Enzimas -estrutura e função-

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Enzimas 
- estrutura e função - 
• As enzima são estruturas proteicas sintetizadas 
pelo próprio organismo que atuam como 
catalisadoras das reações biológicas. 
* Existem ribozimas: são encontradas nos 
ribossomos e são constituidas de moléculas de 
RNA - tem como função auxiliar nas ligações 
peptídicas que são feitas nos ribossomos. 
• CATALISADORES: são substâncias que alteram a 
velocidade de uma reação química, acelerando-a - 
provoca uma catálise. 
* A eficiência de uma reação com uma enzima 
10^15 vezes maior em relação à reação sem a 
catálise. 
• 1850: experimentos de Pasteur - estuda a 
produção de álcool através do açúcar e percebe 
que as leveduras eram capazes de realizar essa 
transformação = após um tempo outros 
pesquisadores descobriram que essas reações 
aconteciam mesmo que as leveduras estivessem 
mortas, ou seja, na verdade temos as enzimas 
envolvidas nesse processo. 
• LEMBRANDO QUE AS ENZIMAS NÃO SÃO 
CONSUMIDAS DURANTE A CATÁLISE!!! 
• As enzimas possuem um tempo de meia vida 
determinado, chega uma hora que elas perdem 
sua atividade e função - nosso organismo recicla 
essas enzimas e fazem outras novas. 
• COMO ESSAS ENZIMAS ATUAM COMO 
CATALISADORES? As enzimas são capazes de 
catalizar as transformações químicas diminuindo a 
energia de ativação dessas reações - a EAT é 
reduzida devido as rotas alternativas que a enzima 
proporciona a reação. 
• REAÇÕES BIOLÓGICAS IMPORTANTES QUE 
OCORREM ATRAVÉS DA CATÁLISE POR 
ENZIMAS: controle da PA; digestão de alimentos; 
glicólise. 
➱ A Reação Enzimática: 
• A reação enzimática ocorre quando um substrato 
liga-se ao sítio ativo presente em uma enzima. 
• Toda enzima possui pelo menos um sítio ativo! 
• O sítio ativo é complementar ao substrato 
(sistema chave-fechadura) = alta especificidade! 
• A atividade enzimática ocorrerá da seguinte 
forma: uma enzima se encaixará sobre um 
substrato específico formando o complexo 
enzima-substrato (ES), neste momento ocorrerão 
as reações químicas formando o complexo 
enzima produto (EP) e finalmente a enzima solta 
os produtos. 
* O produto nunca volta a ser substrato, por isso 
temos uma seta unidirecional na transformação 
do complexo enzima substrato formando produto 
+ enzima. 
• QUAIS PROCESSOS FISIOLÓGICOS UTILIZAM 
ENZIMAS PARA ACONTECER? Na mitocôndria 
(ciclo do ácido cítrico; oxidação de ácidos graxos; 
descarboxilação do piruvato); no citosol (glicólise; 
ciclo das pentoses; síntese de ácidos graxos); no 
núcleo (síntese de RNA e DNA); no lisossomo 
(degradação de macromoléculas complexas). 
➱ O Mecanismo de Catálise: 
• Fornecemos energia à um substrato até chegar 
no pico (estado de transição) onde o substrato se 
transforma em produto - com a presença da 
enzima gastamos muito menos energia para 
atingir o estado de transição e diminuímos o ΔG 
(variação da energia livre de Gibbs) devido à rota 
alternativa que é oferecida à essa reação na 
presença da enzima. 
 
➱ A s H o l o e n z i m a s ( e n z i m a s 
conjugadas): são formadas por grupos 
prostéticos (moléculas de baixo peso molecular que 
estão fortemente ligadas às proteínas) - ex: o grupo 
heme da hemoglobina é um grupo prostético. 
• As holoenzimas dependem de outras moléculas 
para funcionarem (grupos prostéticos). 
• CASO A MOLÉCULA SEJA METÁLICA (ex: 
Zn2+; Cu2+; Fe2+ ou Fe3+; K+; Mg2+; Mn2+; 
Mo; Ni2+…) - termos um cofator. 
• CASO A MOLÉCULA NÃO SEJA METÁLICA 
(ex: NAD+): teremos uma coenzima. 
• A apoenzima é aquela que não possui grupo 
prostético ligado. 
• Os grupos prostéticos (cofatores e coenzimas) se 
ligam a apoenzima afim de facilitarem a ligação da 
holoenzima ao substrato, formando o complexo 
enzima substrato. 
➱ Nomenclatura: 
• Com o sistema de nomenclatura recomendado 
temos a formação de nomes bem sugestivos 
para as enzimas, muitas delas já são autodidatas e 
conseguimos facilmente deduzir sua ação. Ex: 
lactato-desidrogenase (tira hidrogênio) e adenilato-
ciclase (atua no processo de ciclização dos 
carboidratos). 
* Algumas enzimas possuem nome usual que não 
segue a nomenclatura recomendada. 
→ As Seis Classes de Enzimas: 
1. OXIDORREDUTASES: realizam oxirredução - 
transferência de elétrons ou remoção de 
hidrogênio; 
2. TRANSFERASES: transferem grupos; 
3. HIDROLASES: reações de hidrólises - quebras 
de ligações pela água. 
4. LIASES: quebra de ligações -C-C; C-S; C-N. 
5. ISOMERASES: transferencia de grupos dentro 
da molécula para a produção de isômeros = 
racemização de isômeros ópt icos ou 
geométricos. 
6. LIGASES: formação e clivagem de ligações C-
O; C-S; C-C e C-N e ésteres de fosfato 
➱ Fatores que Alteram a Atividade 
Enzimática: 
→ Variação de pH: todas as enzimas tem uma faixa 
de pH em que são funcionais (pH ótimo) - grande 
parte é de 6 a 8 no organismo humano. O pH ótimo 
de uma enzima reflete variações no estado de 
ionização de resíduos de aa. do sítio ativo - em pHs 
afastados do pH ótimo as enzimas podem estar 
totalmente ou parcialmente desnaturadas. 
PREFIXO = SUBSTRATO + SUFIXO = ASE
→ Variação de Temperatura: as enzimas também 
possuem uma temperatura ótima, ao contrário do 
pH, onde as enzimas podem se desnaturar em 
faixas de pH superiores ou inferiores a faixa do pH 
ótimo, na temperatura as enzimas só irão se 
desnaturar se estiverem em temperaturas acima da 
temperatura ótima. 
→ Tempo de Reação e Concentração Molar dos 
Componentes: 
> concentração molar do substrato [S]: determina a 
velocidade da reação - a velocidade da reação é 
diretamente proporcional à quantidade de substrato 
∴ ↓ quantidade de substrato = ↓ velocidade de 
reação - ↑ quantidade de substrato = ↑ velocidade 
de reação. 
> concentração molar da enzima [E]: também é 
diretamente proporcional à velocidade da reação. 
O SUBSTRATO CAI NA MESMA RAZÃO EM QUE 
O PRODUTO AUMENTA EM FUNÇÃO DO TEMPO. 
* ENZIMA CREATINOFOSFOQUINASE (CPK): A 
creatinofosfoquinase, conhecida pela sigla CPK ou 
CK, é uma enzima que atua principalmente nos 
tecidos musculares, no cérebro e no coração. A 
dosagem dessa enzima é corriqueiramente solicitada 
quando o paciente chega ao hospital com queixa de 
dor no peito ou para verificar se há indícios de um 
AVC ou alguma doença que afete os músculos, por 
exemplo - muito solicitado quando há suspeita de 
infarto!