Aula 03 - Enzimas

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Enzimas
Prof. Dr. Paulo de C. Teixeira Vasconcelos
CENTRO UNIVERSITÁRIO SÃO FRANCISCO DE BARREIRASRAS
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA
➢ Enzimas  Catalisadores das reações dos sistemas
biológicos;
➢ Enzimas  São as proteínas mais notáveis e mais
altamente especializada;
➢ Enzimas  Extraordinário poder catalítico, geralmente
muito maior do que os sintéticos e inorgânicos;
• Introdução as Enzimas
Enzimas
➢ Enzimas  Apresenta alto grau de especificidade para os
seus respectivos substratos;
➢ Enzimas  São capazes de acelerar as reações químicas
 Em soluções aquosas sob condições suaves de
temperatura e pH;
➢ Enzimas  Estão no centro de cada um dos processos
bioquímicos!!!
• Introdução as Enzimas
Enzimas
• Proteínas
Proteínas 
➢ Todas as Enzimas são Proteínas  Com exceção de uma
pequeno grupo de RNA catalítico (Ribozima);
➢ A atividade catalítica das Enzimas depende da integridade
das suas conformações Nativas  Desnaturação ou
dissociação de subunidades  Perda da função catalítica;
➢ Se uma Enzima perder determinados AA ela também
perde a função  Estruturas proteicas primária,
secundária, terciária e quaternária são essenciais para
atividade catalítica;
• Enzimas
Enzimas
➢ Algumas Enzimas são transitoriamente modificadas
covalentemente  Fosforilação, Glicosilação e outros
processos;
➢ Em muitas Enzimas as modificações transitórias estão
envolvidas não regulação da atividade enzimática;
• Enzimas
Enzimas
➢ As Enzimas são classificadas segundo as reações que
catalisam  Seis classe de Enzimas;
➢ Classe das Enzimas  Oxidorredutases, Transferases,
Hidrolase, Liases, Isomerases e Ligases;
➢ Oxidorredutasese  Realiza a transferência de elétrons
(átomos de H);
➢ Transferase  Realiza as reações de transferência de
grupos;
• Classificação das Enzimas
Enzimas
➢ Hidrolase  Reações de hidrólise;
➢ Liases  Adição de grupos a ligações duplas, ou
formação de ligações duplas por remoção de grupos;
➢ Isomerases  Transferência de grupos dentro de uma
mesma molécula produzindo formas isoméricas;
➢ Ligases  Formação de ligações C-C, C-S, C-O e C-N por
reação de condensação;
• Classificação das Enzimas
Enzimas
• Classificação das Enzimas
Enzimas
➢ Nas condições biológicas as reações não catalisadas
tendem a ser lentas ou não ocorrem  As moléculas são
muito estáveis nas condições internas das células;
➢ As Enzimas proporcionam um ambiente específico
adequado para que uma reação possa ocorrer  As
reações acontecem confinadas em um bolsão da Enzima
 Sítio Ativo;
➢ A molécula que se liga ao Sítio Ativo e sobre a qual a
Enzima  Substrato;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
➢ A superfície do Sítio Ativo é delimitada por resíduos de
AA com Grupos R que ligam o Substrato e que catalisam
a sua transformação química;
➢ O Sítio Ativo engloba o Substrato, sequestrando-o
completamente da solução  O complexo Enzima-
Substrato é fundamental para ação enzimática;
➢ Uma ação enzimática simples  E + S ↔ ES ↔ EP ↔ E +
P;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
➢ O ponto de partida da reação enzimática é denominada
Estado Fundamental  Contribuição que o S ou P dá
para a energia livre do sistema;
➢ O topo da curva de energia é o ponto a partir do qual
ocorre a conversão S ↔ P e é denominado Estado de
Transição  Momento molecular transitório no qual
eventos como quebra ou formação de ligações podem
ocorrer nos dois sentidos;
➢ A diferença entre os níveis energéticos do Estado
Fundamental para o Estado de Transição  Energia de
Ativação;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
➢ Quanto maior a Energia de Ativação mais lenta a reação;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
➢ Muito da energia necessária para diminuir a Energia de
Ativação provém de interações fracas entre a Enzima e o
Substrato;
➢ O que diferencia as Enzimas dos demais catalisadores é a
formação de um complexo ES específico;
➢ A formação de cada interação fraca no complexo ES é
acompanhada pela liberação de pequena quantidade de
energia  Energia de Ligação;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
➢ A Energia de Ligação é a principal fonte de energia livre
utilizada pelas Enzimas para a redução da Energia de
Ativação das reações;
➢ Muito do poder catalítico das Enzimas provém
basicamente da energia livre das interações fracas no
complexo ES ;
➢ O Sítio Ativo das Enzimas são complementares não ao
substrato por si mesmo, mas aos estados de transição
pelos quais o Substrato passa;
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
• Funcionamento das Enzimas
Enzimas
• Cinética Enzimática
➢ A Cinética Enzimática é a principal forma de entender o
funcionamento de uma Enzima;
➢ A Cinética Enzimática é a determinação da velocidade de
uma reação Enzimática, e como ela se modifica em
resposta a parâmetros experimentais;
➢ Um dos principais fatores que influenciam na Cinética
Enzimática é a concentração de Substrato;
Enzimas
• Cinética Enzimática
➢ Quanto maior a concentração de Substrato mais rápida é
a reação Enzimática;
➢ A Velocidade inicial (V0) é o monitoramento dá velocidade
da reação Enzimática nos 60 segundos iniciais  O
Substrato é convertido em produto durante a reação;
➢ Quando o aumento da concentração de Substrato não
aumenta mais V0 foi alcançada a Velocidade Máxima
(Vmax)  Região de platô;
Enzimas
• Cinética Enzimática
Enzimas
• Cinética Enzimática
Enzimas
Enzimas
• Referência:
NELSON, DL; COX, MM. Estrutura Tridimensional de
Proteínas (Cap. 4). In: NELSON, DL; COX, MM. Princípios
de Bioquímica. 6ª ed, São Paulo: SARVIER, v. 2, 2011