Proteinas e enzimas_-_aula_02

Profa. Gabriela MacedoTA 514

Ligação peptídica

Aula 3

Profa. Dra. Gabriela Macedogmacedo@fea.unicamp.br

Enzimas

Termo "catalisador" para descrever um agente que afeta a velocidade das reações químicas sem aparecer entre os produtos finais dessa reação.

Identificação da existência de uma enzima que liquefaria a carne, presente no falcão. 

Louis Pasteur estudou profundamente a fermentação, dando origem ao termo "fermento" para designar fatores oriundos de seres vivos capazes de fermentar a glicose. 

Os irmãos Buchner demonstraram ser possível a fermentação da glicose mesmo na ausência de células vivas. O suco obtido de fungos continha os catalisadores que levam à fermentação alcoólica da glicose. Surge, então, o termo "enzima", que significa literalmente "no fungo" (in zyme). 

Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas.

Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto.

As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações.

As enzimas são consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular

São utilizadas em alimentos desde os Gregos para obtenção de novos produtos, como alimentos fermentados.

Algumas delas são indesejáveis durante as etapas de processamento de alimentos.

São muito importantes devido à especificidade quanto ao substrato: sítio ativo

Enzimas são proteínas com atividade biológica e catalítica.

Enzimas são proteínas com atividade catalítica devido ao seu poder de ativação específica e conversão de substrato em produto.

Substrato(s) Produto(s)Enzima

Não enzimática Reação catalisada por enzima:Aumentam o curso da reação de 103 a 1011 vezes:

1. Enzima associada a um composto no sítio ativo

2. deve haver uma conversão química do substrato em produto

O sítio de ligação do substrato de uma enzima é dado por um arranjo tridimensional especial dos aminoácidos de uma determinada região da molécula, geralmente complementar à molécula do substrato, e ideal espacial e eletricamente para a ligação do mesmo.

                                                                                                                    Enzima + Substrato   Complexo Enzima-Substrato   Enzima + Produtos

Modelo do sítio ativo de papaína

Algumas são constituídas somente de aminoácidos

Outras podem conter: Carboidratos Grupos fosfato Cofatores: íons metálicos, coenzimas, grupos

prostéticos

Existem 3 métodos:

- Nome Recomendado: Mais curto e utilizado no dia a dia de quem trabalha com enzimas; Utiliza o posfixo "ase" para caracterizar a enzima a partir do substrato. Exs: Urease, Hexoquinase, Peptidase, etc.

- Nome Sistemático: Mais complexo, dá informações precisas sobre a função metabólica da enzima. Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase

- Nome Usual : Consagrados pelo uso; Exs: Tripsina, Pepsina, Ptialina.

Catalase, 1961 EC ( Enzyme Comission): divisão baseada no tipo de reação catalizada

1. Oxiredutases2. Transferases3. Hidrolases4. Liases5. Isomerases6. Ligases

Oxidam ou reduzem por transferência de elétrons ou hidrogênios ou usando o oxigênio: Em alimentos:

PFO Catalase Peroxidase Lacase Cresolase

Removem grupos do substarto e transfere para o aceptor.

Substrato: grupo não H Aceptor: não H20

ATP + D glucose ADP + glucose-6-fosfato

Glucoquinase

São as enzimas que hidrolisam, quebram ligações covalentes do substrato.

Em alimentos:Lipase ou triacilglicerol hidrolase

Removem grupos dos substratos e deixa uma dupla ligação ou adiciona grupos à dupla ligação do substrato.

Malato Fumarato + H20

Malato hidroliase

Isomeriza o substrato. Quando a isomerização consiste numa transferência intramolecular de um grupo, o nome é MUTASE

Catalizam a ligação covalente entre 2 moléculas juntamente com a quebra de uma ligação pirofosfato do ATP

ATP + L aspartato+ NH3 AMP+Pi+L asparagina

1. Controle da disponibilidade da enzima na célula: hormonal

2. Controle da atividade da enzima efetuado por mudanças estruturais nas moléculas em função do ambiente

pH Atividade de água Concentração da Enzima Concentração de substrato Cofatores Ativadores Inibidores Força iônica Temperatura

Substratos em diferentes valores de pH + Enzima: Determinação da atividade enzimática

Usualmente exibem atividade máxima em uma faixa estreita de pH

Gráfico

pH: existe um pH ÓTIMO, onde a distribuição de cargas elétricas da molécula da enzima e, em especial do sítio catalítico, é ideal para a catálise. Acima ou abaixo desse valor, a atividade enzimática é diminuída

H+

H+

A. pH ótimo

B. pH inferior ao ótimo (maior [H+])

papaína

Enzimas em tampões de pH Ajustar a um

mesmo valor de pH

Adicionar o substrato e determinar a atividade residual

As enzimas apresentam uma faixa de pH em que a estabilidade é máxima

Esta faixa de pH de estabilidade depende da temperatura de incubação e da presença de cofatores ou íons presentes.

Incubação

ºC e tempo fixos

Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação, até se atingir a TEMPERATURA ÓTIMA; a partir dela, a atividade volta a diminuir, por desnaturação da molécula.

Act.

relativa

A: aumento da velocidade de reacção pelo

aumento de agitação térmica das moléculas

B: desnaturação do enzima com o aumento de temperatura

Velocidade crescente da reação em função da temperatura

Velocidade decrescente da reação em função da desnaturação térmica da enzima

Gráficos e figuras

Vegetais Alteração no sabor, aroma e cor

Devido à alta capacidade catalítica e baixa energia de ativação, algumas enzimas são ativas em temperaturas de congelamento e podem causar reações deteriorativas em alimentos congelados ou Refrigerados.Tratamento térmico de alimentos: Eliminação dos microrganismos Inativação das enzimas deteriorativas

(congelamento)

Peroxidase

Pode-se verificar o efeito de 3 modos: Secar o sistema biológico equilibrar em

concentrações de águas diferentes e medir atividade enzimática

Adicionar solventes orgânicos e medir a atividade enzimática: Estabilidade da enzima Direção da reação