A BIOQUÍMICA ESTRUTURAL para as CIÊNCIAS da SAÚDE

Apresentação em tema: "A BIOQUÍMICA ESTRUTURAL para as CIÊNCIAS da SAÚDE"— Transcrição da apresentação:

1 A BIOQUÍMICA ESTRUTURAL para as CIÊNCIAS da SAÚDE

2 Capítulo III. A Cinética Enzimática
Enzimas - Regulação

3 Enzimas alostéreas Enzimas: Regulação
Regulação por moléculas efectoras Moléculas diferentes do substrato As enzimas têm pelo menos 2 subunidades (estrutura quaternária) Local activo e local de ligação dos reguladores Forma activa e forma inactiva por alterações conformacionais induzidas após ligação ao regulador Vias biosintéticas, glicólise, glicogénese e –oxidação. Os reguladores/efectores são componentes das vias metabólicas e inibem ou estimulam a actividade Ligação não covalente Promovem alterações no Km e no Vmáx

4 Enzimas alostéreas Enzimas: Regulação

5 The sequential model of allosterism.
Page 350 Voet Biochemistry 3e © 2004 John Wiley & Sons, Inc.

6 Enzimas alostéreas Enzimas: Regulação

7 Sequential binding of ligand in the sequential model of allosterism.
Page 351 Voet Biochemistry 3e © 2004 John Wiley & Sons, Inc.

8 Enzimas alostéreas-efeito homotrópico
Enzimas: Regulação

9 Heterotropic interactions in the symmetry model of allosterism.
Page 349 Voet Biochemistry 3e © 2004 John Wiley & Sons, Inc.

10 Enzimas alostéreas-efeito heterotrópico
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas-efeito heterotrópico

11 Enzimas alostéreas Enzimas: Regulação
Enzimas alostérias-efeito homotrópico Relationship between the initial velocity (v) and the substrate concentration [S] for an allosteric enzyme that shows a homotropic effect. The substrate functions as a positive modulator. The profile is sigmoidal,and during the steep part of the profile, small changes in [S] can cause large changes in v. K0.5 represents the substrate concentration corresponding to half-maximal velocity. B Enzimas alostérias-efeito heterotrópico A C Relationship between the initial velocity (v) and the substrate concentration [S] for an allosteric enzyme that shows a heterotropic effect with constant Vmax but with varying K0.5. Curve a is obtained in the absence of any modulators, curve b in the presence of a positive modulator, and curve c in the presence of a negative modulator. Regulation is achieved by modulation of K0.5 without change in Vmax.

12 Enzimas alostéreas Não seguem a cinética de Michaelis - Menten
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Não seguem a cinética de Michaelis - Menten Efeito da adição de um activador alostério (+) e a adição de um inibidor (-)

13 Enzimas alostéreas Não seguem a cinética de Michaelis - Menten
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Não seguem a cinética de Michaelis - Menten

14 ? ? Qual o significado funcional? Outras Proteínas - alostéreas
Enzimas: Regulação Outras Proteínas - alostéreas HEMOGLOBINA Qual o significado funcional? ? ?

15 Outras Proteínas - alostéreas
Enzimas: Regulação Outras Proteínas - alostéreas HEMOGLOBINA

16 Outras Proteínas - alostéreas
Enzimas: Regulação Outras Proteínas - alostéreas HEMOGLOBINA 2-3 bifosfoglicerato um regulador alostéreo da afinidade pelo oxigénio. Ou seja mantém a hemoglobina na conformação com menor afinidade pelo O2

17 Enzimas: Regulação Outras Proteínas - alostéreas HEMOGLOBINA + O2

18 Outras Proteínas - alostéreas
Enzimas: Regulação Outras Proteínas - alostéreas HEMOGLOBINA The major structural differences between the quaternary conformations of (a) deoxyHb and (b) oxyHb.

19 As enzimas alostéreas são reguladores essenciais
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas A actividade das enzimas alostéreas pode ser alterada por moléculas reguladoras que se ligam reversivelmente a sítios específicos distintos do local catalítico As propriedades catalíticas das enzimas alostéreas podem, assim, ser ajustadas conforme as necessidades imediatas das células As enzimas alostéreas são reguladores essenciais das vias metabólicas das células

20 Para enzimas com subunidades idênticas
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Para enzimas com subunidades idênticas - Cada cadeia tem local activo e local regulador Enzimas com cadeias não idênticas - Os locais activo e de regulação podem estar em cadeias diferentes Desidrogenase do lactato, Cinase do piruvato, Proteina cinase A, Transcarbamoilase do aspartato

21 Enzimas alostéreas Enzimas: Regulação
Transcarbamoilase do aspartato – com domínios catalíticos e domínios dedicados a regulação. Composta por 12 subunidades 2 estados conformacionais, T e R Enzimas com cadeias não idênticas - Os locais activo e de regulação podem estar em cadeias diferentes

22 Se baixar a concentração do substrato? Ou a concentração do regulador?
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Regulação Metabólica? Se baixar a concentração do substrato? Ou a concentração do regulador? Qual o mais comum? Fosfofrutocinase Fosforilase do glicogénio Sintase do glicogénio

23 Inibida por ATP, Citrato
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Fosfofrutocinase-1 Enzima principal a regular a glicólise Activada por AMP, e Frutose 2,6 bi.fosfato Inibida por ATP, Citrato

24 Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Fosfofrutocinase

25 ? ? Fosfofrutocinase Enzimas alostéreas 2 ADP ATP + AMP
Enzimas: Regulação Enzimas alostéreas Fosfofrutocinase ? ? 2 ADP ATP + AMP O AMP altera o efeito inibidor do ATP. Quando o ATP é consumido e aumenta o ADP, então o AMP é formado

26 Modificação Covalente como forma de regular a actividade
Enzimas: Regulação Modificação Covalente como forma de regular a actividade

27 Respostas mediadas por
Sinalização Celular Respostas mediadas por AMPc Proteína Cinase A

28 Regulação de Enzimas - Modificação covalente fosforilase do glicogénio
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas - Modificação covalente Regulação da fosforilase do glicogénio A regulação da glicogénio sintase e da glicogénio fosforilase, ocorre através de um ciclo de fosforilação e desfosforilação de resíduos de Ser

29 Regulação de Enzimas Modificação covalente
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Modificação covalente Regulação da fosforilase do glicogénio

30 Regulação de Enzimas Modificação covalente
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Modificação covalente Regulação da fosforilase do glicogénio

31 Regulação de Enzimas Modificação covalente A Fosforilase do glicogénio
Enzimas: Regulação A Fosforilase do glicogénio É um sensor de glicose

32 Regulação de Enzimas Modificação covalente
Enzimas: Regulação

33 Regulação de Enzimas Modificação covalente
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Modificação covalente

34 Regulação de Enzimas em cascatas de sinalização Modificação covalente
Enzimas: Regulação

35 Regulação de Enzimas em cascatas de sinalização Modificação covalente
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas em cascatas de sinalização Modificação covalente

36 Regulação de Enzimas Inibição por
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Inibição por retro-controlo “Feedback”

37 Regulação de Enzimas Isoenzimas
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Isoenzimas ? ?

38 Regulação de Enzimas Isoenzimas
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Isoenzimas

39 Regulação de Enzimas Isoenzimas
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas Isoenzimas Catalisam a mesma reacção mas apresentam composição de aminoácidos diferente Com Km diferente e propriedades reguladoras diferentes LDH – desidrogenase do lactato

40 Regulação de Enzimas : Isoenzimas - LDH
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas : Isoenzimas - LDH

41 Regulação de Enzimas : Isoenzimas - LDH
Enzimas: Regulação Regulação de Enzimas : Isoenzimas - LDH H4 grande afinidade pelos substratos e só funciona em ambiente aeróbio M4 não é inibida por níveis elevados de piruvato e funciona bem em ambiente anaeróbio Formas intermédias como H3M apresentam propriedades intermédias O Aparecimento de alguma forma das isoenzimas no sangue serve como indicativo do tecido que se encontra danificado e portanto serve para diagnóstico Níveis elevados de H4 é indicador de enfarte do miocárdio

42 Regulação por clivagem proteolítica Activation of chymotrypsinogen by proteolytic cleavage.
Page 528 Voet Biochemistry 3e © 2004 John Wiley & Sons, Inc.

43 Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação

44 Activation of trypsinogen to form trypsin.
Voet Biochemistry 3e © 2004 John Wiley & Sons, Inc.

45 Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação

46 Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação

47 Acontecimentos Celulares Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação Acontecimentos Celulares

48 Acontecimentos Celulares Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação Acontecimentos Celulares

49 Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação Inibidores

50 Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação Inibidores

51 Acontecimentos Celulares Regulação de Enzimas: Proteólise
Enzimas: Regulação Acontecimentos Celulares