ENZIMAS (Cinética enzimática e Inibidores enzimáticos)

Prévia do material em texto

Enzimas 
CATALISADORES 
• Substancias que alteram a velocidade uma reação 
química. 
• Não são consumidas na reação. 
TIPOS 
• Proteícas ou ribozimas (encontradas nos 
ribossomos). 
PROPRIEDADES 
ENZIMA 
Capazes de catalisar reações químicas de outras 
substâncias no organismo. 
São, em sua maioria, proteínas 
SUBSTRATO 
Constitui a parte essencial do ser, a origem 
PRODUTO 
Substância que resulta de um processo químico 
Eficiência da reação 10^15 vezes 
SÍTIO ATIVO 
Local de atividade enzimática 
Complementar ao substrato 
Altamente específico 
PROCESSO QUE UTILIZAM ENZIMAS 
• Controle da pressão arterial 
• Digestão 
• Glicólise 
MECANISMO DA CATÁLISE 
 
HOLOENZIMAS 
• Formadas por grupos prostéticos 
• Enzimas conjugadas 
• Dependem de outras moléculas para a sua ativação 
• Metalicas> cofatores (inorgânicos) :Zn 2+ 
• Não metálicas: coenzimas (orgânicos): NAD+ 
 
Apoenzima enzima separada de grupo prostético/ 
parte proteica/ inativa 
NOMENCLATURA 
➢ De acordo com o substrato 
Prefixo Substrato + Sufixo ase 
Ex: elastase, urease 
 
➢ Descrição da ação 
Lactato-desidrogenase, adenilatociclase 
➢ Nome sistemático 
Dividido em 6 classes 
1. Oxidorredutases: oxidorredução 
2. Transferases: transferência de grupos 
3. Hidrolase: quebra de ligações-hidrólises 
4. Liases: quebra de ligações entre C-C C-S C-N 
5. Isomerases: racemização de isômeros opticos ou 
geométricos 
6. Ligases: formação de ligações 
FATORES QUE ALTERAM A TIVIDADE 
ENZIMÁTICA 
1. Condições do meio 
❖ pH 
O pH ótimo de uma enzima reflete variações no estado 
de ionização de resíduos de aa do sítio ativo. A enzima 
está pelo menos 
parcialmente desnaturada 
em pH afastados do pH 
ótimo. Quando o substrato 
é uma molécula ionizável, o 
pH ótimo da enzima 
também reflete o seu 
estado de ionização 
 
 
 
❖ Temperatura 
Ao contrário da 
curva em forma de 
sino no caso da 
atividade enzimática 
versus pH, a enzima 
só está desnatura 
em temperaturas 
acima da temperatura ótima. 
2. Tempo de reação 
3. Concentração dos componentes da reação 
❖ Enzima 
❖ Substrato 
O gráfico abaixo ilustra como as concentrações de 
Enzima, Substrato e Produto variam ao longo do 
tempo da reação. 
 
O substrato cai na mesma razão em que o produto 
aumenta em função do tempo. 
A enzima existe sob duas formas: enzima livre (E) e 
complexo enzima-substrato (ES). 
No início da reação, a E livre cai e a do complexo (ES) 
aumenta e atinge um máximo, em que não há mais (E) 
livre no meio. Nessa situação (indicada no retângulo 
cinza), diz-se que a enzima está saturada (só existe no 
complexo ES). A velocidade da reação é a máxima. A 
partir da concentração saturada, novos aumentos da 
concentração de substrato não terão efeito perceptível 
sobre a velocidade da reação. 
A velocidade da reação enzimática (V0) é diretamente 
proporcional à concentração da enzima. 
 
Cinética Enzimática 
CONSTANTE DE MICHAELIS-MENTEN (KM) 
A velocidade da reação apresenta três regiões de 
comportamento diferente, à medida que se aumenta a 
concentração do substrato. 
 
 
O gráfico mostra um conjunto de reações que estão 
acontecendo simultaneamente, conforme as equações: 
 
A e B: a velocidade aumenta com o aumento da 
concentração de S, indicando que durante a reação 
havia moléculas de enzima livres — nesta parte, a 
concentração de S é o fator limitante da velocidade da 
reação; 
 
C: a velocidade permanece essencialmente constante, 
apesar do aumento da concentração de S, e se 
aproxima de Vmáx, indicando que a maioria das 
moléculas de enzima estiveram ligadas ao substrato 
durante o tempo em que a velocidade da reação foi 
medida. 
 
► A constante de Michaelis-Menten (KM) é um 
parâmetro cinético que traz informações sobre a 
afinidade que a enzima tem pelo substrato. 
 
O KM é numericamente igual à concentração de 
substrato que produz metade da Vmax. 
 
 
Concentração de substrato que 
produz metade da Velocidade 
máxima (Vmáx/2) 
IMPORTANTE 
↓Km = ↑ afinidade 
↑Km = ↓ afinidade 
 
 
 
 
 
 
CONSTANTE CATALÍTICA 
 
► k2 ou Kcat (constante catalítica) mede o “poder 
catalítico” da enzima. 
 
 
 
A velocidade da reação somente é proporcional à [E] 
quando a enzima está saturada, ou seja, reação é de 
ordem zero (independe) em relação a [S]. 
 
EFICIÊNCIA CATALÍTICA 
Kcat/KM 
Parâmetro mais adequado para comparações cinéticas 
 
GRÁFICO DE LINEWEAVER-BURK (DUPLOS-
RECÍPROCOS) 
(Hans Lineweaver e Dean Burk) - Uma outra forma de 
se obter os valores de KM e de Vmax é através do 
gráfico dos duplos recíprocos (1/V x 1/S), e da equação 
de Lineweaver-Burk. 
 
Inibidores Enzimáticos 
Substâncias que diminuem a velocidade da reação 
catalisada pela enzima. 
 
INIBIDORES IRREVERSÍVEIS 
• Os inibidores irreversíveis reagem com as enzimas, 
levando a uma inativação praticamente definitiva. 
• Não se desligam 
 
 
INIBIDORES REVERSÍVEIS 
• Os inibidores reversíveis são classicamente 
divididos em dois grupos: os competitivos e os não 
competitivos. 
• Podem se desligar 
 
Inibidores Competitivos 
Esse tipo de inibição ocorre 
quando o inibidor se liga 
reversivelmente ao mesmo sítio 
que o substrato normalmente 
ocuparia e, dessa forma, compete com o substrato por 
esse sítio. 
 
• A constante Km aumenta na presença de um 
inibidor competitivo. 
• A velocidade máxima, Vmáx, não é alterada na 
presença de um inibidor competitivo. 
 
Inibidores Não competitivos 
A inibição não competitiva acontece 
quando o inibidor e o substrato se 
ligam a sítios diferentes na enzima. O 
inibidor não competitivo pode ligar-se 
tanto à enzima livre quanto ao complexo ES, de modo 
a impedir que a reação ocorra. 
 
• A constante Km não é alterada na presença de um 
inibidor não competitivo. 
• A velocidade máxima, Vmáx, reduz na presença de 
um inibidor não competitivo. 
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA 
A regulação da velocidade das reações enzimáticas é 
essencial para o organismo coordenar seus numerosos 
processos metabólicos. 
 
Algumas enzimas com funções reguladoras 
especializadas respondem a efetores alostéricos ou a 
modificações covalentes, ou ainda, apresentam sua 
velocidade de síntese (ou degradação) alterada quando 
as condições fisiológicas mudam. 
Zimogênios 
• Zimogênios são formas inativas de enzimas 
• Certas enzimas, cujo local de ação é extracelular 
(plasma, trato digestório), são sintetizadas na forma 
de precursores inativos, chamados zimogênios. 
• Para que um zimogênio adquira propriedades de 
enzima, é necessária a hidrólise de determinadas 
ligações peptídicas, que pode ocorrer em alterações 
de pH. 
• Como se tivéssemos uma “trava de segurança”. 
Modificações Covalentes 
Modificações, como por exemplo a fosforilação, podem 
ativar e desativar algumas enzimas. 
 
Enzimas Alostéricas 
A presença de um efetor alostérico pode alterar a 
afinidade da enzima por seu substrato ou modificar a 
atividade catalítica máxima da enzima, ou ambos. 
EFETOR: que exerce uma ação ou uma atividade. 
Efetores homotrópicos: Quando o próprio substrato 
atua como efetor (efeito 
homotrópico). 
Efetores heterotrópicos: O efetor é diferente do 
substrato (efeito 
heterotrópico).