Enzimas Cintica inibio e regulao CONDIES FUNDAMENTAIS DA
Enzimas: Cinética, inibição e regulação
CONDIÇÕES FUNDAMENTAIS DA VIDA: 1. Autorreplicação; 2. Catálise de reações químicas com eficiência e seletividade
Enzimas • Moléculas catalisadoras que aumentam a velocidade das reações, sem sofrerem alterações no processo global; • Na faixa de 5 a 17 ordens de magnitude. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas.
Enzimas RESÍDUOS DE AAS COM GRUPOS DE CADEIAS LATERAIS QUE SE LIGA AO SUBSTRATO CATALISA A TRANSFORMAÇÃO BIOQUÍMICA http: //www. youtube. com/watch? v=s 4 j. EZ 9 Os 6 QM
Enzimas Estado de transição • OS CATALISADORES AUMENTAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES POR DIMINUÍREM AS ENERGIAS DE ATIVAÇÃO (interação covalente e fracas entre enzima e substrato); • NA EVOLUÇÃO, AS ENZIMAS DESENVOLVERAM-SE PARA DIMINUIR SELETIVAMENTE AS ENERGIAS DE ATIVAÇÃO DAS REAÇÕES NECESSÁRIAS PARA A SOBREVIVÊNCIA CELULAR
Enzimas Ribozima Molécula de RNA com atividade catalítica
Nomenclatura SUFIXO ASE UREASE_ CATÁLISE DA UREIA DNA POLIMERASE_ POLIMERIZAÇÃO DNA PEPSINA_ DO GREGO PEPIS (DIGESTÃO) ACORDO INTERNACIONAL EM BIOQUÍMICA
Classificação das Enzimas
Classificação das Enzimas
Isozimas - enzimas que catalisam a mesma reação mas apresentam estruturas diferentes (primária e/ou quaternária). Podem ser : - constituem diferentes enzimas produzidas por diferentes genes; Desidrogenase lática
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS • SÍTIO ATIVO 1. Cadeias laterais de AAs (fenda ou bolso_3 D) 2. Eficiência catalítica 3. Especificidade • Sítio de ligação do substrato; • Sítio catalítico.
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS COFATOR • Um ou mais íons inorgânicos ou molécula orgânica ou metalorgânica complexa (coenzima).
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS Cofator (inorgânico) Algumas enzimas requerem a presença de íons metálicos para que a reação catalítica ocorra (Mg, Zn, Fe, Ca, Cu, Mn). Anidrase carbônica é uma enzima que tem um papel importante no transporte do CO 2 e no controle do p. H do sangue. Zinco
Coenzima_ carreadores transitórios de grupos funcionais específicos. A maioria deles é derivada das vitaminas (deve estar na dieta em pequenas quantidades).
Coenzima Grupo prostético (coenzima) As enzimas quando ligadas covalentemente ou nãocovalentemente às coenzimas, são chamadas de holoenzimas Apoenzima Holoenzima
PROPRIEDADES DAS ENZIMAS Regulação Localização específica
Modelos enzimáticos Especificidade enzimática 1. Chave-fechadura Não é o ideal, estabiliza o substrato.
Modelos enzimáticos • Especificidade enzimática 2. Encaixe induzido Interações ótimas só ocorrem no estado de transição.
FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO CONCENTRAÇÃO DO SUBSTRATO Unidade de enzima (U) - quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 µmol de substrato por min [ES] SÍTIOS DE LIGAÇÃO OCUPADOS
FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO Temperatura e estabilidade molecular A temperatura ótima para a maioria das enzimas humanas está entre 35 e 40ºC. Acima de 40ºC, as enzimas desnaturam. Bactérias termófilas apresentam temperaturas ótimas acima de 70ºC.
FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO Efeito do p. H Cadeias laterais ionizáveis ou não ionizáveis
Atividade enzimática É obtida pela determinação da velocidade da reação catalisada pela enzima sob condições definidas.
Cinética enzimática Equação de Michaelis-Menten reversível É baseado nos seguintes pressupostos: • E, S e ES estão em equilíbrio; • a conversão de ES em E + P é uma etapa irreversível e limitante da velocidade. • Velocidade inicial é calculada quando a enzima é misturada ao substrato, sendo nesse momento o produto muito pequeno. Km= K 2 + K 3/K 1
A velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração da enzima
Constante de Michaelis-Menten (Km) Afinidade da enzima e do seu substrato específico Qual correlação entre Km e Vmáx? Km=Vmáx/2 Km=[S] Experimentalmente (grandes qtdes de substrato)
Cinética enzimática Gráfico de Lineweaver-Burk A inversão de Vo e [S] possibilta a determinação de Vmax e Km
Inibição enzimática Inibidores enzimáticos são substâncias que interferem na atividade das enzimas, bloqueando o processo catalítico. Inibidores irreversíveis Inibidores fisiológicos Fármacos Substâncias tóxicas
Inibição enzimática Inibidores Irrevesíveis Gases tóxicos derivados de Ácidos fluor-fosfórico (HPO 2 F 2, H 2 PO 3 F) organofosforados carbamatos Sítio ativo da colinesterase
• Inibidores Irrevesíveis
Inibição enzimática Inibidores reversíveis Inibição Competitiva E + S + I ⇄ ES + EI 1. Os inibidores competitivos são geralmente substâncias análogas à do substrato; 2. A enzima pode complexar ou o substrato ou o inibidor mas não ambos simultaneamente; 3. Ocorre aumento do Km (Km aparente), sem modificação da Vmáx; 4. A ação dos inibidores competitivos é abolida a concentrações elevadas do substrato. 5. Reversão (aumento do substrato).
Síntese bacteriana tetraidrofolato Síntese das bases de ácidos nucléicos
Inibe DNA polimerase
Inibição enzimática Inibição Não-competitiva E + S + I ⇄ ES + EIS 1. O inibidor se liga à enzima num local diferente do sítio ativo; 2. A enzima pode combinar-se simultaneamente com o substrato e o inibidor; 3. Ocorre diminuição aparente do Vmáx (menos enzimas); 4. O inibidor afeta a configuração mais apropriada à catálise. Ex: metais pesados SH proteínas
Regulação enzimática Controle alostérico
Regulação enzimática Modificação covalente A atividade de muitas enzimas é regulada por modificações de natureza covalente que se conjugam com as interações alostéricas (não covalentes) e as ampliam. A modificação covalente pode ser ocorrer pela adição de diferentes radicais, pelos processos denominados fosforilação, glicosilação, galactosilação, metilação, entre outros. quinase e fosfatase
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