01) Defina enzima. Que tipo de proteína é uma enzima? 02) Qual a função de um catalisador? Como ele atua? 03) As enzimas são catalisadores específicos?
04) Relacione os principais grupos de reações catalisadas por enzimas? 05) O que significam os termos “encaixe induzido” e “chave-fechadura”? 06) O que é o sítio ativo de uma enzima?
07) Qual o mecanismo de reação enzimática proposto por Michaelis-
Menten?
08) A velocidade de uma reação enzimática depende da concentração de
substrato? E da concentração de enzima? Qual a relação?
09) Qual a definição de km e qual o seu significado?
10) Qual a dependência da atividade enzimática com o pH do meio e com a
temperatura?
11) O que é inibidor enzimático? Quais os tipos de inibição possíveis?
12) Determine os valores de Vmax e km para os seguintes resultados obtidos
de uma reação enzimática.
S (M) V (M/min) 2,5x10-6 28 4,0x10-6 40 1x10-5 70 2x10-5 95 4x10-5 112 1x10-4 128 2x10-3 139 1x10-2 140
13) Determine os valores de Vmax e km para os resultados da seguinte reação
enzimática catalisada por uma protease.
Glicilglicina + H2O 2 glicina S (mM) V (mol/min) 1,5 0,21 2,0 0,24 3,0 0,28 4,0 0,33 8,0 0,40 16,0 0,45
14) A taxa de hidrólise de ATP em ADP é influenciada pela proteína
muscular miosina. Os seguintes dados estão tabelados a 25°C e pH 7,0. Encontre km e Vmax para a reação com miosina.
V (mol/s) [ATP] (M) 0,067 7,5 0,095 12,5 0,119 20,0 0,149 32,5 0,185 62,5 0,191 155,0 0,195 320,0
15) Digamos que você, desejando caracterizar uma enzima recém isolada,
preparou diversos tubos de ensaio, cada qual contendo 0,1 μM da enzima, com concentrações crescentes de substrato. Após um período de incubação na temperatura adequada, você mediu as concentrações do produto formado e obteve os dados como na tabela abaixo.
[S] (mM) Vo (μM/min)
0 0
2 28
6 43
8 47
10 48
12 49
14
Qual o valor de Vmax e de km da enzima para o substrato utilizado?
16) Por que o gráfico atinge um platô? Justifique a reposta.
a) a enzima é inibida por altas concentrações de substrato
b) a afinidade da enzima pelo substrato se altera durante a catálise c) a enzima provavelmente está sendo progressivamente degradada por
proteases
d) o sítio ativo se satura com altas concentrações de substrato e) o substrato vai sendo degradado
17) Para a reação catalisada por enzima, ilustrada abaixo, por que o termo
k-2 não está incluído na Equação de Michaelis-Menten? Justifique cada
resposta.
k1 k2
E + S ES E + P
a) Esta reação jamais ocorre
b) A omissão do termo k-2 simplifica os cálculos
c) A Equação de Michaelis-Menten apenas descreve as velocidades iniciais de reação
d) O termo k-2 já está incluído em Km
k
-1e) A Equação de Michaelis-Menten apenas descreve a formação do complexo ES
18) Para cada alternativa a seguir, indique se V ou F, justifique cada
resposta:
a) a unidade de medida de km é velocidade por segundo;
b) km = (k2 + k-1)/k1 ;
c) km é igual à concentração de substrato que resulta em velocidade
máxima de reação;
d) Em concentração muitas altas de substrato, a velocidade de reação é independente da concentração do substrato;
e) A concentração do complexo ES permanece constante ao longo da reação;
f) A concentração da enzima é normalmente muito mais baixa que a concentração do substrato;
g) A velocidade de reação é igual ao produto da concentração do complexo ES pela constante k2, ou: Vo = [ES] x k2.
19) Sobre as enzimas, indique se V ou F, justifique cada resposta:
a) Para funcionar eficientemente, precisam estar em concentrações semelhantes às concentrações dos reagentes;
b) Aumentam o valor da constante de equilíbrio, dessa forma favorecendo a formação do produto;
e) Asseguram que o produto é termodinamicamente mais estável que o substrato;
f) Diminuem a energia de ativação para a conversão de substrato em produto;
g) São consumidas nas reações que catalisam.
20) O que são enzimas alostéricas?
21) Em presença de álcool desidrogenase, a velocidade de redução do
acetaldeído a etanol aumenta à medida que aumentamos a concentração de acetaldeído. Em um certo ponto, a velocidade da reação atinge um máximo, e um aumento adicional da concentração de acetaldeído não tem mais efeito sobre a velocidade. Por quê? Justifique
a) Todas as moléculas de álcool desidrogenase estão ligadas a moléculas de acetaldeído.
b) Em concentrações elevadas de acetaldeído, a energia de ativação da reação diminui.
c) A enzima não é mais específica para o acetaldeído.
d) Em concentrações elevadas de acetaldeído, diminui a diferença de energia livre da reação.
22) A invertase catalisa a seguinte reação de hidrólise:
Sacarose + Água
Glucose + Frutose
Foram realizadas uma série de experiências com concentrações crescentes da enzima (T = 25◦C e pH = 5,5) para uma só concentração de substrato.
Cada ensaio foi realizado introduzindo num tubo 1ml de solução enzimática, 1 ml de soluça tampão e 1ml de substrato em concentração saturante. A glucose foi quantificada a intervalos regulares de tempo (Tabela 1):
Tabela 1 – Quantificação ao longo do tempo (t) do teor em glucose produzida (CP) a
diferentes concentrações de invertase (CE)
CE (M) CP (mol glucose) 1,0 x 10-6 0,8 1,5 2,5 3,3 4,1 5,0 5,8 6,6 3,6 x 10-6 2,9 5,8 8,7 11,5 14,4 16,8 18,4 19,5 5,6 x 10-6 5,0 10,0 15,0 17,8 19,5 21,0 21,7 22,0 t (min) 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0
a) Trace num só gráfico as curvas CP = f(t) para cada uma das
concentrações de enzima.
b) Calcule as velocidades iniciais da reação para cada uma das concentrações de enzima.
c) Trace e interprete a curva V0 = f(CE).
23) No estudo da cinética de uma enzima oxi-redutase na ausência de
inibidores, obtiveram-se os resultados apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 – Estudo da cinética de uma enzima oxi-redutase. ([S] – concentração de substrato;
V0 – velocidade inicial) [S] (M) V0 (mM min-1) 1 x 10-4 0,080 2 x 10-4 0,122 5 x 10-4 0,182 1 x 10-3 0,213
a) Verifique graficamente se a enzima poderá ser descrita por uma cinética de Michaelis-Menten.
b) Na presença de uma substância estranha ao meio reacional obtiveram-se os resultados apresentados na Tabela 3. Indique qual a função metabólica desempenhada por essa substância e caracterize numericamente essa função.
Tabela 3 – Estudo da cinética de uma enzima oxi-redutase. ([S] – concentração de substrato;
V0 – velocidade inicial) [S] (M) V0 (mM min-1) 2 x 10-4 0,083 3 x 10-4 0,101 4 x 10-4 0,114 5 x 10-4 0,123
24) Pretendeu-se estudar a fosfatase alcalina da Escherichia coli através da
hidrólise do para-nitro-fenil-fosfato (PNPP), composto cuja massa molecular é igual a 371,15 g.mol-1. Preparou-se uma solução mãe de PNPP com a
concentração de 1,3 g.L-1. Ao fim de 1 min de reacção quantificou-se a
formação de PNP, um dos produtos da hidrólise do PNPP, por leitura da absorvância a 410 nm. Utilizando os dados fornecidos na Tabela 4, determine graficamente os parâmetros cinéticos da fosfatase alcalina.
Tabela 4 – Hidrólise do para-nitro-fenil-fosfato a PNP, catalisada pela fosfatase alcalina
Nº tubo 0 1 2 3 4 5
Tampão (ml) 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 PNPP (ml) 0,0 0,2 0,3 0,5 1,0 1,5 Água (ml) 2,5 2,3 2,2 2,0 1,5 1,0 Enzima (ml) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Absorbância após 1 min 0 0,147 0,167 0,190 0,212 0,231
25) Quais as principais aplicações industriais de enzimas?
26) Escreva sobre as principais metodologias de imobilização de enzimas,
como são realizados e quais as vantagens e usos de cada um.
27) Quais os principais métodos para determinar os parâmetros cinéticos de