Estudo da velocidade da reação enzimática e como ela se altera em função de diferentes parâmetros

Estudo da velocidade da reação

enzimática e como ela se altera em

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

Concentrações baixas de substrato ocorre aumento linear entre Velocidade(V₀) e o Substrato [S]  [S]  V₀

aumenta cada vez menos até atingir um patamar (V_max)

Constante de Michaelis

Equação de Michaelis-Menten

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

O que é K

?

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.

K_m e a V_max varia de enzima para enzima caracterizando-as e pode variar também com o substrato

K

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 Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco

K

_m

1

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

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

Como são classificados os inibidores de

acordo com seu mecanismo de ação?

Reversíveis

Irreversíveis

Inibição competitiva Inibição incompetitiva

Inibição mista ou não competitiva

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 V_max

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

•Regulam a velocidade das reações metabólicas

•São reguladas por determinados sinais

•Tipos:

Enzimas alostéricas

Enzimas reguladas por modificações

covalentes reversíveis

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

Enzimas reguladas por proteólise

Enzimas proteolíticas – mecanismo de

proteção/regulação

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

A coagulação do sangue é resultado da ativação de uma cascata de zimogênios