Importância Biomédica das Enzimas

Prévia do material em texto

Bioquímica
Enzimas
Importância Biomédica
↳ Biocatalisadores ➡ regulam a
velocidade das reações químicas que
ocorrem na célula ➡ são proteicas (com
exceção das ribozimas) .
✳ Catálise biológica
- estômago: digestão da carne
(pepsina/tripsina)
- saliva: digestão do amido
(amilase/ptialina)
↳Louis Pasteur ➡ fermentação;
↳ Eduard Buchner ➡ provou que o
processo fermentativo acontecia sem a
presença de células ➡enzimas.
✳ Atualmente há mais de 2000
enzimas conhecidas.
Homeostase X Patologia
✳ As enzimas são importantes para o
bom funcionamento do organismo ➡
problemas na ação enzimática
acarretam em estados patológicos (ex:
infarto do miocárdio).
Classificação
↳Oxirredutases: transferência de
elétrons (oxidação).
↳Transferases: transferência de grupos.
↳Hidrolases: reações de hidrólise.
↳Liases: adição ou remoção de grupos
(H2O, NH4+, CO2).
↳Isomerases: transferência de grupos
dentro da mesma molécula (forma
isômeros).
↳Ligases: reações de síntese com
consumo de ATP.
Nomenclatura
↳Classe
↳Subclasse
↳Sub-subclasse
↳Substrato
Definição
✳ Proteínas especializadas em acelerar
reações químicas.
Aumentam a velocidade das reações
diminuindo a energia de ativação.
Características:
- Catalisadores de reações nos
sistemas biológicos.
- Grande eficiência catalítica.
- Alto grau de especificidade com
o substrato.
Raquel Barcelos - BioSau, (1° período)
Bioquímica
Enzimas
- Funcionam em soluções aquosas
e em pH e temperaturas
biológicas.
- Não são consumidas na reação.
- Não alteram o equilíbrio das
reações.
- Atuam em pequenas
concentrações.
Estrutura enzimática
Energia de ativação
↳ Diferença entre os níveis de energia
do estado basal e do estado de
transição ➡ energia necessária para a
reação ocorrer.
✳ A enzima reduz a entropia ➡
favorece a formação do produto.
Componentes da reação
enzimática
ENZIMA + SUBSTRATO ⇌ E S ⇌ ENZIMA + PRODUTO
✳ Sítio ativo: região responsável por
fazer com o que o substrato se ligue
com a enzima e o produto seja formado.
↳ A desnaturação da enzima desfaz o
sítio ativo.
Vias metabólicas
↳ O produto da primeira reação é
utilizado como substrato da segunda ➡
reações sucessivas.
Ligação do sítio ativo
↳ Chave-fechadura:
Encaixe perfeito entre o substrato e o
sítio ativo da enzima ➡ possuem a
mesma forma.
↳ Encaixe induzido:
A princípio não possuem a mesma
forma, mas o substrato induz uma
mudança conformacional do sítio ativo
ao se aproximar ➡ o substrato induz a
mudança do sítio ativo.
✳ Mesmo que haja o encaixe induzido
a enzima continua sendo específica para
o seu substrato.
Sítio catalítico
↳ Região da molécula enzimática que
participa da reação com o substrato.
↳ Pode possuir componentes não
protéicos: cofatores (grupamento
prostético).
- íons (origem inorgânica)
- coenzima (origem orgânica)
Raquel Barcelos - BioSau, (1° período)
Bioquímica
Enzimas
↳ Cofatores iônicos: sais minerais (ex:
Magnésio).
↳ Cofatores orgânicos: vitaminas
hidrossolúveis (ex: complexo B).
✳Sítio ativo é a região onde o
substrato se liga com a enzima para que
o produto se forme, enquanto sítio
catalítico é a parte da enzima que
participa da reação com o auxílio de
cofatores.
Cinética enzimática
Km: metade da velocidade máxima ➡
medida que indica a afinidade da
enzima pelo substrato.
↳ Km alto = pouca afinidade ➡ precisa
de maior concentração do substrato.
Inibições enzimáticas
↳ Inespecífica: diminui a atividade das
enzimas sem distinção ➡ ex: agentes
desnaturantes.
↳ Específica: o inibidor diminui a
atividade de uma única enzima ou de
um grupo restrito de enzimas. ➡
- irreversível
- reversível ➡ (competitiva ou
não-competitiva)
Inibição irreversível: o inibidor se
combina com o sítio ativo da enzima
formando um complexo estável a partir
de ligação covalente ➡ bloqueia o sítio
ativo permanentemente.
↳ Podem ser:
- inibidores suicidas (ex:
fluoroacetato no ciclo de Krebs).
- compostos pouco reativos até se
ligarem à enzima (convertidos
em um composto muito reativo
que se liga irreversivelmente ou
forma um potente inibidor de via
metabólica).
✳ Via metabólica: quando o produto de uma
reação é utilizado como o substrato da próxima
reação.
Inibição reversível: o inibidor forma um
complexo instável com a enzima ➡ não
se ligam de forma covalente.
↳ Podem ser:
- competitivos: possui
estrutura/forma semelhante ao
substrato ➡ competem pelo
sítio ativo ➡ a competição pode
ser “vencida” pela maior
concentração ➡ na presença de
inibidor, a afinidade da enzima
pelo substrato diminui e se torna
necessário o aumento de
concentração do substrato ➡
maior Km ➡ a velocidade
máxima é a mesma.
Raquel Barcelos - BioSau, (1° período)
Bioquímica
Enzimas
✳ Ex: terapias com drogas tem o princípio
de inibição competitiva ➡ produzidas para
inibir uma enzima específica.
- não competitivos: não se liga ao
sítio ativo da enzima, mas sim a
outra região (como o sítio
catalítico). ➡ promove mudança
na forma da enzima ➡ não
altera o Km ➡ diminui a
velocidade máxima da reação.
✳ Ex: metais pesados como o chumbo
(barragem de Mariana).
Mecanismo de Regulação da
Atividade Enzimática
↳ Enzimas alostéricas ➡ possui um
terceiro sítio de regulação ➡ sítio
alostérico no qual se ligam moduladores
(regulam a atividade enzimática de
forma positiva, acelerando a reação, ou
de forma negativa, auxiliando na
inibição).
Raquel Barcelos - BioSau, (1° período)