Cofatores inorgânicos

Apresentação em tema: "Cofatores inorgânicos"— Transcrição da apresentação:

1 Cofatores inorgânicos

2 Cofatores orgânicos ou metalo-orgânicos = coenzimas

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4 Quimotripsina Substrato “modelo” Sítio ativo

5 Caminho energético de uma reação química não-catalizada

6 Caminho energético de uma reação química catalizada por uma enzima

7 Reações são espontâneas se
DG < 0 DG = DGo + RTln([produtos]/[reagentes]) DG é uma função de: i) Concentração relativa de reagentes e produtos ii) Temperatura iii) Tendência intrínseca da reação ocorrer, expressa explicitamente pelo valor de Keq ou DGo

8 Relação entre DGo e Keq DG = DGo + RTln([produtos]/[reagentes]) No equilíbrio: i) DG = 0 ii) [produtos]/[reagentes] = Keq Logo, no equilíbrio: 0 = DGo + RTlnKeq ou DGo = - RTlnKeq Keq = exp (-DGo/RT)

9 DGo = - RTlnKeq Keq = exp (-DGo/RT)

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11 Mecanísmos de catálise:
vide Voet capitulo 11, parte 3 (seção 11-3) 1) Catálise ácido-base 2) Catálise covalente 3) Catálise por íons metálicos 4) Catálise eletrostático 5) Efeitos de proximidade e orientação 6) Ligação preferencial do complexo de estado de transição

12 Complementaridade entre o sítio ativo e o substrato
Diidrofolato redutase e seus substratos tetraidrofolato e NADP+

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14 Energia livre do estado de transição é necessária para torçer o
bastão no caminho até sua quebra

15 Energia livre de ligação (DGM) do bastão com a enzima neste exemplo estabiliza a forma não torcida do bastão. Logo a energia livre do estado de transição necessária para torçer o bastão aumenta

16 Energia livre de ligação (DGM) neste exemplo estabiliza a forma torcida do bastão.
Logo a energia livre do estado de transição necessária para torçer o bastão diminui

17 Enzimas utilizam a energia de ligação para diminuir a energia
livre do estado de transição.

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19 Mudanças conformacionais associadas com ligação do substrato

20 hexoquinase

21 Hexoquinase + D-glicose

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23 Catálise por redução de entropia

24 Catálise por Ácidos e Bases – Uma tema Central para Catálise Enzimática Ácido específico = H3O+ Base específica = OH- Ácido geral = HA Base geral: B:

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28 Estabilização do estado de transição
e catálise por íons metálicos Catálise básico geral (remoção de H+) Catálise ácido geral (eliminação de OH-)

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30 Alosteria ou Regulação alostérica

31 Aspartato transcarbamoilase
- moduladora + moduladora (ie CTP)

32 Autoregulação de vias metabólicas Inibição “feedback”

33 Hiperbólica: Lembra de curva de ligação de O2 para mioglobina

34 Concentração do substrato Velocidade máxima Velocidade naquela [S] Kdiss aparente do Complexo enzima-substrato Lembra de : Y = [L]/(Kdiss + [L])

35 Ks = [E][S]/[ES]= k-1/k1 k1 kcat E + S  ES  E + P k-1 Velocidade de reação = d[P]/dt = kcat[ES] Podemos assumir que d[ES]/dt = 0 (assunção de estado estacionário) Logo: taxa de formação de ES = taxa de sua destruição k1[E][S] = (k-1 + kcat)[ES] k1{[ETOT]-[ES]}[S] = (k-1 + kcat)[ES] k1[ETOT] [S] - k1 [ES][S] = (k-1 + kcat)[ES] k1[ETOT] [S] = k1 [ES][S] + (k-1 + kcat)[ES] k1[ETOT] [S] = [ES]{k1[S] + (k-1 + kcat)} [ES]= k1[ETOT] [S]/{k1[S] + (k-1 + kcat)} [ES]= [ETOT] [S]/{[S] + (k-1 + kcat)/ k1} [ES]= [ETOT] [S]/{[S] + KM} onde KM = (k-1 + kcat)/ k1 Logo: velocidade = kcat[ETOT][S]/(KM + [S])

36 k1 kcat Ks = [E][S]/[ES]= k-1/k1 E + S  ES  E + P k-1 velocidade = kcat[ETOT] [S]/(KM + [S]) Vo = kcat[ETOT][S]/(KM + [S]) Vo = Vmax[S]/(KM + [S]) onde Vmax = kcat[ETOT] Notar que KM = (k-1 + kcat)/ k1 Logo, se k-1 >> kcat  KM = k-1/ k1 = Ks = [E][S]/[ES] = Constante de dissociação do complexo ES (ezima-substrato) Condição de equilíbrio rápido Entre E, S e ES.

37 Quando [S] >>KM Quando [S] << KM

38 Lineweaver-Burke

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42 Vo = kcat[ETOT][S]/(KM + [S])
Quando [S] << KM : Vo = kcat[ETOT][S]/KM = (kcat/KM) x [ETOT][S] Logo, kcat/KM é um aparente constante cinético bimolecular da reação E + S  E + P E tem um limite máximo de 108 – 109 M-1s-1

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45 = 1 + [I]/KI

46 a’ = 1 + [I]/K’I

47 a = 1 + [I]/KI a’ = 1 + [I]/K’I

48 Vo = Vmax[S] aKM + [S] a = 1 + [I]/KI Inibição Competitiva

49 Vo = Vmax[S] KM + a’[S] a’ = 1 + [I]/K’I Inibição não-competitiva (“uncompetitive”)

50 a = 1 + [I]/KI a’ = 1 + [I]/K’I Vo = Vmax[S] aKM + a’[S] Inibição Mista (Quando a = a’, “non-competitive” Intercepto no eixo X)

51 Inibidora suicida

52 EH+  E + H+ ativa inativa pKa = 3

53 EH  EH+ + H+  E + 2H+ inativa pKa ativa pKa inativa = 6, = 9,2

54 Hidrólise de amidas catalizada por quimotripsina

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56 quimotripsina

57 quimotripsina

58 qumiotripsina

59 Sítio ativo de quimotripsina

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68 Cooperatividade e alosteria
Exemplo: enzima homotrópica (substrato é um modulador positivo ou ativador)

69 Exemplo: enzima alostérica
(moduladores positivos ou negativos mudam KM)

70 Exemplo: enzima alostérica
(moduladores positivos ou negativos mudam Vmax)

71 REGULAÇÃO POR MODIFICAÇÃO COVALENTE

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