Carboidratos

1
Enzimas
2
Introdução
Enzimas

• Definição
• Proteínas
• exceção grupo de RNA catalítico
• Catalisadores
• Características
• Alto poder catalítico
• Alta especificidade
• Funcionam em solução aquosa
• Atividade em temperatura e pH fisiológicos
• Mais eficientes que vários catalisadores não
  biológicos

3
Introdução
Enzimas

• Importância
• Aceleram reações
• Coordenam cadeias de reações
• Respondem a estímulos locais e à distância
• Estudo de patologias genéticas
• Acompanhamento de doenças e tratamentos
• Diagnóstico de doenças
• Processamento de alimentos

4
Introdução
Enzimas

• Definições

Holoenzima
Proteína
Cofator
Apoenzima ou Apoproteína

• Pode ser
• íon inorgânico
• molécula orgânica

Coenzima
Se covalente
Grupo Prostético
5
Enzimas
Classificação
6
Mecanismos de ação
Enzimas

• Conceitos
• Velocidade de reação
• Equilíbrio
• Substrato
• Sítio ativo
• Estado inicial
• Energia livre (G)

• Variação de energia livre padrão (?G0)
• ?G0 em pH 7,0 (?G0 )
• Estado de transição
• Energia de ativação (?G)

G
7
Mecanismos de ação
Enzimas

• Reações catalisadas por enzimas
• Sem interferência no equilíbrio
• Atingem o equilíbrio mais rápido
• Redução da energia de ativação
• Intermediários
• Passo limitante

G
8
Mecanismos de ação
Enzimas

• Poder catalítico e especificidade
• Interações entre grupo funcional e substrato
• Energia para baixar energia de ativação deriva
  de interações fracas
• Complexo enzima-substrato
• Energia de ligação
• Complementaridade
• Modelo inicial chave e fechadura
• Sítio ativo x estado de transição
• Modelo da quebra do bastão

9
Mecanismos de ação
Enzimas
10
Mecanismos de ação
Enzimas
11
Cinética enzimática
Enzimas

• Definição
• Estudo das velocidades de uma reação e suas
  mudanças em resposta a alterações em valores
  experimentais
• Efeito da concentração do substrato

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Cinética enzimática
Enzimas

• Equação de Michaelis-Menten
• Duplo recíproco

y a x b
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Cinética enzimática
Enzimas

• Conceitos
• Cinética de Michaelis-Menten
• VMax e KM característicos para cada enzima
• reações com mais de 2 intermediários
• exceções
• KM
• depende da constante de passos intermediários da
  reação
• KM (k2k3)/k1
• Constante de dissociação do complexo KM só
  representa a afinidade da enzima pelo substrato
  se k3ltltk2 (KMk2/k1) quando é chamado de KS

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Cinética enzimática
Enzimas

• Conceitos
• Número de turnover
• constante de velocidade da etapa limitante
• kcatVMax/Et Vmaxk3Et
• número de moléculas de substrato que são
  convertidas a produto, por segundo, por uma única
  molécula de enzima
• ex 1 moléc. de catalase converte 40.000.000
  moléculas de H2O2 em 1 segundo
• só é válido p/ enzima saturada de substrato
• Se S ltlt KM
• enzima não saturada

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Inibição
Enzimas

• Substratos múltiplos
• Caminhos diferentes
• Intermediários ternários
• Inibição
• Reversível
• competitiva
• S e I ligam-se ao mesmo sítio

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Inibição
Enzimas

• Inibição
• Reversível
• não-competitiva
• I liga-se a outro sítio sem independente da
  ligação de S
• Diminui a concentr. de enzima ativa

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Inibição
Enzimas

• Inibição
• Reversível
• incompetitiva
• I liga-se a outro sítio somente no complexo ES
• formas mistas em substratos múltiplos

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Inibição
Enzimas

• Inibição
• Irreversível
• inibidores suicidas
• inicia reação
• converte-se e liga-se à enzima
• inativadores baseados no mecanismo
• Inativo até estar no sítio ativo

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Inibição
Enzimas
20
Inibição
Enzimas
21
Exemplo - DHL
Enzimas

• Tetrâmero
• Isoformas

22
Exemplo - DHL
Enzimas

• NAD(P)

23
Exemplo - DHL
Enzimas
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Enzimas Regulatórias
Enzimas

• Definição
• Controlam a etapa limitante em uma cadeia de
  reações
• Atividade aumentada ou diminuída em função de
  sinais
• Classificação
• Alostéricas
• Reguladas por modificações covalentes reversíveis

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Enzimas Alostéricas
Enzimas

• Características
• Moduladores não-covalentes
• Feedback
• Exceções a várias regras
• Sítio alostérico (pode coincidir com o sítio
  catalítico)
• Não seguem a cinética proposta por
  Michaelis-Menten
• Classificação
• Homotrópicas
• o substrato é o modulador (efetor)
• Heterotrópicas
• o modulador não é o substrato

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Enzimas Alostéricas
Enzimas

• Características
• Curva de saturação sigmoidal
• Múltiplas sub-unidades
• Interações cooperativas
• homotrópicas

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Enzimas Alostéricas
Enzimas

• Modelos de cinética
• Simetria
• enzima inteira ativa ou inativa
• cada molécula de S ligada aumenta a probabilidade
  de transição para a forma ativa

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Enzimas Alostéricas
Enzimas

• Modelos de cinética
• Sequencial
• cada sub-unidade (su) ativa ou inativa
• Ligação de S aumenta a probabilidade de
  transição da su para a forma ativa
• Ativação de uma su aumenta a probabilidade de
  transição da su vizinha para a forma ativa

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Enzimas Regulatórias
Enzimas

• Moduladas por modificação covalente
• Grupos são ligados (ou removidos) às enzimas
• Ligações catalisadas por outras enzimas
• Clivagens proteolíticas

P
Fosforilase quinase
O
CH2
Fosforilase fosfatase
Fosforilase a (ativa)
Fosforilase b (inativa)
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Resumo
Enzimas

• Definição
• Classificação
• Mecanismo de ação
• Velocidade x Equilíbrio
• Especificidade
• Estado de transição
• Cinética
• Michaelis Menten
• Duplo recíproco
• Substratos múltiplos
• Inibidores
• Enzimas regulatórias