Estudo da velocidade da reação

enzimática e como ela se altera em

função de diferentes parâmetros

Concentração do substrato - Parâmetro

mais importante para comparar a atividade e

o tipo de reação das enzimas

pH e temperatura – relacionados com

estrutura ativa das enzimas

Importante abordagem para o

entendimento do mecanismo de ação

de uma enzima.

Vários fatores afetam a atividade de uma

enzima – pH, temperatura e substrato

Atividade enzimática é afetada pelo pH

O pH pode influenciar a atividade de uma enzima através de maneiras

distintas. Primeiramente, o pH pode levar à desnaturação proteica.

O pH também pode interferir na atividade de uma enzima alterando o

padrão de cargas de um determinado sítio ativo ou catalítico, ou alterando

a conformação geral da proteína.

Atividade enzimática é afetada pela temperatura

O aumento de temperatura aumenta a taxa de reação enzimática devido

ao aumento de energia cinética das moléculas participantes da reação.

A temperatura pode interferir nas interações que mantém as estruturas

secundárias e terciárias (pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas),

podendo levar à desnaturação protéica.

enzima

A concentração do substrato afeta a velocidade das

reações catalisadas por enzimas

Curva que relaciona [S] e V0 é uma hipérbole, concentrações

mais baixas aumento linear da velocidade, concentrações mais

altas velocidade atinge um valor máximo

Concentrações

baixas de

substrato ocorre

aumento linear

entre

Velocidade(V0) e o

Substrato [S]

[S] V0

aumenta cada vez

menos até atingir

um patamar (Vmax)

Curva relacionando [S] e V0 pode ser expressa algebricamente

Constante de Michaelis

Equação de Michaelis-Menten

TAREFA – Fazer para entregar na próxima aula a dedução da equação de

Michaelis-Menten

O que é Km ? É a concentração do substrato

onde se obtém metade da

velocidade máxima da reação

TAREFA – Demonstrar algebricamente o que é Km usando a equação de

Michaelis-Mentem e a definição de Km.

Km e a Vmax varia de enzima para enzima caracterizando-

as e pode variar também com o substrato

Km não é uma medida de afinidade da enzima

pelo substrato mas sim a concentração do

substrato onde se obtém a metade da

velocidade máxima da reação

Rubisco

•Km CO2 - 9μM

•Km O2 - 350 μM

Hexoquinase Glicose Km - 0,05 μM

Frutose Km -1,5 μM

Transformações da equação de Michaelis-Menten

Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco

Inversão dos dois lados da equação de Michaelis-Menten

Separação dos componentes do lado direito.

Equação de Michaelis-Menten

Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco

Km

1 y a x b = +

inverter

Separar

componentes e

resolver

y

x

Com essa

transformação

matemática passa-se

a trabalhar com uma

reta e não com uma

hipérbole, mais fácil.

Várias informações

podem ser obtidas

com esse gráfico

y=0

x = 0

a = coeficiente angular

b = coeficiente linear

Através da análise da cinética da reação pode-se descobrir qual

o mecanismo de ação da reação com relação ao substrato

A atividade de todas as enzimas pode ser

inibida por determinadas moléculas

Inibidores enzimáticos

São moléculas que interferem com a

catálise diminuindo ou interrompendo a

reação enzimática

Como são classificados os inibidores de

acordo com seu mecanismo de ação?

Reversíveis Irreversíveis

Inibição competitiva

Inibição incompetitiva

Inibição mista ou não competitiva

Como eles atuam?

Reversíveis - Inibição competitiva

Inibidor tem estrutura molecular semelhante à do substrato

Inibidor compete com o substrato pelo sitio ativa da enzima

[S] deslocar inibidor do

sítio ativo e manter Vmax

V max é constante na presença do inibidor devido à

grande quantidade de substrato

Reversíveis - Inibição incompetitiva

Inibidor se liga em um

sítio diferente do centro

ativo, impede a reação do

complexo ES.

Independente da concentração do substrato o Km e a

Vmax estão alterados

Reversíveis - Inibição mista ou não competitiva

Inibidor se liga tanto ao

complexo ES como à

enzima, em um sítio

diferente do centro ativo

Independente da concentração do substrato o

Km e a Vmax estão alterados

Inibição irreversível

Inibidor se liga de maneira estável ou covalente

com um grupo funcional importante para a

atividade enzimática

Utilizados experimentalmente para definir os

aminoácidos essenciais do centro ativo das

enzimas

Inativar determinadas enzimas em situações

biológicas importantes

Reagem com o resíduo de serina no sitio ativo das serino-

enzimas, formando um complexo irreversível.

Uma das enzimas altamente sensível a esses compostos é

a acetilcolinesterase, responsável pela metabolização do

neurotransmissor acetilcolina em neurônios centrais e

periféricos (envenenamento por organofosforados)

Sintomas – depressão respiratória, letargia, convulsões, coma

Este é o mecanismos de ação dos inseticidas

organofosforados, como o malathion e o parathion.

Absorção via pele, inalação e ingestão alimentos contaminados.

Metabolismo hepático lento - intoxicação

No metabolismo celular

grupos de enzimas

trabalham em conjunto

onde o produto de uma é

o substrato da outra

Via metabólica

Nessas vias existe

sempre uma enzima que

determina a velocidade

com que o grupo vai

trabalhar – enzimas

reguladoras

Regulação da atividade enzimática

•Regulam a velocidade das reações metabólicas

•São reguladas por determinados sinais

•Tipos:

Enzimas alostéricas

Enzimas reguladas por modificações

covalentes reversíveis

Enzimas reguladas por proteólise

Sofrem modificações

conformacionais em

resposta à ligação do

modulador (positivo ou

negativo)

Enzimas alostéricas

•Possui sítios reguladores

para a ligação do

modulador especifico

•Maiores e mais

complexas que as não

alostéricas (mais que uma

cadeia polipeptídica)

Enzimas reguladas por modificações

covalentes reversíveis

•Diferentes grupos

podem se ligar á

molécula

enzimática e

regular sua

atividade

•Grupos ligados

covalentemente e

removidos pela

ação de outras

enzimas

Menos ativa Mais ativa

Enzimas reguladas por proteólise

Enzimas proteolíticas – mecanismo de

proteção/regulação

Enzima inativa

Fatores externos

(autólise ou ação

de outra protease)

Parte da cadeia é

retirada e a enzima

muda sua

conformação

expondo o sítio ativo

Cadeias unidas por

ligações dissulfeto

Enzimas digestivas produzidas pâncreas e com ação no duodeno.

Ação em ligações peptídicas com resíduos

aromáticos (hidrofóbicos e grandes)

Ação em ligações peptídicas com

resíduos com cadeia lateral

carregada positivamente

A coagulação do sangue é resultado da ativação de uma

cascata de zimogênios