Enzimas: Catalisadores Biológicos

Prévia do material em texto

Enzimas: 
- não alteram o equilíbrio de reações 
químicas 
- aceleram as reações químicas para que 
o equilíbrio seja atingido mais rapidamente 
- enzimas: fermentação da uva, despoluir 
efluentes, manutenção da vida 
- as enzimas são em sua grande maioria, 
proteínas 
- possuem a função de catalisadores 
biológicos (aceleram reações químicas) 
*se a enzima está atuando, o reagente é 
chamado de substrato 
*reação enzimática geral: enzima + 
substrato formando complexo enzima-
substrato -> enzima volta a conformação 
original e o produto é formado 
- enzimas diminuem a energia de ativação 
de uma reação, mas não alteram seu 
delta G positivo ou negativo, nem seu 
equilíbrio 
*energia de ativação sem enzima é maior 
do que com enzima 
*Exemplo de maneiras das enzimas 
diminuírem a energia de ativação de uma 
reação: 
- substratos com ligação muito forte 
- ligação seria quebrada mas demoraria 
muito 
- enzima atrai o substrato faz interações 
químicas com o substrato que 
enfraquecem a reação 
- ligação é rompida pela influência da 
enzima 
- produtos são formados 
*Mecanismo de interação entre enzima e 
substrato: 
- influencia de toda estrutura enzimática, 
além do sítio ativo (local onde ocorre a 
interação do substrato com produto) 
- substrato interage com os grupamentos 
R dos aminoácidos que ocupam o sitio 
ativo da enzima 
*Modelos de interação enzima-substrato: 
- chave fechadura: substrato se encaixa 
no sitio ativo da enzima – substrato sofre 
rompimento de ligações químicas induzido 
pelo sitio ativo – surgem os produtos 
(enzima e substrato – conformação fixa) 
- ajuste induzido: enzimas e substratos 
não possuem conformações fixas e não 
se encaixam perfeitamente; a enzima 
para se ligar ao substrato sofre uma certa 
mudança conformacional; após formação 
de produtos a enzima volta para sua 
conformação original (modelo mais 
próximo da realidade) – os grupos R tem 
interações relativamente fracas – não é 
estático 
Enzimas e cofatores: 
- cofatores: minerais metais que ajudam a 
enzima a exercer sua atividade catalítica 
*enzima hexokinase: glicose entra na 
célula e para permanecer dentro da célula 
e ser ativada – precisa receber um 
fosfato do carbono 6 – grupo prostético 
– Mg+ 
- metaloenzima: proteína conjugada – 
necessitam de metais para exercer sua 
atividade 
*toda enzima que termina com “kinase” 
são enzimas que catalisam o acréscimo 
de um grupamento fosfato de uma 
molécula orgânica para outra molécula 
orgânica 
*Holoenzima: enzimas que possuem 1 ou 
mais grupos prostéticos (hexokinase, 
prolilhidroxilase -> colágeno) 
*Apoenzima: não possui ou está sem 
grupos prostéticos 
Enzimas e coenzimas: 
- quando as enzimas necessitam de 
moléculas orgânicas para enzima realizar 
sua atividade catalítica 
- geralmente vitaminas ou derivadas de 
vitaminas 
Fatores que afetam a velocidade 
enzimática: 
*temperatura: 
- febre alta – desnaturação (grupamentos 
R se afastam muito) 
- hipotermia – impossibilidade de ajuste 
induzido 
*Febre ou hipotermia afetam todas as 
proteínas 
*ph: alta concentração de prótons e baixa 
concentração de prótons 
*concentração de substrato: 
- quantidade de substrato que enzima 
catalisa para formar produto por tempo 
*km: valor de concentração de substrato, 
necessário para que uma dada enzima 
atinja metade da sua velocidade máxima 
*quanto menor o km maior a afinidade da 
enzima com o substrato 
*Inibição competitiva: o substrato 
compete com o inibidor pelo sitio ativo da 
enzima 
- velocidade máxima = mesma; km é 
diferente 
- ausência de inibidor: a enzima precisa de 
uma menor quantidade de substrato para 
atingir metade da velocidade 
- presença de inibidor: a enzima precisa 
de uma maior quantidade de substrato 
para atingir metade da velocidade. 
Exemplo: metotrexato – fármaco 
quimioterápico inibidor da enzima 
didrofolato redutase, importante para a 
proliferação de células tumorais 
*Inibição não competitiva: o inibidor não 
compete com o substrato pelo sitio ativo 
da enzima 
- mesmo km, porem velocidade máxima 
= diferente 
Linearização da equação de MM para 
obtenção do gráfico de lineweaver: 
 - gráfico linear para velocidade 
enzimática 
*Inibição competitiva no gráfico duplo 
reciproco: 
- aumento de km e velocidade máxima 
permanece a mesma 
- reta fica mais inclinada e se 
aproximando do zero 
*Inibição não competitiva no gráfico duplo 
reciproco: 
- mesmo km e diminui velocidade 
máxima 
Enzimas alostéricas: 
- possui um sítio ativo e um ou mais sítios 
alostéricos 
- função de regular a velocidade das vias 
metabólicas 
- moduladores alostéricos – podem ser 
íons ou moléculas 
- inibidor alostérico: se liga no sitio 
alostérico e induz uma mudança de 
conformação que dificulta a enzima de 
interagir com o substrato – diminuindo a 
velocidade da via metabólica 
- ativador alostérico: induz mudança de 
conformação de forma a possibilitar 
melhor interação da enzima com 
substrato – aumentando a velocidade da 
via metabólica 
*existem sítios alostéricos que podem 
ligar tanto inibidor como ativador 
alostérico 
* existem sítios onde só pode ligar ou um 
ou outro 
 
Deficiência quantitativa ou estrutural em 
várias enzimas podem causar doenças 
graves: 
- fenilcetonúeria: deficiência na 
fenilaninahidroxilase 
- o aminoácido fenilamina (essencial) é 
convertido em tirosina, catalisado pela 
fenilaninahidroxilase 
- a deficiência gera acumulo de fenilamina 
– no sangue – na urina 
- inibe serotonina – irritação 
- partes toxicas – retardamento 
- tirar fenilamina da dieta e introduzir 
alimentos com tirosina (aspartame possui 
fenilamina) 
Medidas de muitas enzimas no sangue são 
utilizadas como auxilio no diagnostico: 
- Amilase pancreática em excesso – 
lesão no pâncreas 
- TGO (transaminase glutâmico 
oxaloacetico 
- TGP (transaminase glutâmico pirúvico) 
- enzimas hepáticas, se tiverem em 
grande quantidade no sangue podem ser 
indicio de lesão no fígado 
- creatina kinase em excesso pode ser 
lesão no musculo cardíaco 
- LDH (lactato desidrogenase) elevada no 
sangue – lesão de vários tecidos 
Classes de enzimas: 
- oxidorreductases – reações de 
oxirredução (desidrogenases) 
- transferases – metabolismo dos 
aminoácidos – transferência de um 
grupamento de uma molécula para outra 
(transaminases, kinases) 
- ligases – síntese de DNA 
- descarboxilases – catalisam saída de 
CO2 
- isomerases – catalisam a transformação 
de um isômero em outro 
- hidratases – catalisam reações de 
hidratação 
- peptidases – catalisam a clivagem das 
ligações peptídicas de proteínas (pepsina) 
- lipases – quebra de gordura (lipase 
pancreática)