EnzimasEnzimas: Cinética, : Cinética, inibição e regulaçãoinibição e regulação

EnzimasEnzimas• Moléculas catalisadoras que aumentam a velocidade

das reações, sem sofrerem alterações no processo global;

• Na faixa de 5 a 17 ordens de magnitude.

Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular

são catalisadas por enzimas.

EnzimasEnzimas

http://www.youtube.com/watch?v=s4jEZ9Os6QM

RESÍDUOS DE AAS COM GRUPOS DE

CADEIAS LATERAIS QUE SE LIGA AO

SUBSTRATOCATALISA A

TRANSFORMAÇÃO BIOQUÍMICA

EnzimasEnzimas

•OS CATALISADORES AUMENTAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES POR DIMINUÍREM AS ENERGIAS DE ATIVAÇÃO (interação covalente e fracas entre enzima e substrato);•NA EVOLUÇÃO, AS ENZIMAS DESENVOLVERAM-SE PARA DIMINUIR SELETIVAMENTE AS ENERGIAS DE ATIVAÇÃO DAS REAÇÕES NECESSÁRIAS PARA A SOBREVIVÊNCIA CELULAR

Estado de transição

EnzimasEnzimasRibozima

Molécula de RNA com atividade catalítica

NomenclaturaNomenclaturaSUFIXO ASE

UREASE_ CATÁLISE DA UREIADNA POLIMERASE_ POLIMERIZAÇÃO

DNAPEPSINA_ DO GREGO PEPIS

(DIGESTÃO)ACORDO INTERNACIONAL EM BIOQUÍMICA

Classificação das Classificação das EnzimasEnzimas

IsozimasIsozimasIsozimas - enzimas que catalisam a mesma reação mas apresentam estruturas diferentes (primária e/ou quaternária). Podem ser :- constituem diferentes enzimas produzidas por diferentes genes;

Desidrogenase lática

PROPRIEDADES DAS ENZIMASPROPRIEDADES DAS ENZIMAS

• SÍTIO ATIVO

•Sítio de ligação do substrato;•Sítio catalítico.

1.Cadeias laterais de AAs (fenda ou bolso_3D)

2.Eficiência catalítica3.Especificidade

• Um ou mais íons inorgânicos ou molécula orgânica ou metalorgânica complexa (coenzima).

COFATOR

PROPRIEDADES DAS ENZIMASPROPRIEDADES DAS ENZIMAS

Cofator (inorgânico)Algumas enzimas requerem a presença de íons metálicos para que a reação catalítica ocorra

(Mg, Zn, Fe, Ca, Cu, Mn).

Anidrase carbônica é uma enzima que tem um papel importante no transporte do CO2 e no controle do pH do sangue.

Zinco

PROPRIEDADES DAS ENZIMASPROPRIEDADES DAS ENZIMAS

Coenzima_ carreadores transitórios de grupos funcionais específicos. A maioria deles é derivada das vitaminas (deve estar na dieta em pequenas quantidades).

Apoenzima Holoenzima

As enzimas quando ligadas covalentemente ou não-covalentemente

às coenzimas, são chamadas de holoenzimas

Grupo prostético(coenzima)

Coenzima

PROPRIEDADES DAS ENZIMASPROPRIEDADES DAS ENZIMAS

Regulação

Localização específica

Modelos enzimáticosModelos enzimáticosEspecificidade enzimática1. Chave-fechadura

Não é o ideal, estabiliza o substrato.

• Especificidade enzimática

2. Encaixe induzido

Interações ótimas só ocorrem no estado de

transição.

Modelos enzimáticosModelos enzimáticos

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃOFATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO

CONCENTRAÇÃO DO SUBSTRATO

Unidade de enzima (U) - quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 µmol de substrato por min

[ES]SÍTIOS DE LIGAÇÃO

OCUPADOS

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃOFATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO

Temperatura e estabilidade molecular

A temperatura ótima para a maioria das enzimas humanas está entre 35 e 40ºC. Acima de 40ºC, as enzimas desnaturam. Bactérias termófilas apresentam temperaturas ótimas acima de 70ºC.

Efeito do pH

Cadeias laterais ionizáveis ou não ionizáveis

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃOFATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO

Atividade enzimáticaAtividade enzimáticaÉ obtida pela determinação da velocidade da reação catalisada pela enzima sob condições definidas.

A velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração da enzima

Inibição enzimáticaInibição enzimáticaInibidores enzimáticos são substâncias que

interferem na atividade das enzimas, bloqueando o processo catalítico.

Inibidores irreversíveisInibidores reversíveis

Inibidores fisiológicosFármacos

Substâncias tóxicas

Inibição enzimáticaInibição enzimáticaInibição Competitiva

E + S + I ⇄ ES + EI1. Os inibidores competitivos são geralmente substâncias análogas à do substrato;2. A enzima pode complexar ou o substrato ou o inibidor mas não ambos simultaneamente;3. Ocorre aumento da velocidade aparente, sem modificação da Vmáx;4. A ação dos inibidores competitivos é abolida a concentrações elevadas do substrato.5.Reversão (aumento do substrato).

Inibidores reversíveis

Inibição enzimáticaInibição enzimáticaInibição Não-competitiva E + S + I ⇄ ES + EI + EIS

1. O inibidor se liga à enzima num local diferente do sítio ativo;2. A enzima pode combinar-se simultaneamente com o substrato e o inibidor;3. Ocorre diminuição aparente do Vmáx (menos enzimas);4. O inibidor afeta a configuração mais apropriada à catálise.

Ex: metais pesadosSH proteínas