Cintica Enzimtica Prof Dr Henning Ulrich Influncia do

Cinética Enzimática Prof. Dr. Henning Ulrich

Influência do Substrato Ä Concentração de substrato [S]: afeta a velocidade da reação; Ä Efeito de [S]: varia durante o curso de uma reação S P; Ä Velocidade inicial (V 0): [S] >> [E] tempo muito curto [S] = constante.

Influência do Substrato Ä [E] = cte Ä [S] = V 0 linear Ä [S] = V 0 Ä V 0 = Vmáx

Influência do Substrato Ä Alguns casos a V 0 não pode ser medida • Não existe técnica experimental; • Equação química não representa a transformação; Ä Velocidade da reação: • Velocidade média de consumo ou produção; • Variação de uma propriedade no sistema.

Influência do Substrato Ä Vitor Henri (1903): E liga-se ao S para formar ES passo obrigatório; Ä Leonor Michaelis e Maud Menten (1913) • E combina-se reversivelmente com S ES E+S • ES se rompe E e P ES k 2 k 1 k-1 ES E+P

Influência do Substrato Ä Qualquer instante da reação: E e ES; Ä [S] = velocidade da reação [S]; Ä Vmáx = todas as moléculas de E estiverem na forma ES enzima “saturada”; Ä [S]: estado pré-estacionário ES; • Estado estacionário [ES] = cte; • V 0 estado estacionário.

Equação Michaelis-Menten Ä Curva: possui a mesma forma para a maioria das enzimas; Ä Expressa pela Equação de Michaelis e Menten; Ä Hipótese: limitante quebra de ES E + P.

Equação Michaelis-Menten Ä Equação da velocidade para uma reação catalisada enzimaticamente e com um único substrato; Ä Relação quantitativa entre a V 0, a Vmáx e a [S] inicial relacionadas através de Km.

Equação Michaelis-Menten Ä Relação numérica: V 0 é metade de Vmáx; Ä km = “afinidade” pelo substrato; Km afinidade Ä Vmáx é proporcional à [E].

Significado de Km e Vmáx Ä Equação Michaelis dependência hiperbólica; e Menten = Ä Mecanismos de reação diferentes catalisam reações com 6 ou 8 passos; Ä Significado e magnitude de Vmáx e Km varia; Ä Km: depende de aspectos específicos do mecanismo de reação.

Significado de Km e Vmáx Ä K 2 << K-1 afinidade da enzima; Ä K 2 >> K-1; Ä K 2 e K-1 são comparáveis a Km função complexa; Ä Vmáx: número de passos da reação e identidade dos passos limitantes.

Significado de Km e Vmáx E+S K 1 K-1 ES K 2 K-2 EP K 3 E+P Ä Enzima na saturação: EP e Vmáx = k 3. [Et]; Ä Kcat = velocidade limitante de qualquer reação enzimas saturadas; Ä Kcat e Km = ambiente celular, concentração do substrato e química da reação.

Complexo enzima-substrato: ES v (formação) = k 1 [S] [E] { v (“degradação”) = k-1[ES] + k 2 [ES] = (k-1 + k 2) [ES] Estado estacionário (“steady state”): [ES] = constante v de formação = v de “degradação” ou: k 1 [S] [E] = (k-1 + k 2) [ES] [E] / [ES] = (k-1 + k 2) / k 1 { (k-1 + k 2) / k 1 = Km Constante de Michaelis [ES] = [S] [E] / Km { [E] = [ET] – [ES] { [ES] = ([ET] – [ES]) [S] / Km [ES] = [ET] [S] / Km – [ES] [S] / Km {[ES] + [ES] [S] / Km = [ET] [S] / Km ([ES] Km + [ES] [S]) / Km = [ET] [S] / Km { [ES] = [ET] [S] / Km + [S] [ES] (Km + [S]) / Km = [ET] [S] / Km

Variável dependente: velocidade de reação, função de [S]. Constante*: velocidade máxima Variável independente: concentração do substrato. Constante de Michaelis: KD aparente de ES. * “Constante”: Vmax é função de [E]total

Parâmetros Cinéticos Ä Exemplo: [S] (g/L) 0, 25 0, 51 1, 03 2, 52 4, 33 7, 25 Vo (g/L. h) 0, 78 1, 25 1, 66 2, 19 2, 35 2, 57

Parâmetros Cinéticos Ä Exemplo: Lineweaver-Burk

Inibidores Competitivos Ä Forma estrutural competição; = substrato Ä Porcentual de inibição concentrações e afinidade pela enzima.

Inibidores Competitivos Ä [S] Vmáx = Km Ä Experimento • 1º [E], [S] = cte • 2º [E], [I] = cte 1/V 0 x 1/[S]

Inibidores Competitivos Ä Equação de Michaelis e Menten Ä Lineweaver-Burk

Inibidores Competitivos Ä Relação entre as velocidades com e sem inibidor Ä [S] = influência do [I] desprezível.

Inibidores Não-Competitivos Ä Ocupa outro sítio ES, EI e EIS; Ä [S] = não leva todas as E produtiva; Ä Vmáx e Km normal.

Inibidores Não-Competitivos Ä Equação da velocidade: Ä Lineweaver-Burk

Inibidores Incompetitivos Ä Bloqueio de ES; Ä 2 sítios ativos I se fixa no complexo ES; Ä ESI = não forma P; Ä Vmáx e Km

Inibidores Incompetitivos Ä Equação da velocidade: Ä Lineweaver-Burke:

Inibidores Incompetitivos

Inibidores Irreversíveis Ä Combinam-se com um grupo funcional destruição; Ä União covalente inibidor e enzima. Ä Vmáx e Km =

Inibidores Irreversíveis Ä Equação de Michaelis e Menten:

Inibidores Irreversíveis Ä Lineweaver-Burk:

Influência do p. H Ä Valor de p. H ótimo = atividade máxima; Ä Velocidade da reação: p. H afasta do ótimo; Ä Influência do p. H: análise dos grupos dissociáveis; Ä Ácidos (Brönsted): compostos capazes de dissociar-se, liberando H+.

Influência do p. H HA A + H+ Ä p. H HA A Ä Aminoácidos: Ä p. H -COO- captam prótons = -COOH; Ä p. H -NH 3+ são dissociados = NH 2; - -- NH +. Ligação eletrostática = -COO 3 Ä

Influência do p. H Ä p. H ótimo depende do número e tipo de grupos ionizáveis estrutura primária; Ä Variações do p. H afeta substrato com grupos ionizáveis; Ä Estabilidade da enzima: temperatura, força iônica, concentração de substratos ou cofatores da enzima e concentração da enzima, entre outros.

Influência do p. H Ä p. H 5 e 8 = não afeta a atividade; Ä Declínio entre p. H 6, 8 -8 e 6, 8 -5 = forma iônica não adequada; Ä 5 > p. H > 8 = inativação irreversível.

Influência da Temperatura Ä T velocidade de reação = energia cinética; Ä T muito elevadas = desnaturação da enzima • Rompidas as pontes de hidrogênio alterações estruturas = nova conformação; • T desnaturação pouco acima da T ótima.

Influência da Temperatura Ä Enzimas PM 1 cadeia polipeptídica e pontes dissulfeto = estáveis ao calor; Ä Efeito da T = p. H, força iônica e a presença ou ausência de ligantes; Ä Substratos protegem desnaturação. a enzima da

Influência da Temperatura Ä K é função da T Lei de Arrhenius

Influência da Temperatura Ä Enzimas são termolábeis enzimática = inativação términa reação Ä Efeito da T na velocidade das reações coeficiente de temperatura • Velocidade quando a T 10ºC.

Regulação da Atividade Ä Sistema enzimático: produto da reação da 1ª enzima substrato da enzima subseqüente; Ä Enzimas reguladoras determina velocidade da seqüência; • Atividade catalítica ou sinais; Ä Moléculas sinalizadoras metabólitos ou cofatores. a pequenos

Enzimas Alostéricas Ä Ligação não-covalente e reversível modulador; Ä Inibição por retroalimentação • Enzima reguladora inibida pelo P final da via reequilibra as necessidades celulares; Ä Moduladores: inibidores ou estimuladores.

Enzimas Alostéricas Ä Modulador = substrato homotrópicas; Ä Modulador substrato heterotrópicas; Ä Sítio alostérico específico para o modulador; Ä Curva de saturação sigmóide subunidades múltiplas.

Enzimas Alostéricas Ä curvas de variação de atividade moduladores inibidores, ativadores ou os dois tipos.

Modificação Covalente Ä Ligação covalente de um grupo químico à sua estrutura; Ä Metabolismo alterado aciona vias inativas e inibem vias ativas.