FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO

BIOQUIMICA GERAL RFM 0004

CINETICA ENZIMATICA

Prof. Dr. Vanderlei RodriguesDepartamento de Bioquímica e Imunologia

-2014-

HISTÓRICO

Em 1913, Michaelis e Menten desenvolveram uma equação para examinar a cinética das reações enzimáticas.

O modelo pressupõe que o E liga-se ao S formando um complexo ES para em seguida liberar o produto P

complexo enzima substrato complexo enzima produto componentes livres

Substrato(S) + Enzima (E) (ES) (EP) E + P

A proporção de ES formado limita a velocidade da reação: v= velocidade inicial da reação

v= kcat (ES) kcat= constante de catalise (ES)= concentração do complexo ES

CINÉTICA ENZIMÁTICA

Velocidade reação (v)

Vmax.

Vo 0 0 concentração do substrato (S)

Como explicar este comportamento cinético

EQUAÇAO DE MICHAELIS-MENTEN k1 k2

S + E ES E + P (ES) = (Et) (S)

k-1 k-2 k-1 + k2 + (S) k1

A reação acima, mostra que existe um equilíbrio entre os componentes da reação e que o complexo ES é rapidamente formado. A sua decomposição

em E e P é o processo limitante da velocidade.

V0 = k2 (ES) Velocidade inicial da reação

Vmax = k2 (Et) Velocidade máxima

Onde Et = (E) + (ES)

Equação de Michaelis-MentenVelocidade Inicial (V0) Velocidade Máxima (Vmax.)

V0 = k2 (ES) Nesta situação temos (Et)=(ES)

(ES) = (Et) (S) k-1 + k2 + (S) k1 Vmax. = k2 (Et)

V0 = k2 (Et) (S) V0 = Vmax. (S) k-1 + k2 + (S) k-1 + k2 + (S) k1 k1 Km (Constante de Michaelis-Menten)

V0 = Vmax. (S) Km + (S) EQUAÇÃO DE MICHAELIS-MENTEN

CÁLCULO DO Km

Velocidade da reação (V)

Vmax.

V0 Km Concentração do substrato (S)

Quando Km = (S) teremos

V0 = Vmax (S) Km + (S)V0 = Vmax (S) (S) + (S)V0 = Vmax (S) 2 (S)V0 = Vmax

2

QUAL O SIGNIFICADO DO Km?

O Km, indica a afinidade do substrato perla enzima. Quanto maior o valor do Km, maior é afinidade da enzima pelo substrato.

Abaixo, temos a cinética de duas enzimas a glicoquinase e a hexoquinase, onde ambas catalisam a mesma reação, a fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato

A glicoquinase com maior valor de Km para a glicose, fosforila a glicose mais eficientemente.

TRANSFORMAÇÃO DA CURVA DE MICHAELIS-MENTEN EM UMA RETA DE LINEWEAVER-BURK E DE EADIE-HOFSTEE PARA O CÁLCULO DO Km E DA Vmax.

Aos gráficos mostram a velocidade (V) versus concentração do substrato (S):A. GRÁFICO DE MICHAELIS-MENTENB. GRÁFICO DE LINEWEAVER-BURKC. GRÁFICO DE EADIE-HOFSTEE

INIBIÇÃO ENZIMÁTICA

INIBIÇÃO COMPETETIVA:

Neste tipo de inibição , o inibidor tem estrutura semelhante ao do substratoe com isto ele dificulta a entrada do substrato no sitio de ligação com a enzima.

A INIBIÇÃO COMPETITIVA ALTERA O VALOR DO Km SEM ALTERAR A VELOCIDADE MÁXIMA COMO MOSTRAM OS GRÁFICOS ABAIXO:

EXEMPLOS DE INIBIÇÃO COMPETIVA NA PRÁTICA MÉDICA:

1. Tratamento da hipertensão AngiotensinogênioRim Renina Angiotensina I Angiotensina II Pressão

Enzima Conversora de Angiotensina (ECA)

Inibição pelo Captopril (competitiva)

2. Envenenamento pelo Metanol

Metanol Aldeído Fórmico Altamente tóxico (cegueira)

álcool desidrogenase

Etanol Aldeído Acético Acetato Metabolizado

Álcool desidrogenase ˃ afinidade pelo etanol

INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA

Neste tipo de inibição, o inibidor liga se na enzima em um sítio diferente de ligação do substrato

A inibição não competitiva altera a velocidade máxima

A inibição não competitiva não altera o valor do Km

EXEMPLO DE INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA:

Um exemplo clássico é o envenenamento por inseticida tipo organofosforado onde o inseticida liga irreversivelmente à enzima acetilcolineesterase.

Acetilcolina Colina + Acetato

Acetilcolinesterase

↑Acetilcolina X

Acetilcolinesterase-organofosforado (inibição não competitiva)

Estimulo constante da junção neuromuscularTratamento: Atropina impede a ligação na junção neuromuscular