ENZIMAS-II-pat29032012
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Disciplina de Biologia Celular e Disciplina de Biologia Celular e 
MolecularMolecular
ENZIMAS II
\ufffd Compartimentalização;
Mecanismos de 
Regulação da Atividade 
EnzimáticaEnzimática
REGULAÇÃO DA ATIVIDADE 
ENZIMÁTICA
\ufffd Controle da Concentração de enzimas Presentes:
\ufffdIndução ou repressão da síntese da enzima -
(Quantidade de enzimas)(Quantidade de enzimas)
\ufffdProteólise parcial \u2013 ZIMOGÊNIOS (irreversível).
\ufffd Modificação Covalente (Reversíve)l:
\ufffd Isoenzimas
Alteração na Eficiência Catalítica
Enzimas Constitutivas
\u2022 Organismos possuem independente da 
constituição do meio
REGULAÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA
\u2022 Organismos sintetizam quando em presença 
do substrato
Enzimas Induzidas ou Adaptativas
Regulação da Atividade 
Enzimática
Clivagem Proteolítica
Pró-Enzimas
Zimogênios
Enzima Ativa
Clivagem Proteolítica
Zimogênios
quimotripsinogênio quimotripsina
ENZIMAS REGULAÇÃO
\ufffd Enzimas reguladas pela modificação 
covalente reversível
\ufffdGrupos químicos são ligados covalentemente e 
removidos da enzima reguladora por enzimas \u2260, 
podem ser: fosfato, adenosina monofosfato, grupos podem ser: fosfato, adenosina monofosfato, grupos 
metil, etc.
Regulação da Atividade Enzimática
Modificação Covalente 
Fosforilação
ATP ADP
Quinase
EX:
Enzima-OH Enzima-OPO3-
H2OHPO4-
Fosfatase
A fosforilação de uma enzima pode aumentar ou diminuir a sua atividade
VIAS METABÓLICAS E 
FOSFORILAÇÃO
Isoenzimas
Lactato desidrogenase - LDH
Lactato Piruvato
NADox NADred
Tetrâmero: subunidades M e H 5 isoenzimas
Composição Tipo Localização
MMMM M4 LDH5 Fígado e Músculo Esquelético
MMMH M3H LDH4 Fígado e Músculo Esquelético
MMHH M2H2 LDH3 Cérebro e Rim
MHHH MH3 LDH2 Miocárdio e Hemácias
HHHH H4 LDH1 Miocárdio e Hemácias
\ufffd Enzimas alostéricas
\ufffdFuncionam através da ligação não-covalente e reversível 
de um metabólito regulador chamado modulador;
ENZIMAS REGULAÇÃO
Alteração na Eficiência Catalítica
de um metabólito regulador chamado modulador;
\ufffdModuladores podem ser negativos ou positivos;
\ufffdSão maiores e mais complexas, possuem duas ou mais 
cadeias polipeptídicas.
Enzimas alostéricas possuem uma região diferente do sítio ativo onde se liga 
um efetor ou modulador alostérico. A mudança conformacional decorrente da 
ligação do efetor alostérico se propaga pela molécula e afeta o sítio ativo, 
ativando-o ou inibindo-o. 
Ativador alostérico Inibidor alostérico
ENZIMAS REGULAÇÃO
ENZIMAS ALOSTERICAMENTE 
IMPORTANTES E SEUS EFETUADORES
17
Subunidades catalíticas e reguladoras separadas
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
\ufffd Qualquer substância que reduz a velocidade de uma 
reação enzimática.
INIBIDORES
REVERSÍVEIS
COMPETITIVOS
NÃO-COMPETITIVOS
IRREVERSÍVEIS
NÃO-COMPETITIVOS
INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
\ufffd I se combina com um grupo funcional, na molécula 
da E, que é essencial para sua atividade.
\ufffd Podem promover a destruição do grupo funcional
\ufffd Forma-se uma ligação COVALENTE entre o I e a E.
\ufffd V \u2193\ufffd Vmax \u2193
K2
EE + + PPEE + + SS EESS
K1
EEII
++
II
INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
Os Inibidores Irreversíveis podem ser 
divididos em três categorias:
\ufffd Reagentes específicos para grupamentos
DIFP - diisopropilfosfofluoridato (Organofosforados)
\ufffd ANÁLOGOS DE SUBSTRATOS
\ufffd INIBIDORES SUICIDAS
DIFP - diisopropilfosfofluoridato (Organofosforados)
INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
Inibidores irreversíveis:
Tanto a acetilcolinesterase de insetos como de mamíferos são igualmente inibidas por essas drogas. .
Acetilcolinesterase complexada com sarin ou \u201cgás dos nervos\u201d (dose letal 0,01 mg/kg, oral), um 
organofosforado altamente tóxico e volátil, que reage com o resíduo de Ser ativo da enzima.
dose letal: 3-13 mg/Kg, oral
Inseticidas
organofosforados
Inibição Enzimática 
Irreversível
Ex: Inibição da enzima ciclooxigenase pelo acetilsalicilato
Ciclooxigenase (COX)
Prostaglandinas
Processos fisiológicos, ex. sensação de dor
Ácido araquidônico
COX 1- constitutiva
COX 2- induzida na inflamação-
Análogos de substratos ou 
Antimetabólitos 
são \u201cvenenos\u201d 
\ufffd Semelhantes aos substratos,
\ufffd Geram produtos não aceitos pelas enzimas 
INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
\ufffd Geram produtos não aceitos pelas enzimas 
da via
\ufffd Interrompem a via
AZT
Análogos de substratos ou 
Antimetabólitos 
plantas
Proteção 
contra insetos
Câncer
Aconitase
Exemplo de Inibidor 
Suicida
Reações do Ciclo de Krebs
Oxalacetato + Acetil-CoA \u2192\u2192\u2192\u2192 Citrato \u2192 Isocitrato \u2192\u2192
Citrato Aconitase
Oxalacetato + Fluoroacetato \u2192 Fluorocitrato
Inibidor suicida
Citrato
Sintase
INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL
Esse é o caso, por exemplo da proteína alfa1-antitripsina que age inibindo a 
ELASTASE. É conhecido por INIBIDOR SUICIDA pois, uma vez ligado à elastase, 
é degradado com a enzima.
A deficiência em alfa1-antitripsina é uma doença congênita em que o resíduo de 
Glutamato (negativo) na posição 342 é trocado por uma Lisina (positivo), causando 
a agregação da proteína. Essa mutação, conhecida por mutação Z, leva a uma a agregação da proteína. Essa mutação, conhecida por mutação Z, leva a uma 
quadro de enfisema pulmonar hereditária. Isso ocorre porque a elastase causa 
danos aos alvéolos.
alfa1-antitripsina (amarelo) ligada no sítio ativo da tripsina (rosa)
Elastase: capacidade de hidrolisar as fibras de elastina 
no pulmão 
INIBIÇÃO COMPETITIVA
INIBIÇÃO COMPETITIVA
1- sem inibidor
2- com inibidor na concentração [I1]
3- com inibidor na concentração [I2] > [I1]
Inibição Competitiva
 FAD FADH2
CH2 \u2013 COOH CH - COOH
CH2 \u2013 COOH CH - COOH
Ácido Succínico Ácido FumáricoSuccinato
-
-
Fumarato
-
-
Succinato 
Desidrogenase
Exemplo: inibidor do metabolismo energético
Ácido Succínico Ácido Fumárico
 COOH
CH2
 COOH
Ácido Malônico (inibidor)
Succinato Fumarato
Malonato 
-
-
inibidor competitivo
Sulfa
PABA Ácido fólico 
Diidropteroato
sintetase
bacteriana Essencial para o 
crescimento bacteriano
Sulfanilamida
Inibição Competitiva
Exemplo:Tratamento de hipercolesterolemia
Lovastatina 
Droga que inibe 
competitivamente a 
HMG-CoA redutase
(hidroximetil glutaril-CoA redutase)
Inibição Competitiva
Exemplo:Tratamento de hipercolesterolemia
Inibição Competitiva
Intoxicação por Metanol
Metanol
Álcool URINA
Formaldeído
Álcool 
desidrogenase Causa lesão
tecidual
cegueria
Etanol
URINA
fomepizol 
Inibidores competitivos
Resistência ao metotrexato: células tumorais aumentam o número de cópias do DNA 
que codifica a enzima diidrofolato redutase: amplificação gênica
5-fluoroacil
uracila
5-fluoroacil
Base nitrogenada: RNA
INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA
INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA
1- sem inibidor
2- com inibidor na concentração [I1]
3- com inibidor na concentração [I2] > [I1]
INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA
Exemplos:
Metais pesados Hg2+, Pb2+Metais pesados Hg2+, Pb2+
e Ag+ \u2013 Reagem com grupos 
SH das Proteínas
METABOLISMO DE PURINAS (A E G)
TRATAMENTO DA GOTA
HIPOXANTINA XANTINA ÁCIDO ÚRICO
XANTINA OXIDASEXANTINA OXIDASE
ALOPURINOL
XANTINA OXIDASE
ALOXANTINA (INIBIDOR NÃO COMPETITIVO)
Enzimas e a Clínica 
Médica
Além do papel central das enzimas na 
bioquímica, a atividade das enzimas 
no sangue fornece informações 
importantes para o diagnóstico de importantes para o diagnóstico de 
doenças.
O perfil da atividade de enzimas no 
soro está relacionado à processos 
patológicos.
Liberação de enzimas a partir de 
células normais e de células 
doentes ou expostas a um 
trauma
Bibliografia
\ufffd Bioquímica (Editora Guanabara Koogan) / Autor: Stryer
\ufffd Princípios de Bioquímica (Editora Sarvier) / Autor: 
Lehninger
\ufffd Manual de Química Fisiológica (Editora Atheneu) / 
Autor: Harper
\ufffd Manual de Bioquímica com correlações clínicas\ufffd Manual de Bioquímica com correlações clínicas
(Editora Edgar