia clínica. ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) ESTADOS PATOLÓGICOS ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) ESTADOS PATOLÓGICOS ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) Na agricultura e indústrias: Caracterização de variedades de milho, feijão, Soja, dentre outros, através de isoenzimas; Uso em Biologia e Genética Molecular - Engenharia Genética; Fabricação de pães, vinhos, cervejas, produtos fermentados, dentre outros. ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) Fermentação alcoólica: ATUAÇÕES DAS ENZIMAS (APLICAÇÕES) Digestão: Enzimas digestivas como a lipase, amilase e protease, reduzem os alimentos em componentes menores que são facilmente absorvidos no trato intestinal. NOMENCLATURA/CLASSIFICAÇÃO Substrato ou Reação + “ase” → Mais curto e utilizado no dia a dia de quem trabalha com enzimas ENZIMA APLICAÇÃO Protease quebra de moléculas de proteína Amilase e amiloglucosidase sacarificação do amido Catalase eliminação da água oxigenada no processamento de alimentos Glicose isomerase produção de isoglicose Invertase inversão da sacarose Lactase desdobramento da lactose Lipase desdobramento de óleos e gorduras Celulase desdobramento da celulose Glicose oxidase remoção da glicose NOMENCLATURA/CLASSIFICAÇÃO Sistema de classificação enzimático – EC number (enzime commission number) ✓ Codificação EC x.y.z.w → http://www.expasy.ch/enzyme/ ✓ x: Classe principal NOMENCLATURA/CLASSIFICAÇÃO NOMENCLATURA/CLASSIFICAÇÃO ✓ y: Subclasse (tipo de ligação onde age a enzima) ✓ z: Subclasse (grupo onde a enzima age), cofator ✓ w: número de série de adição da enzima ao sistema de classificação Exemplo: EC 3 - Hidrolases EC 3.2 – Glicosilases EC 3.2.1 – Glicosidases: hidrolisam compostos O- e S-glicosilo EC 3.2.1.20 – -glucosidase EC 3.2.1.21 – -glucosidase COMPONENTES DA REAÇÃO ENZIMÁTICA MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA A ligação com o substrato dá-se apenas em uma região específica e pequena na superfície da enzima (sítio ativo). MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA Alguns modelos procuram explicar a especificidade substrato/enzima: Modelo Chave/Fechadura Modelo do Ajuste Induzido MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA Modelo Chave/Fechadura: Prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura. MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA Modelo Chave/Fechadura: Prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura. MECANISMOS DA REAÇÃO ENZIMÁTICA Modelo do Ajuste Induzido : Prevê um sítio de ligação não totalmente pré-formado, mas sim moldável à molécula do substrato; a enzima se ajusta à molécula do substrato na sua presença. COENZIMAS OU COFATORES Em muitos casos, a proteína só se torna uma enzima ativa quando auxiliada por outras moléculas; Coenzimas ou Cofatores (grupos prostéticos) Pequenas moléculas que não estão ligadas permanentemente à enzima mas, na ausência delas, a enzima é inativa COENZIMAS OU COFATORES A fração protéica de uma enzima, na ausência do seu cofator, é chamada de APOENZIMA Enzima + Cofator, chamamos de HOLOENZIMA COENZIMAS OU COFATORES Exemplos: Muitos dos cofatores não são sintetizados pelas células humanas e precisam ser adquiridos na dieta. Por isso, estes cofatores são conhecidos como vitaminas. CINÉTICA ENZIMÁTICA
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