Enzimas parte 2

Enzimas em AlimentosII – Cinética e termodinâmica

Química de AlimentosProf. Dr. Ricardo Stefani

Como funciona ?Como funciona ?Reação específica ocorre apenas no sítio ativo

Enzima pode ser classificada conforme o sítio ativo em:ApoenzimaHoloenzima

Tipos de EnzimaApoenzima

● A coenzima são resíduos de aminoácidos presentes no sítio ativo + cofator temporário

Holoenzima● Necessidade de cofator ou coenzima ligado (forma ativa)

Coenzimas e cofatoresCoenzimas e cofatores Coenzimas

Baixo peso molecular Moléculas covalentes Orgânicas Ex. Vitaminas, FAD, NAD, ATP

Cofatores Metais Compostos de coordenação

Mecanismo de ação

Mecanismo de açãoEnergia de Ativação

Energia necessária para colocar os reagentes na geometria correta, quebrar as ligações existentes e formar novas

Mecanismo de ação Para uma reação ocorrer, uma

barreira energética deve ser vencida. As enzimas facilitam este trabalho

Como ?

Mecanismo de ação

As enzimas fornecem um microambiente mais favorável à reação do que o meio que está à volta da enzima

Mecanismos de ação

Mecanismo de ação

Enzima estabiliza o estado de transição

Não alteram a posição do equilíbrio químico

Apenas a velocidade é alterada

Mecanismo de ação

Cinética

Estudo da velocidade e equilíbrio das reações enzimáticas

Complexo de MichaelisComplexo enzima-substrato

Cinética

Saturação é atingida rapidamente● Alta concentração do substrato

Cinética Na velocidade máxima (Vmax) da enzima, todas as moléculas da enzima estão ligadas com substrato.

Km, : é a concentração do substrato necessária para a enzima atingir metade de sua Vma. Cada enzima tem um Km característico para um dado substrato.

kcat : é o número de moléculas do substrato que se liga ao sítio ativo por segundo.

Cinética

A eficiência da enzima é dada por:

kcat/Km

Também conhecida como constante de especificidade

Como parar uma enzima ?

pH/Temperatura Alta concentração de sais inibição

Cinética

Inibidores enzimáticos

Cinética

-10

-5

0

5

10

15

20

-50 -30 -10 10 30 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

ES ES P v =Vmax [S]

Km + [S]

k1

k-1

k2

-Km, Vmax

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50v,

µm

ol/

min

[S], mM

Km

0.5Vmax

Cinética – inibição competitiva

0

0.5

1

1.5

2

2.5

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

1/v

, /µ

mo

l/m

in1 /[S], /mM

-1/Km

1/Vmax

Km/Vmax

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

0.5Vmax

Km

S ECI S + E ES E + P

I+

EI

Kic

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

No I

+ C I

Km

0.5Vmax

Kmapp

1v=

K m

V max

1[ S ]

1

V max

v =Vmax [S]

Km + [S]v =

Vmax [S]

αKm + [S]1v=

Kα m

V max

1[ S ]

1

V max

α = 1+[I]

Kic

-1/Kmapp

Kmapp/Vmax

Cinética – inibição não competitiva

0

0.5

1

1.5

2

2.5

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

1/v

, /µ

mo

l/m

in1 /[S], /mM

-1/Km1/Vmax

Km/Vmax

S E UCIKiu

S + E ES E + P

ESI

I+

v =Vmax [S]

Km + [S]1v=

K m

V max

1[ S ]

1

V max

v =Vmax [S]

Km + α' [S]1v=

K m

V max

1[ S ]

α '

V max

α' = 1+[I]

Kiu

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

0.5Vmax

Km

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S]. mM

No I

+ UC I

Km

0.5Vmax

Kmapp

0.5Vmax

1/Vmaxapp

-1/Kmapp

Kmapp/Vmax

app

Cinética – inibição mista

0

0.5

1

1.5

2

2.5

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

1/v

, /µ

mo

l/m

in

1 /[S], /mM

-1/Km1/Vmax

Km/Vmax

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

0.5Vmax

Km

S ENCI

NCI +

Kic Kiu

S + E ES E + P

I

EI ESI

I+S E

v =Vmax [S]

Km + [S]1v=

K m

V max

1[ S ]

1

V max

1v=

Kα m

V max

1[ S ]

α '

V maxv =

Vmax [S]

αKm +α' [S]

α = 1+[I]

Kic

α' = 1+[I]

Kiu

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50

v, µ

mo

l/m

in

[S], mM

No I

+ NCI

Km

0.5Vmax

0

0.5

1

1.5

2

2.5

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

1/v

, /µ

mo

l/m

in

1 /[S], /mM

+ NC I

No I-1 /Km

1/Vmax

Km/Vmax

Km/Vmaxapp

1/Vmaxapp

0.5Vmax