Cinetica Enzim

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Cinetica Enzimática
Estudo da velocidade da reação enzimática e como
ela se altera em função de diferentes parâmetros
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Importante abordagem para o entendimento do
mecanismo de ação de uma enzima.
Vários fatores afetam a atividade de uma enzima
pH, temperatura e substrato
Parâmetro mais importante para comparar a
atividade e o tipo de reação das enzimas é a
concentração do substrato
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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.

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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.

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A concentração do substrato afeta a velocidade
das reações catalisadas por enzimas
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Curva que relaciona S e V0 é uma hipérbole,
concentrações mais baixas aumento linear da
velocidade, concentrações mais altas velocidade
atinge um valor máximo
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• 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
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Equação de Michaelis-Menten
Constante de Michaelis
TAREFA Fazer para entregar a dedução da equação
de Michaelis-Menten
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É a concentração do substrato onde se obtém
metade da velocidade máxima da reação
O que é Km ?
TAREFA Demonstrar algebricamente o que é Km
usando a equação de Michaelis-Mentem e a
definição de Km.
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Km e a Vmax varia de enzima para enzima
caracterizando-as e pode variar também com o
substrato
Rubisco Km CO2 - 9µM Km O2 - 350 µM
Hexoquinase Glicose  Km - 0,05 µM
Frutose  Km -1,5 µM
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
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Equação de Michaelis-Menten
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.
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Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco
inverter
Separar componentes e resolver
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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
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a coeficiente angular
y0
b coeficiente linear
x 0
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Através da análise da cinética da reação pode-se
descobrir qual o mecanismo de ação da reação com
relação ao substrato
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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
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Como são classificados os inibidores de acordo
com seu mecanismo de ação?
Irreversíveis
Reversíveis
Inibição competitiva Inibição incompetitiva Inibiç
ão mista ou não competitiva
Como eles atuam?
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Reversíveis - Inibição competitiva
Inibidor compete com o substrato pelo sitio ativa
da enzima
Inibidor tem estrutura molecular semelhante à do
substrato
??? S deslocar inibidor do sítio ativo e manter
Vmax
V max é constante na presença do inibidor devido
à grande quantidade de substrato
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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
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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
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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
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Este é o mecanismos de ação dos inseticidas
organofosforados, como o malathion e o parathion.
Reagem com o resíduo S1 de 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)
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Salicina, extraída da casca do Salgueiro Branco
ou Chorão (Salix alba) - hoje sintetizada
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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
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Enzimas reguladoras

• Regulam a velocidade das reações metabólicas
• São reguladas por determinados sinais
• Tipos
• Enzimas alostéricas
• Enzimas reguladas por modificações covalentes
  reversíveis
• Enzimas reguladas por proteólise

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Enzimas alostéricas

• Possui sítios reguladores para a ligação do
  modulador especifico
• Maiores e mais complexas que as não alostéricas
  (mais que uma cadeia polipeptídica)

Sofrem modificações conformacionais em resposta à
ligação do modulador (positivo ou negativo)
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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

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(No Transcript)
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Enzimas reguladas por proteólise
Enzimas proteolíticas mecanismo de
proteção/regulação
Enzimas digestivas produzidas pâncreas e com ação
no duodeno.
Cadeias ligadas por ligações dissulfeto
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Alteração nas enzimas envolvidas na cascata de
coagulação do sengue - hemorragia