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