Cinetica Enzimática Estudo da velocidade da reação enzimática e como ela se altera em função de diferentes parâmetros

Importante abordagem para o entendimento do mecanismo de ação de uma enzima. Vários fatores afetam a atividade de uma enzima – pH, temperatura e substrato Parâmetro mais importante para comparar a atividade e o tipo de reação das enzimas é a concentração do substrato

Atividade enzimática é afetada pelo pH O pH pode influenciar a atividade de uma enzima através de maneiras distintas. Primeiramente, o pH pode levar à desnaturação proteica. O pH também pode interferir na atividade de uma enzima alterando o padrão de cargas de um determinado sítio ativo ou catalítico, ou alterando a conformação geral da proteína.

Atividade enzimática é afetada pela temperatura O aumento de temperatura aumenta a taxa de reação enzimática devido ao aumento de energia cinética das moléculas participantes da reação. A temperatura pode interferir nas interações que mantém as estruturas secundárias e terciárias (pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas), podendo levar à desnaturação protéica.

A concentração do substrato afeta a velocidade das reações catalisadas por enzimas

Curva que relaciona [S] e V0 é uma hipérbole, concentrações mais baixas aumento linear da velocidade, concentrações mais altas velocidade atinge um valor máximo

Curva relacionando [S] e V0 pode ser expressa algebricamente Concentrações baixas de substrato ocorre aumento linear entre Velocidade(V0) e o Substrato [S]  [S]  V0 aumenta cada vez menos até atingir um patamar (Vmax) Curva relacionando [S] e V0 pode ser expressa algebricamente

Equação de Michaelis-Menten Constante de Michaelis TAREFA – Fazer para entregar a dedução da equação de Michaelis-Menten

É a concentração do substrato onde se obtém metade da velocidade máxima da reação O que é Km ? TAREFA – Demonstrar algebricamente o que é Km usando a equação de Michaelis-Mentem e a definição de Km.

Km e a Vmax varia de enzima para enzima caracterizando-as e pode variar também com o substrato Rubisco •Km CO2 - 9μM •Km O2 - 350 μM Hexoquinase Glicose  Km - 0,05 μM Frutose  Km -1,5 μM Km não é uma medida de afinidade da enzima pelo substrato mas sim a concentração do substrato onde se obtém a metade da velocidade máxima da reação

Transformações da equação de Michaelis-Menten Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco Inversão dos dois lados da equação de Michaelis-Menten Separação dos componentes do lado direito.

1 Km Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco y a x b + = inverter Separar componentes e resolver y a x b = + Km 1

Várias informações podem ser obtidas com esse gráfico y x Com essa transformação matemática passa-se a trabalhar com uma reta e não com uma hipérbole, mais fácil. Várias informações podem ser obtidas com esse gráfico

a = coeficiente angular y=0 b = coeficiente linear x = 0

Através da análise da cinética da reação pode-se descobrir qual o mecanismo de ação da reação com relação ao substrato

Inibidores enzimáticos A atividade de todas as enzimas pode ser inibida por determinadas moléculas Inibidores enzimáticos São moléculas que interferem com a catálise diminuindo ou interrompendo a reação enzimática

Reversíveis Irreversíveis Como são classificados os inibidores de acordo com seu mecanismo de ação? Reversíveis Irreversíveis Inibição competitiva Inibição incompetitiva Inibição mista ou não competitiva Como eles atuam?

Reversíveis - Inibição competitiva Inibidor compete com o substrato pelo sitio ativa da enzima Inibidor tem estrutura molecular semelhante à do substrato  [S] deslocar inibidor do sítio ativo e manter Vmax V max é constante na presença do inibidor devido à grande quantidade de substrato

Reversíveis - Inibição incompetitiva Inibidor se liga em um sítio diferente do centro ativo, impede a reação do complexo ES. Independente da concentração do substrato o Km e a Vmax estão alterados

Reversíveis - Inibição mista ou não competitiva Inibidor se liga tanto ao complexo ES como à enzima, em um sítio diferente do centro ativo Independente da concentração do substrato o Km e a Vmax estão alterados

Inibição irreversível Inibidor se liga de maneira estável ou covalente com um grupo funcional importante para a atividade enzimática Utilizados experimentalmente para definir os aminoácidos essenciais do centro ativo das enzimas Inativar determinadas enzimas em situações biológicas importantes

Este é o mecanismos de ação dos inseticidas organofosforados, como o malathion e o parathion. Reagem com o resíduo S1 de serino-enzimas, formando um complexo irreversível. Uma das enzimas altamente sensível a esses compostos é a acetilcolinesterase, responsável pela metabolização do neurotransmissor acetilcolina em neurônios centrais e periféricos (envenenamento por organofosforados)

Salicina, extraída da casca do Salgueiro Branco ou Chorão (Salix alba) - hoje sintetizada

No metabolismo celular grupos de enzimas trabalham em conjunto onde o produto de uma é o substrato da outra Via metabólica Nessas vias existe sempre uma enzima que determina a velocidade com que o grupo vai trabalhar – enzimas reguladoras

Enzimas reguladoras Regulam a velocidade das reações metabólicas São reguladas por determinados sinais Tipos: Enzimas alostéricas Enzimas reguladas por modificações covalentes reversíveis Enzimas reguladas por proteólise

Enzimas alostéricas Possui sítios reguladores para a ligação do modulador especifico Maiores e mais complexas que as não alostéricas (mais que uma cadeia polipeptídica) Sofrem modificações conformacionais em resposta à ligação do modulador (positivo ou negativo)

Enzimas reguladas por modificações covalentes reversíveis Diferentes grupos podem se ligar á molécula enzimática e regular sua atividade Grupos ligados covalentemente e removidos pela ação de outras enzimas

Enzimas reguladas por proteólise Enzimas proteolíticas – mecanismo de proteção/regulação Enzimas digestivas produzidas pâncreas e com ação no duodeno. Cadeias ligadas por ligações dissulfeto

Bothrops (Jararacas) 90% acidentes no Estado de SP – janeiro a abril – sexo masculino Alteração nas enzimas envolvidas na cascata de coagulação do sengue - hemorragia