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Enzimas são catalizadores biológicos, ou seja, aceleram o processo de reação das substâncias dos seus reagentes nas formações dos seus respectivos produtos. Esta catálise é realizada de forma eficiente e seletiva. Substrato: É a molécula sob a qual a enzima atua; quando interage com a enzima, há o complexo enzima- substrato, transformando o substrato em produto. Este substrato se liga à enzima de forma altamente específica, podendo ser usado o modelo chave-fechadura ou encaixe induzido. Encaixe induzido: A enzima modifica ligeiramente sua estrutura à medida que o substrato se liga à ela. Bioquímica Enzimas Chave-fechadura: Encaixe perfeito do substrato à enzima. Enzima Complexo enzima- substrato Substrato Produtos Enzima S: Substrato E: Enzima A: Sítio ativo (1): Complexo enzima- substrato (2): Liberação de produtos O substrato se encaixa no centro ativo da enzima. forma-se o complexo enzima- substrato A reação se processa Há a transformação do substrato em produto O produto da reação e a enzima inalterada são liberadas no meio. pH: O pH pode afetar o estado de ionização do aminoácido. Alcalose e acidose provocam inibição da atividade enzimática. Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de reação, onde a temperatura ideal é de 45 a 55 graus; aos 55 graus ocorre a desnaturação da enzima; quando apresenta hipotermia, há a redução da atividade enzimática. Sítio ativo: Também chamado de centro ativo, é a pequena região onde ocorre a reação química. Processamento: 1. 2. 3. 4. 5. Fatores que afetam: Sítio ativo Andreza Vale Concentração de enzimas: Quanto maior a quantidade de enzimas, maior a velocidade de reação. Concentração de substratos: Quanto maior a quantidade de substratos, maior a velocidade de reação enzimática, até atingir um limite onde a enzima fica saturada. Presença de inibidores: Inibidores são substâncias que diminuem a velocidade de uma reação ou a interrompe. Desnaturação: É a perda da sua forma tridimencional, levando à perda da função. Saturação: Quando a saturação ocorre, a velocidade da reação permanecerá sempre a mesma. Age como um limite de velocidade. Classificação enzimática: Quanto a sua nomenclatura, como prefixo, utiliza-se o nome do substrato, seguido pelo sufixo ase, que refere-se à enzima. Ex: Urease. Ure (substrato: uréia) e ase (enzima): Urease é a enzima responsável pela hidrólise da uréia. Quanto a classificação enzimática, é realizada de acordo com o tipo da reação química que catalizam. Essas reações são classificadas em: oxirredutase, transferase, hidrolase, liase, isomerase e ligase. São numeradas de 1 a 6, respectivamente: Oxirredutase: Transferência de elétrons; Transferase: Transferência de grupos funcionais; Hidrolase: Reações de hidrólise de ligações covalentes; Liase: Quebra de ligações covalentes e remoções de moléculas de água, amónio e gás carbônico; Isomerase: Transformação de interconversão óticos ou geométricos. É a transformação de isômeros; ligase: Formação de duas moléculas a partir da ligação entre duas pré- existentes, sempre às custas de energia (ATP). 1. 2. 3. 4. 5. 6. Estrutura enzimática: Toda enzima é uma proteína, mas nem toda proteína é uma enzima. As enzimas podem ser ribozimas ou proteínas. Ribozimas: São moléculas de RNA que atuam como enzimas Proteínas: São cadeias de ao menos 50 aminoácidos. Quando inativas, as enzimas são chamadas de apoproteínas ou apoenzimas. Estas enzimas são tivas apenas quando associadas a um cofator. Quando ligadas a um cofator, são chamadas de holoenzimas Cofator: Pode ser inorgânico, como ions metálicos, ou orgânicos, que são normalmente derivados de vitaminas ou nutrientes orgânicos que devem estar Bioquímica Enzimas Andreza Vale O substrato se encaixa no centro ativo da enzima; Forma-se o complexo enzima- substrato; A reação de processa; Há a formação do complexo enzima- produto O produto da reação e a enzima inalterada são liberadas no meio presentes na dieta em pequenas quantidades. Essas moléculas orgânicas ou metalorgânicas são chamadas de coenzimas. Atuação: As reações químicas ocorrem lentamente, o que prejudicaria o funcionamento do organismo. Sem as enzimas para realizar a catálise, as reações químicas do organismo ocorreriam muito lentamente para a manutenção da vida. As enzimas, entretanto, servem para acelerar este processo. Essas reações podem ser aceleradas com o aumento de temperatura ou pressão e quanto maior a energia de reação, mais lento é o seu processamento. Processamento: 1. 2. 3. 4. 5. Regulação: As enzimas reguladoras atuam regulando a taxa das vias metabólicas. Essa regulação funciona aumentando ou diminuindo a atividade mediante alguns Bioquímica Enzimas sinais, como nível de substrato ou a demanda energética da célula. Esta regulação é realizada através da modulação covalente e modulação alostérica. Modulação covalente: Há modificação covalente da molécula da enzima com conversão entre formas ativa/inativa. Ocorre principalmente por adição/remoção de grupamentos fosfato de resíduos específicos de serina (fosforilação). Modulação alostérica: Induz à modificações conformacionais na estrutura espacial da enzima, modificando a afinidade desta com seus substratos. São ligadas de forma não covalente. Este modulador pode ser positivo (ativando a enzima) ou negativo (inibindo a enzima). Inibidores: Na inibição enzimática, a substância inibidora forma ligações químicas com as enzimas, de modo a interferir na sua atividade catalítica. Podem ser reversíveis ou irreversíveis. Ligações reversíveis: O Inibidor interage com as enzimas através de ligações fracas, podendo ser competitivos (onde o substrato e as substâncias inibidoras possuem o mesmo encaixe de ligação) ou não competitivos (o inibidor se liga em outro local da enzima, havendo uma mudança na conformação da enzima, de maneira que o substrato não consiga se Andreza Vale ligar mais na enzima. Ligações irreversíveis: O inibidor interage com as enzimas através de ligações covalentes Quanto a sua estrutura: As enzimas dependem da estrutura terciária (globulares) para o seu funcionamento. Atualmente: Atualmente as enzimas são utilizadas de forma industrial e clínica. Industrial, na criação de antibióticos e na investigação laboratorial, onde é importante no diagnóstico, prognóstico e acompanhamento da terapia de diversas patologias. Bioquímica Enzimas Andreza Vale
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