Bioquímica das enzimas - Resumo

Prévia do material em texto

 As enzimas são em sua maioria proteínas, com 
exceção da ribozima, que é uma molécula de RNA 
com capacidade autocatalítica semelhante ás 
enzimáticas. 
 Elas possuem atividade catalítica muito intensa. 
 Aceleram as reações químicas. 
 E as doenças ocorrem quando a atividade 
enzimática não está ocorrendo bem. 
IMPORTÂNCIA DAS ENZIMAS !! 
 na descoberta de causa de doenças; 
 no diagnóstico e prognóstico; 
 tratamento de doenças; 
na engenharia química, de alimentos e na 
agricultura, entre outros. 
 
CATALISADOR: toda e qualquer substância que 
aumenta a velocidade de uma reação, e não sofre 
alteração. Ou seja, ele participa acelerando a reação 
e sai pleno. 
 
ENZIMA: molécula orgânica (PTN ou RNA) que 
catalisa uma reação específica. 
 - não afeta o equilíbrio da reação específica. 
 - aumenta a velocidade da reação. 
 - diminui a energia de ativação. 
 
ELEMENTOS DE UMA CATÁLISE ENZIMÁTICA 
 
E + S ↔ ES ↔ E + P 
 
 substrato; 
 enzima; 
 cofatores enzimáticos (inorgânicos/orgânicos); 
 inibidores 
 efetores alostéricos (retro-alimentadores). 
 
A ATIVIDADE ENZIMÁTICA DEPENDE DO PH !! 
 
o pH altera a carga eletrônica de alguns 
aminoácidos nas enzimas. 
 
A ATIVIDADE ENZIMÁTICA É AFETADA PELA 
TEMPERATURA !! 
 
pode ocorrer a desnaturação proteica. 
COFATOR ENZIMÁTICO: componente químico 
necessário ao funcionamento de uma enzima. Se 
apresenta junto à uma molécula inorgânica. 
 
 
 
 
 
COFATOR ORGÂNICO: é uma coenzima. Ou seja, a 
parte proteica da enzima (apoenzima) e um grupo 
prosteico orgânico. 
 
 
 
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS 
 
 Alta eficiência catalítica: 
 
 
 
 
ligação do substrato 
passo catalítico 
Bioquímica das enzimas Bioquímica das enzimas 
@farmacolore 
 Alto grau de especificidade pelos seus substratos: 
 - deriva da formação de muitas interações fracas 
entre as enzimas e a molécula do substrato 
específico; 
 - reduz a entropia pela ligação: dessolvação do 
substrato; ajuste induzido, a proteína também muda 
de conformação para se encaixar bem no substrato. 
 
 Poder de regulação: 
 - regulação da expressão gênica; 
 - regulação alostérica: efetores (positivos ou 
negativos); 
 - modificação covalente; 
 - zimogênio: enzimas inativas. 
 
CLASSIFICAÇÃO 1 
 
 ENZ. SIMPLES: compostas apenas por proteína ou 
RNA. 
 ENZ. CONJUGADA: holoenzimas (apoenzima + 
grupo prostéico). 
 
CLASSIFICAÇÃO INTERNACIONAL 
- classe, código, tipo de reação catalisada... 
 
TIPO DE REAÇÃO CATALISADA 
1.- óxido-redutases 
transferência de elétrons (íons hidreto ou átomos de 
H). 
ex.: desidrogenases, redutases, oxidades e 
peroxidades. 
 
2.- transferases 
catalisam a transferência de grupos entre duas 
moléculas. 
ex.: quinases, transcarboxilases e aminotransferases. 
 
3.- hidrolases 
catalisam a reação de hidrólise de várias ligações 
covalentes. 
ex.: amilase, uréase, tripsina, quimotripsina. 
 
4.- liases 
catalisam a clivagem de ligações C-C, C-O, C-N, 
através de hidrólise ou oxidação. Têm remoção de 
água, amônia ou gás carbônico. 
ex.: dehidratases, descarboxilases. 
 
5.- isomerases 
tranferência de grupos dentro da mesma molécula 
para a formação de isômeros. 
ex.: racemases e epimerases. 
 
6.- ligases 
catalisam reações de síntese de uma nova molécula 
a partir da ligação C-C, C-S, C-O e C-N, com hidrólise 
de ATP ou outro composto trifosfato ao mesmo 
tempo. 
ex.: carboxilases, sintetases. 
 
NOMENCLATURA DAS ENZIMAS 
 
 Adição do sufixo –ASE ao nome de seu substrato 
ou à palavra que descreve sua atividade. 
 
ATP + D-glicose → ADP + D-glicose-6-fosfato 
*ação da ATP-glicose fosfotransferase* 
 
 Nome comum: 
- hexoquinase 
 
 Número E.C.: 
- 2. 7. 1. 1. 
2.- classe (transferse) 
7.- subclasse (fosfotrnasferase) 
1.- fosfotransferase com grupo OH- como aceptor 
1.- D-glicose como grupo aceptor de fosfato. 
 
MODELOS DE INTERAÇÃO ENZIMA-SUBSTRATO 
 
chave-fechadura 
O sítio ativo da enzima é pré-formado e tem a 
forma complementar à molécula do substrato, de 
modo que outras moléculas não teriam acesso a ela. 
 
esse modelo chave-fechadura não explica a 
interação das enzimas com inibidores e análogos dos 
substratos. 
 
 encaixe-induzido 
 substrato é capaz de induzir uma mudança na 
conformação de uma enzima. Essa modificação pode 
ser passada para as enzimas próximas, garantindo 
assim que estas desempenhem seu papel catalítico. 
A teoria do encaixe induzido sugere, portanto, que a 
interação entre enzima e substrato não é um 
processo tão preciso e simples como se imaginava. 
Entretanto, vale destacar que esse modelo não 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm
consegue explicar a grande especificidade observada 
nas reações enzimáticas. 
 
 
BARRREIRAS A SEREM VENCIDAS NUMA REAÇÃO 
  entropia; 
  camada de solvatação; 
  distorção dos substratos; 
  alinhamento inapropriado. 
 
GRUPOS CATALÍTICOS 
 
 catálise geral ácido-base 
 - transferência de prótons. (ex. quimotripsina, 
Glu, Asp, Lys...) 
 
 catálise covalente 
 - formação de ligação covalente transitória 
entre enzima e substrato. 
 
 catálise por íons metálicos 
 - estabilizam estados de transição; 
 - 1/3 das enzimas conhecidas usam íons 
metálicos nas reações catalíticas. 
 
! enzimas muitas vezes usam as 3 estratégias de 
catálise em conjunto → quimiotripsina. 
 
PARÂMETROS CINÉTICOS 
 
 Km = concentração necessária para uma reação 
atingir metade da velocidade máxima. Ou seja, 
afinidade da enzima no substrato. 
 
 Kcat = número de renovações. Capacidade que a 
enzima tem de se ligar a um substrato, transformar 
em produto, se desligar e já se ligar a um novo 
substrato. 
 
 Kcat/Km = a eficiência catalítica em uma 
enzima. 
 
 Constante de especificidade = constante de 
velocidade para conversão de E + S → quando [S] 
muito menor que o Km. 
 
 
INIBIDORES ENZIMÁTICOS 
 substâncias que reduzem a atividade de uma 
enzima. 
 
 INIBIÇÃO REVERSÍVEL 
não covalente, forma um complexo instável com a 
enzima. 
 
→COMPETITIVA 
o substrato vai competir com o inibidor pela mesma 
enzima. Os inibidores podem ocupar 
temporariamente o sítio ativo da enzima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
! aumentar o substrato para que tenha mais 
chances de ele se ligar à enzima antes do inibidor. 
 
→NÃO COMPETITIVA 
o inibidor vai se ligar não ao sítio ativo do 
substrato, mas a um outro ponto da molécula, mas 
ele só vai se ligar se o complexo enzima-substrato 
já estiver formado 
 
 INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL 
se combinam com um grupo funcional na molécula, 
ou o destroem, ou formam uma associação 
covalente estável. 
ex.: reação da quimiotripsina com DIFP 
 
- local de ligação enzima-substrato 
- composto por resíduos de A.A 
- cavidade de forma definida. 
- especificidade. 
- reconhece os isômeros ópticos D e L de 
um mesmo composto 
REGULAÇÃO ALOSTÉRICA 
 
 enzima alostérica 
mudança conformacional induzida pela ligação de 
moduladores em uma região diferente do centro 
ativo. 
-modulador positivo 
-modulador negativo 
 
ISOENZIMAS 
diferem na sequência de A.A, mas catalisam a 
mesma reação química. Podem mostrar diferentes 
parâmetros cinéticos, ou propriedades de regulação 
diferentes.