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Estudo da velocidade da reação enzimática e como ela se altera em função de diferentes parâmetros
Parâmetro mais importante para comparar a atividade e o tipo de reação
das enzimas é a concentração do substrato
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
altas velocidade atinge um valor máximo
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
Constante de Michaelis
Equação de Michaelis-Menten
TAREFA – Fazer para entregar a dedução da equação de Michaelis-Menten
O que é Km ?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.
Km e a Vmax varia de enzima para enzima caracterizando-as e pode variar também com o substrato
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
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-recíprocoInversão dos dois lados da equação de Michaelis-Menten
Separação dos componentes do lado direito.
Equação de Michaelis-Menten
Equação de Lineweaver-Burk ou duplo-recíproco
Km
1y a x b= +
inverter
Separar componentes e resolver
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
b = coeficiente linear
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
reação enzimática
Como são classificados os inibidores de acordo com seu mecanismo de ação?
Reversíveis Irreversíveis
Inibição competitivaInibição incompetitivaInibição mista ou não competitiva
Como eles atuam?
Reversíveis - Inibição competitiva
Inibidor tem estrutura molecular semelhante à do substratoInibidor compete com o substrato pelo sitio ativa da enzima
[S] deslocar inibidor do sítio ativo e manter Vmax
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 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)
Este é o mecanismos de ação dos inseticidas organofosforados, como o malathion e o parathion.
Salicina, extraída da casca do Salgueiro Branco ou Chorão (Salix alba) - hoje sintetizada
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 alostéricasEnzimas reguladas por modificações covalentes reversíveisEnzimas reguladas por proteólise
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
•Diferentes grupos podem se ligar á molécula enzimática e regular sua atividade
•Grupos ligados covalentemente e removidos pela ação de outras enzimas
Enzimas reguladas por proteóliseEnzimas proteolíticas – mecanismo de proteção/regulação
Cadeias ligadas por ligações dissulfeto
Enzimas digestivas produzidas pâncreas e com ação no duodeno.
Bothrops (Jararacas) 90% acidentes no Estado de SP – janeiro a abril – sexo masculino
Alteração nas enzimas envolvidas na cascata de coagulação do sengue - hemorragia