Cinética enzimática com único substrato

E + ES E + PK1

K -1

K2

K -2

S

Hipótese: segunda reação é a étapa limitante

Cinética enzimática com único substrato

E + S ES E + PK1

K -1

K2

V0 – Velocidade Inicial

Estado estacionário – [ES] constante

Então Formação de [ES] = Degradação de [ES]

Vo = K2 [ES] [Et]=[E] + [ES]

V de Formação de ES = K1 [E] [S] V de degradação de ES = K –1[ES] + K2 [ES]

Já que Formação de [ES] = Degradação de [ES]

K1 ([Et]-[ES]) [S] = K –1[ES] + K2 [ES] K1[S][Et] - K1[S][ES] = (K –1+ K2) [ES]

[ES] = [Et] [S]

[S] + (K –1+ K2) / k1)

Km

[ES] = [Et] [S] Se, V0 = k2 [ES]

Km + [S]

Então: V0 = k2 [Et] [S]

Km +[S]

Em V máxima [Et] = [ES]

Então V max = k2 [Et]

Sendo assim Vo = Vmax [S]

Km +[S]

• A VELOCIDADE DA REAÇÃO É PROPORCIONAL À CONCENTRAÇÃO DA ENZIMA

• FACILITA A DETERMINAÇAO DA CONCENTRACAO DE UMA ENZIMA

• DOSAGENS (transaminases, LDH, amilase, fosfatase alcalina)

v0

[E]

Ex: ATP + Glicose ADP + Glicose 6- Phexocinase

Reações em que há 2 substratos envolvem a transferência de átomos ou grupos funcionais de um substrato para o outro:

Sequencial (formação do complexo ternário)

Pingue-pongue ou duplo deslocamento

Reações enzimáticas com mais de um substrato

Inibidores A atividade das enzimas pode ser diminuida ou parada por várias substâncias chamadas de inibidores. Tem inibidores naturais fazendo parte dos constituintes da célula e outros estranhos ao organismo que podem provocar alterações do metabolismo celular. Aqueles encontrados nas células sào fundamentais para a fiosiologia. Esses inibidores permitem ás células um controle preciso da velocidade de algumas reações chaves permetindo uma resposta integrada à mudanca das condições fisiológicas.

Inhibição específica de certas enzimas permita as aplicações farmacológicas ex: sulfonamidos (sulfadoxina, ...)Usados para combater as infecções bacterianas

Pneumonia a pneumocystis (Pneumocystis jirovici, P. carinii) IO em pacientes HIV + Infecção do tracto urinárioShigelose (Desinteria)Algumas infecções por protozoários (Plasmodium falciparum)Sulfonamidos são inibidores competitivos da dihidropteroato sintetase (dhps) enzima importante envolvida no metabolismo dos folatos de muitos organismos menos o homem.Os folatos nos serem humanos são fornecidos pela dieta.Toxicidade seletiva para bactérias.

Largo campo de aplicaçacão para o combate de insetosEx: enzimas digestivas de insetos como as -amilases catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas -1,4 do amido, glicogênio e outros carboidratos. Essas enzimas são muito importantes para os insetos, especialmente para aqueles que se desenvolvem em grãos ricos em amido. (No feijao foram identificados 4 desses inhibidores)Desenvolvimento de plantas mais resistentes ao ataque das pragas contribuindo para a redução do uso de inseticidas químicos.

InibidoresImportância:

• Agentes farmacêuticos• Ferramentas no estudo de mecanismo de funcionamento das enzimas• Ferramenta nos estudos das vias metabólicas

Inibidores

Reversíveis

IrreversíveisInib. Competitiva (freqüente)

Inib. Não-competitiva

Inib. Mista

(Inib. Acompetitiva, rara)

Inibidores Irreversíveis

Inibição Reversível

0 1 2 3 4 5 6 70

5

10

15

Sem inibidor

Com inibidor

Substrato (mM)

V 0(m

ol.L

-1.m

in-1

)Substrato (mM) V0 (sem inibidor)

mmol.L-1.min-1 V0 (com inibidor)

mmol.L-1.min-1 0.2 5 3 0.4 7.5 5 0.8 10.0 7.5 1.0 10.7 8.3 2.0 12.5 10.7 4.0 13.6 12.5 6.0 13.5 13.5

Exemplo: Succinato desidrogenase

Analgésicos... inibidores de Prostaglandinas

Ligação covalenteInibidor irreversível (suicída) - Aspirina

Interações sem ligação covalente Inibidor competitivo e reversível – Ponstan

•Inibidor irreversível Ligação covalente Ácido acetil salicílico

•Inibidor competitivo e reversívelInterações sem ligação covalenteÁcido mefenâmico

Sítio Ativo da Ciclooxigenase

Inibidores Competitivos de proteases do vírus HIV

Gag e Gag Pol são clivados pela protease do vírus HIV em 9 pontos específicos para produzir proteínas funcionais. O precursor Gag vai originar proteínas estruturais e o precursor Pol vai originar enzimas como transcriptase reversa, integrase e proteases.

Amprenavir

Processing of the env protein is carried out by a host cell enzyme, whereas the gag and gag-pol proteins are processed only by the viral aspartic protease (HIV-PR).

* Inibidores de proteases

Protease produz partículas virais infecciosas

Ciclo de Replicação do Vírus HIV

Inibidores Competitivos de proteases do vírus HIV

Gag e Gag Pol são clivados pela protease do vírus HIV em 9 pontos específicos para produzir proteínas funcionais. O precursor Gag vai originar proteínas estruturais e o precursor Pol vai originar enzimas como transcriptase reversa, integrase e proteases.

Amprenavir

Processing of the env protein is carried out by a host cell enzyme, whereas the gag and gag-pol proteins are processed only by the viral aspartic protease (HIV-PR).

Regulação da atividade enzimática

• Enz. alostéricas analogia com protéina alostérica (ex: Hb)

• Moduladores alostéricos (≠ de inibidores não-competitivos ou mixtos!!)

• Mudanças conformacionais entre forma ativa e inativa e parámetros cinéticos diferentes (≠ do Michaelis-Menten)

• Dois tipos: enzimas homotrópicas (reguladas pelo substrato) e heterotrópicas

Enzimas alostéricas... O que é isso?

Sistema multienzimático sequencial

Enzimas alostéricas... O que é isso?

Ex: Aspartato Transcarbamilase (AtCase) -síntese de pirimidinas

Aspartato + carbamil-fosfato N-carbamil aspartato

AtCase

Citidina trifosfato

Uridina trifosfato

Michaellis-Menten

Enzimas Alostéricas

Enzima Homotrópica

Efeito moduladores

Efeito moduladores

Exemplos de enzimas regulatórias Fosfofrutokinase –1 (PFK-1):

ALOSTERIA MODIFICAÇÃO COVALENTE

ALOSTERIA

Glicogênio Fosforilase

Modificação covalente reversível

Ativação Proteolítica