ENZIMAS Consultado no site da Fundação Faculdade de Ciências Médicas de Porto Alegre -FFFCMPA http://bioquimica.fffcmpa.tche.br/pg2/pgs/medicina/links/aulas2006.htm.

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1 ENZIMAS Consultado no site da Fundação Faculdade de Ciências Médicas de Porto Alegre -FFFCMPA

2 Introdução Definição Proteínas exceção: grupo de RNA catalítico
Catalisadores Características Alto poder catalítico Alta especificidade Funcionam em solução aquosa Atividade em temperatura e pH fisiológicos Mais eficientes que vários catalisadores não biológicos

3 Introdução Definições Holoenzima Proteína Cofator Apoenzima ou
Pode ser: íon inorgânico molécula orgânica Apoenzima ou Apoproteína Coenzima Se covalente Grupo Prostético

4 Mecanismos de ação Poder catalítico e especificidade Complementaridade
Interações entre grupo funcional e substrato Energia para baixar energia de ativação: deriva de interações fracas Complexo enzima-substrato Energia de ligação Complementaridade Modelo inicial: chave e fechadura Sítio ativo x estado de transição Modelo da quebra do bastão

5 Caminho energético de uma reação química não-catalizada

6 Caminho energético de uma reação química catalizada por uma enzima

7 Fatores que alteram a atividade de uma enzima
E + P Fatores decorrentes da natureza protéica das enzimas - pH - temperatura Fatores decorrentes da formação do complexo ES - concentração do substrato - concentração da enzima Presença de inibidores

8 Influência do pH do meio sobre a atividade enzimática
Mantidas fixas as condições de -temperatura -concentração de substrato -concentração de enzima pH ótimo pH Velocidade da reação

9 Influência da temperatura do meio sobre a atividade enzimática
Mantidas fixas as condições de -pH ótimo -concentração de substrato -concentração de enzima Temperatura ótima Ativação térmica Desnaturação térmica

10 Influência da concentração de substrato sobre a atividade enzimática
Mantidas fixas as condições de - temperatura ótima - pH ótimo - [enzima] Velocidade da reação Cinética de ordem zero Cinética de 1a ordem [S]

11 Enzimas - Cinética enzimática
Km Constante de Michaelis Medida da afinidade do complexo enzima-substrato (ES) Específico para cada enzima

12 Cinética enzimática V Km= [S]
V máx Vmax 2 [S] Km= [S] Numericamente, Km pode ser expresso como a [substrato] necessária para que a velocidade da reação seja metade da velocidade máxima

13 Afinidade da enzima pelo substrato
Conclusões sobre Km Pequena [substrato] é necessária para a reação atingir metade da Vmáxima Km Afinidade da enzima pelo substrato

14 Inibição Enzimática Quanto ao tipo: inespecífica - específica -
inibidor  a atividade de todas as enzimas ex: agentes desnaturantes inibidor  a atividade de uma única enzima ou de um grupo restrito de enzimas irreversível reversível específica - competitiva não-competitiva incompetitiva

15 Enzimas Inibição

16 Inibição Enzimática Inibição Enzimática Irreversível
inibidor se combina com um grupo funcional (sítio ativo) da enzima inibidor se liga à enzima formando um complexo ESTÁVEL forma-se uma ligação COVALENTE entre o inibidor e a enzima

17 Inibição Enzimática Irreversível
Ex: Inibição da enzima ciclo-oxigenase pelo acetilsalicilato Ciclo-oxigenase Prostaglandinas Processos fisiológicos, ex. sensação de dor Ácido araquidônico

18 Inibição Enzimática Inibição Enzimática Reversível
inibidor forma com a enzima um complexo INSTÁVEL inibição NÃO envolve modificação COVALENTE Tipos de inibidores reversíveis competitivos não competitivos incompetitivos

19 Inibição Competitiva Inibidor competitivo
Estrutura semelhante à do substrato Liga-se ao Sítio Ativo da Enzima E + S ES E + P EI + I

20 [substrato] necessária para que a enzima funcione normalmente
Inibição Competitiva Na presença do inibidor competitivo afinidade da enzima pelo substrato [substrato] necessária para que a enzima funcione normalmente Km aparente da enzima

21 Inibição Enzimática Competitiva
Inibidor tem semelhança estrutural com o substrato O inibidor se liga no sítio ativo da enzima Aumento da [substrato] diminui a inibição Km aparente da enzima AUMENTA Em uma concentração suficientemente alta de substrato a VELOCIDADE da reação atinge a Vmáx observada na ausência do inibidor

22 Inibição Não-Competitiva
Inibido não-competitivo NÃO se liga ao sítio ativo da enzima E + S ES E + P EI + S + I EIS

23 Inibição Enzimática Não-Competitiva
Inibidor não tem semelhança estrutural com o substrato NÃO se liga no sítio ativo da enzima Aumento da [substrato] não diminui a inibição Km aparente da enzima NÃO se altera A VELOCIDADE máxima DIMINUI na presença do inibidor

24 Inibição Não-Competitiva
Diminui a concentração de enzima ativa Velocidade Máxima da Reação Exemplos: Metais pesados - Pb+2

25 Mecanismos de Regulação da Atividade Enzimática
Compartimentalização intracelular Disponibilidade de substrato Enzimas alostéricas Clivagem proteolítica de pró-enzimas Controle à nivel gênico indução repressão Modificação covalente - Fosforilação

26 Alosteria ou Regulação alostérica

27 Autoregulação de vias metabólicas Inibição “feedback”

28 Enzimas Alostéricas Características Curva de saturação sigmoidal

29 Regulação da Atividade Enzimática Clivagem Proteolítica
Enzimas digestivas - Proteases Pepsinogênio  Pepsina Tripsinogênio Tripsina Quimiotripsinogênio  Quimiotripsina

30 Enzimas Constitutivas
Organismos possuem independente da constituição do meio Enzimas Induzidas ou Adaptativas Organismos sintetizam quando em presença do substrato Indução enzimática Exemplo:  galactosidase (Lactase)

31 Regulação da Atividade Enzimática Controle à Nível Gênico
INDUTOR presente INDUTOR ausente NÃO ocorre a síntese da proteína Síntese da proteína