Cinética das reações enzimáticas

Prévia do material em texto

Cinética enzimática SABRINA BROETTO
Cinética
É o estudo da velocidade das reações, de como a velocidade varia em função 
das diferentes condições e quais os mecanismos de desenvolvimento de uma 
reação.
Constante da velocidade (k): constante de proporcionalidade que relaciona
velocidade e concentração. Tem valor constante a uma temperatura e varia com
a temperatura”
Cinética
Uso de um 
processo 
enzimático 
baseia-se:
O quão rápido irão 
ocorrer as reações
Cinética
No conhecimento da 
seletividade de uma enzima 
para um substrato
Modelos simples para reações 
enzimáticas
As enzimas são únicas no tipo de cinética que exibem.
Cinética de Michaelis-Menten: modelo de equilíbrio rápido (reação enzimática 
mais simples).
Ligação de S a E representa condições de equilíbrio entre as etapas de 
associação (E + S ES) e dissociação (ES E + S).
(constante de eq. de 2ª ordem) (constante de eq. de 1ª ordem)
Ordens de reação
Ordem zero: a velocidade é uma constante, independente da concentração do 
reagente. Ex: reações fotoquímicas
Primeira ordem: a velocidade é diretamente proporcional à concentração do 
reagente.
Segunda ordem: dependência da velocidade com o quadrado da concentração 
do reagente.
Modelos simples para reações 
enzimáticas
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA 1: Ligação de um substrato (S) a uma enzima (E), formando um 
complexo intermediário (ES).
ETAPA 2: Formação do produto (P) a partir do complexo ES, com recuperação 
da forma livre da enzima (E). 
O modelo de Michaelis-Menten considera que uma reação enzimática ocorre 
em duas etapas:
Modelos simples para reações 
enzimáticas
Convenção bioquímica: representar o equilíbrio de ligação como processos de 
dissociação.
Condição de equilíbrio para a ligação do substrato (S) é expressa como:
Constante de 
dissociação ou 
de afinidade
Constante de 
dissociação ou 
de afinidade
Valor decrescente de , maior proporção de ES maior ligação 
ou afinidade entre E e S.
Modelos simples para reações 
enzimáticas
Segunda etapa da reação enzimática: etapa de catálise de ES E + P.
É caracterizada pela constante de velocidade de 1ª ordem 
Velocidade inicial de uma reação enzimática pode ser representada como:
Referência-modelo 
de equilíbrio rápido 
para cinética 
enzimática
A taxa de formação de P, não perturba 
o equilíbrio de ligação entre E e S.
Modelos simples para reações 
enzimáticas
Abordagem cinética alternativa:
V de decomposição de ES para formar P ( ) pode influenciar na
proporção ou distribuição da enzima entre os estados E livre e ES.
ESTADO ESTACIONÁRIO aquele em que, mesmo com as concentrações
de S diminuindo e de P aumentando, não há variação da concentração dos
intermediários da reação (ES)
Por que?
As duas reações acima estão acopladas (o produto da 1ª, é substrato da 2ª)
Velocidade de formação de ES = Velocidade de decomposição de ES
Modelos simples para reações 
enzimáticas
No ESTADO ESTACIONÁRIO (“steady state”) temos:
Rearranjo da 
equação
Constante de 
Michaelis: 
medida da 
afinidade da E 
pelo S
KM
afinidade
KM
afinidade
KM : definida pela [S]para o qual a velocidade de reação é a metade da velocidade máxima
Se não houver nenhuma interferência sobre o
substrato...
catálise do complexo ES
Expressões de velocidade para 
reações enzimáticas
A reação de velocidade da reação enzimática pode ser definida como:
v = Kcat [ES]
[ET] [E] + [ES]
Onde: v= velocidade inicial da reação
Kcat= constante da velocidade limite da reação
ET = enzima total
E= enzima livre
Expressões de velocidade para 
reações enzimáticas
Adequando-se esta equação à reação de Michaelis, temos:
v = Vmax x [S]
(KM + [S])
Expressões de velocidade para 
reações enzimáticas
Análise gráfica das reações 
enzimáticas
A equação de Michaelis-Menten pode ser representada na forma inversa que 
representa uma equação do tipo 
y =ax+ b
Essa é uma equação de reta (y = ax + b) em que:
a inclinação (a) = KM/Vmáx e o intercepto (b) = 1/Vmáx
Forma mais comum de determinação dos parâmetros cinéticos
(KM e Vmáx).
O gráfico dos duplos recíprocos determinação precisa de KM e Vmáx
Na extrapolação dos dados experimentais, chega-se a 1/V= 1/Vmáx quando 1/[S]
= 0; ou seja, quando a concentração de substrato for muito alta!!!!
Se [S] >> KM
v = Vmax
ES E + P Kcat
Se KM >> [S]
v = Vmax x [S]
KM
E+S E + P
Expressões de velocidade para 
reações enzimáticas
Vmax/KM
Constante 
combinada
Medida da eficiência catalítica da 
reação
Toda enzima está saturada com 
substrato
Se V0=Vmax/2
Km = [S]
Expressões de velocidade para 
reações enzimáticas
Km corresponde à [S] necessária para se atingir a
metade da velocidade máxima!
Gráficos lineares na caracterização 
da ação de inibidores
Formas 
diferentes
Matematicamente 
equivalentes
Resultados 
idênticos
• Interferem na ligação do 
S ao sítio ativoInibidores 
competitivos
• Não interferem na ligação 
do S ao sítio ativoInibidores não 
competitivos
KM elevado 
Menor afinidade
“envenenam” a 
enzima por redução 
da Vmax
Obrigada!!!