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ESTUDO SOBRE
AS ENZIMAS
Prof. Dra. Márcia Andreazzi
Unicesumar – Centro Universitário Cesumar
Curso de Medici...
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PRIMEIROS ESTUDOS
- fermentação do açúcar em álcool;
- digestão da carne:
- secreções estomacais: pepsina e t...
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- Depressões ou fendas na estrutura da
enzima;
- Pequena porção do volume total da E;
- Contém radicais de aa...
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Ligação do S ao aos radicais dos
aas presentes no centro ativo
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Componentes da Reação Enzimática
E + S E S E + P
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S - Substrato(s)
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Componentes da Reação
Enzimática
E + S E S P + E
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Variação da concentração de S e
P durante a reação enzimática
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Enzimas do ciclo da uréia
Lesão tecidual grave: Cirrose Hepática
Prejudica a síntese de enzimas pelo tecido
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Determinação da atividade de enzimas específicas
no plasma proporciona ao clínico informações importantes
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TIPOS DE ENCAIXE
ENZIMÁTICO:
-chave e fechadura
-encaixe induzido
Modelo chave e fechadura:
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Modelo do encaixe induzido:
a ligação inicial do S à E induz uma
mudança conformacional na enzima,
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ENZIMAS
• O S liga-se a E no sítio ativo ou centro
ativo, se aproximando de grupos R...
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OXIREDUTASES
OXIRREDUTASES:
oxidação do etanol pela álcool desidrogenase
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• Energia de ativação:...
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As enzimas aceleram a velocidade das reações
por diminuir sua energia de ativação:
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• Para que uma reação ocorra, moléculas devem colidir
com orientação apro...
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Os reagentes absorvem energia de
ativação atingindo o estado de
transição. As setas assinalam a ruptura
das ...
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Influência do pH na atividade
enzimática
• A estrutura e forma do centro ativo são uma
decorrência da estrut...
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As enzimas têm um pH ótimo (ou um intervalo de pH)
no qual a sua atividade é máxima: em um pH maior ou
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pH ótimo das enzimas
pH ótimo das enzimas: pepsina,
tripsina e fosfatase alcalina
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(PUC/SP) O gráfico abaixo mostra a variação da atividade
de uma enzima proteolítica do tubo digestório em fu...
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Influência da ToC na atividade
enzimática
Influência da ToC na atividade
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EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE E
Recaptulando.....fatores que afetam a
velocidade da reação
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• ioniza o sítio...
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EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE S
Concentração de substrato
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A relação entre a [S] e a velocidade da reação pode ser
expressa quantitativamente pela equação de Michaelis...
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Equação de Michaelis-Menten
• KM= constante de Michaelis-Menten
• Corresponde a [S] em que a enzima se
encon...
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Constante de Michaelis-Menten para
algumas enzimas
ENZIMA SUBSTRATO KM (mM)
Glicerol desidrogenase Glicerol ...
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Km para algumas E e S
A enzima Hexoquinase apresenta:
KM para glicose: 0,15 mM
KM para frutose: 1,5 mM
O que...
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A EFICIÊNCIA CATALÍTICA DAS
ENZIMAS DEPENDE
• Proximidade e orientação
– do S em relação ao sítio catalítico...
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• A manutenção da vida celular depende da contínua
ocorrência de um conjunto de reações químicas, que
devem ...
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As enzimas, biocatalizadoras de indução de
reações químicas, reconhecem seus
substratos através da:
a) Tempe...
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INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA
(CHAMPE et al., 2006)
• Qualquer substância que possa diminuir a
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Leitura complementar
INIBIÇÃO REVERSÍVEL
Inibidores Reversíveis ligam-se a E por meio de
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INIBIÇÃO COMPETITIVA
• O I liga-se reversivelmente ao mesmo
sítio que o S normalmente ocuparia e,
dessa form...
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Inibição reversível
competitiva
INIBIÇÃO COMPETITIVA
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Cinética com inibidor competitivo
Efeito dos inibidores na cinética
enzimática: Inibição competitiva
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CONSIDERAÇÕES SOBRE A INIBIÇÃO
COMPETITIVA (CISTERNAS et al., 2001):
• O grau de inibição causado por um I c...
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Inibidores COMPETITIVOS das proteases
do vírus HIV:
AIDS:
Utiliza-se inibidores de uma das enzimas fundament...
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INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA
Inibição reversível não-
competiviva
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INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA
Cinética com
inibidor não-competitivo
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Efeito dos inibidores na cinética
enzimática: inibição não-competitiva
CONSIDERAÇÕES SOBRE A INIBIÇÃO
NÃO-CO...
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INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA MISTA:
- o I se liga tanto à E livre quanto ao complexo ES
- O Km e a Vmáx. são alt...
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Exercícios
James Sumner isolou e cristalizou a urease, em
1926.
A urease existe em algumas bactérias e plant...
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Leitura complementar
Leitura complementar
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Questão do Lehninger
REGULAÇÃO ENZIMÁTICA
Algumas enzimas podem ter suas
atividades reguladas, atuando assim...
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Modulação Alostérica
• Ocorre nas enzimas que possuem um sítio de
modulação, ou alostérico, onde se liga de ...
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SISTEMA ENZIMÁTICO
Definição
Regulação
Efeito homotrópico
Efeito heterotrópico
Enzimas - Via Metabólica
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Inibição do
sistema
enzimático por
feedback
Substâncias que se ligam ao
sítio ativo das enzimas e que
geram ...
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Substâncias análogas ao substrato, que
se ligam ao sítio ativo das enzimas, mas
ao contrário do inibidores c...
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• São precursores inativos de
enzimas, pois se tivessem
atividade ao serem sintetizados,
seriam prejudiciais...
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ZIMOGÊNIOS GÁSTRICOS E
PANCREÁTICOS
Por que o suco gástrico é rico
em ácido clorídrico ?
No caso de haver de...
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Enzimas conjugadas
Porção protéica
APOENZIMA
Cofator
HOLOENZIMA
Íon
Coenzima
Grupamento
prostético
Moléculas...
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COENZIMAS
• As coenzimas funcionam como transportadoras
transitórias de grupos funcionais específicos.
• Uma...
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NAD+:
Nicotinamida adenina dinucleotídeo
FAD:
Flavina adenina dinucleotídeo
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Algumas coenzimas
possuem em sua molécula,
um componente orgânico
que não pode ser sintetizado
pelos animais...
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O que são isoenzimas?
Relacione
( 1 ) Holoenzima ( 2) Apoenzima ( 3 ) Cofator
( 4 ) Metabólito ( 5) Antimeta...
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Leitura complementar
Leitura complementar
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Exercícios
(Lehninger, 2012) O sabor adocicado do milho recém-
colhido é devido ao alto teor de açúcar nos g...
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Exercícios
(Baseado em CISTERNAS et al., 2001) Um aluno de bioquímica
preparou 2 tubos de ensaio como segue:...
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Exercícios
Exercícios
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Exercícios
Exercícios
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  1. 1. 07/05/2015 1 ESTUDO SOBRE AS ENZIMAS Prof. Dra. Márcia Andreazzi Unicesumar – Centro Universitário Cesumar Curso de Medicina Veterinária Disciplina: Bioquímica Referências sugeridas
  2. 2. 07/05/2015 2 PRIMEIROS ESTUDOS - fermentação do açúcar em álcool; - digestão da carne: - secreções estomacais: pepsina e tripsina; - Transformação do amido: - Saliva: amilase ESTRUTURA GERAL DAS ENZIMAS: “PROTEÍNA COM CENTRO ATIVO QUE ATUA SOBRE O S”
  3. 3. 07/05/2015 3 - Depressões ou fendas na estrutura da enzima; - Pequena porção do volume total da E; - Contém radicais de aas que se ligam ao S; - O S liga-se a E por múltiplas atrações fracas (ES) - São específicas para cada S. Centro ativo ou sítio catalítico: CARACTERÍSTICAS DAS ENZIMAS  São proteínas globulares  alto grau de especificidade pelo S  participa de reações sem formar produtos colaterais;  sensíveis a temperatura e pH;   2.000 tipos diferentes são conhecidos.  Síntese: RER
  4. 4. 07/05/2015 4 Ligação do S ao aos radicais dos aas presentes no centro ativo
  5. 5. 07/05/2015 5 Componentes da Reação Enzimática E + S E S E + P E - Enzima S - Substrato(s) ES - Complexo Enzima -Substrato P – Produto(s)
  6. 6. 07/05/2015 6 Componentes da Reação Enzimática E + S E S P + E Substrato se liga ao SÍTIO ATIVO da enzima
  7. 7. 07/05/2015 7 Variação da concentração de S e P durante a reação enzimática PRODUTO SUBSTRATO TEMPO CONCENTRAÇ ÃO E ES IMPORTÂNCIA: Várias doenças estão associadas a falta ou ao excesso de enzimas ou ao ↑ ou ↓ de sua atividade Enzimas Processos Fisiológicos Ocorram de modo ordenado Homeostasia
  8. 8. 07/05/2015 8 Enzimas do ciclo da uréia Lesão tecidual grave: Cirrose Hepática Prejudica a síntese de enzimas pelo tecido Amônia (tóxica para o organismo) Uréia (não tóxica) COMA HEPÁTICO Doenças Genéticas Incapacidade ou capacidade parcial de sintetizar enzimas Sintomatologia variada
  9. 9. 07/05/2015 9 Determinação da atividade de enzimas específicas no plasma proporciona ao clínico informações importantes para o diagnóstico Lesão cardíaca grave Infarto do miocárdio Extravasamento de enzimas intracelulares Enzimas rotineiramente ensaiadas no laboratório clínico
  10. 10. 07/05/2015 10 TIPOS DE ENCAIXE ENZIMÁTICO: -chave e fechadura -encaixe induzido Modelo chave e fechadura: a interação entre a E e seu S
  11. 11. 07/05/2015 11 Modelo do encaixe induzido: a ligação inicial do S à E induz uma mudança conformacional na enzima, produzindo um melhor encaixe. ESPECIFICIDADE ENZIMÁTICA • AMPLA • RESTRITA
  12. 12. 07/05/2015 12 REAÇÕES CATALIZADAS POR ENZIMAS • O S liga-se a E no sítio ativo ou centro ativo, se aproximando de grupos R´s de aminoácidos dispostos espacialmente nessa região. – O S têm sua molécula tensionada e distorcida aproximando-se da conformação do estado de transição. CLASSIFICAÇÃO INTERNACIONAL DAS ENZIMAS, BASEADA NA REAÇÕES POR ELAS CATALISADAS NÚMERO CLASSE TIPO DE REAÇÃO CATALISADA 1 Oxirredutases Transferência de elétrons 2 Transferases Transferência de grupos 3 Hidrolases Reações de hidrólise 4 Liases Adição de grupos a duplas ligações ou o inverso 5 Isomerases Transferência de grupos dentro de moléculas produzindo formas isoméricas 6 Ligases Formação de ligações C-C, C-S, C-O, e C-N por reações de condensação acopladas a clivagem de ATP
  13. 13. 07/05/2015 13 OXIREDUTASES OXIRREDUTASES: oxidação do etanol pela álcool desidrogenase
  14. 14. 07/05/2015 14 TRANSFERASES TRANSFERASES: Reação catalisada por uma aminotransferase.
  15. 15. 07/05/2015 15 HIDROLASES HIDROLASES
  16. 16. 07/05/2015 16 LIASES LIASES
  17. 17. 07/05/2015 17 ISOMERASE ISOMERASE
  18. 18. 07/05/2015 18 LIGASES LIGASES
  19. 19. 07/05/2015 19 AS ENZIMAS DIMINUEM A “ENERGIA DE ATIVAÇÃO” DAS REAÇÕES QUÍMICAS Definindo termos.... • Energia de ativação: – quantidade de energia (cal) necessária para levar todas as moléculas de 1 mol de uma substância, a uma dada temperatura, ao Estado de Transição. • Estado de Transição: – ocorre quando todas as moléculas estão na forma reativa.
  20. 20. 07/05/2015 20 As enzimas aceleram a velocidade das reações por diminuir sua energia de ativação:
  21. 21. 07/05/2015 21 • ↑ o número (concentração) de moléculas; • ↑ a população de moléculas com energia necessária para reagir (aumento da temperatura) OU. . . • ↓ a barreira energética diminuindo a energia de ativação (catalisador) Como podemos aumentar a velocidade de uma reação?
  22. 22. 07/05/2015 22
  23. 23. 07/05/2015 23 Velocidade e a Teoria das Colisões • Para que uma reação ocorra, moléculas devem colidir com orientação apropriada a adquirir uma quantidade de energia para atingir um estado de transição • Diminuem a EA, levando a altas velocidades de reação; • São muito específicas; • São sintetizadas pelas próprias células; • Têm concentração e atividade moduláveis, permitindo um ajuste fino do metabolismo ao ambiente celular. QUAIS AS VANTAGENS DAS ENZIMAS COMO CATALISADORES ?
  24. 24. 07/05/2015 24 Os reagentes absorvem energia de ativação atingindo o estado de transição. As setas assinalam a ruptura das ligações químicas, permitindo a formação dos produtos As enzimas atuam como biocatalisadores cuja presença faz diminuir a EA necessária para o início da reação – pH – Temperatura – Concentração de E – Concentração do S FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DA REAÇÃO (CHAMPE et al., 2006): cinética enzimática
  25. 25. 07/05/2015 25 Influência do pH na atividade enzimática • A estrutura e forma do centro ativo são uma decorrência da estrutura tridimensional da enzima e podem ser afetadas por quaisquer agentes capazes de provocar mudanças conformacionais na proteína. – A variação de pH do meio, altera a conformação da proteína por alterar as cargas de alguns grupos R´s de resíduos de aminoácido. – Cada enzima possui um pH onde sua atividade é máxima pH ótimo das enzimas ENZIMA pH ótimo Pepsina 1,5 Fosfatase ácida 4,5 Urease 6,5 Tripsina 7,8 Arginase 9,7
  26. 26. 07/05/2015 26 As enzimas têm um pH ótimo (ou um intervalo de pH) no qual a sua atividade é máxima: em um pH maior ou menor, a atividade diminui. pH ótimo da enzima Pepsina
  27. 27. 07/05/2015 27 pH ótimo das enzimas pH ótimo das enzimas: pepsina, tripsina e fosfatase alcalina
  28. 28. 07/05/2015 28 (PUC/SP) O gráfico abaixo mostra a variação da atividade de uma enzima proteolítica do tubo digestório em função do pH: a) Identifique a enzima. b) Determine a parte do tubo digestório em que essa enzima atua. Influência da ToC na atividade enzimática • A velocidade das reações enzimáticas são muito baixas próximas a 0oC • A celocidade aumenta gradativamente enquanto a enzima conservar sua estrutura nativa • Acima de 50 ou 55oC a maioria das proteínas globulares são desnaturadas, provocando alterações conformacionais que leva a perda da atividade catalítica Por que os alimentos são resfriados para aumentar seu tempo de armazenagem?
  29. 29. 07/05/2015 29 Influência da ToC na atividade enzimática Influência da ToC na atividade enzimática
  30. 30. 07/05/2015 30 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE E Recaptulando.....fatores que afetam a velocidade da reação – pH • ioniza o sítio catalítico • desnatura – Temperatura •  ToC : desnatura •  To C: não há EA suficiente – Concentração de enzimas – Concentração do substrato: KM
  31. 31. 07/05/2015 31 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE S Concentração de substrato Velocidade
  32. 32. 07/05/2015 32 A relação entre a [S] e a velocidade da reação pode ser expressa quantitativamente pela equação de Michaelis-Menten: V0 = Vmáx [S] Km+[S]
  33. 33. 07/05/2015 33 Equação de Michaelis-Menten • KM= constante de Michaelis-Menten • Corresponde a [S] em que a enzima se encontra 50% na forma de ES, ou seja, a concentração necessária para se atingir metade da velocidade máxima da enzima; • KM= expressa a afinidade da E pelo S CONSTANTE DE MICHAELIS-MENTEM
  34. 34. 07/05/2015 34 Constante de Michaelis-Menten para algumas enzimas ENZIMA SUBSTRATO KM (mM) Glicerol desidrogenase Glicerol 39 Anidrase carbônica CO2 7,5 Álcool desidrogenase Etanol 0,5 Isocitrato desidrogenase Isocitrato 0,45 Hexoquinase Glicose 0,15 Hesoquinase Frutose 1,5 Km para algumas E e S
  35. 35. 07/05/2015 35 Km para algumas E e S A enzima Hexoquinase apresenta: KM para glicose: 0,15 mM KM para frutose: 1,5 mM O que isso significa? Significa que é necessária uma concentração de frutose 10 vezes maior para atingir a mesma velocidade do que com o substrato glicose !
  36. 36. 07/05/2015 36 A EFICIÊNCIA CATALÍTICA DAS ENZIMAS DEPENDE • Proximidade e orientação – do S em relação ao sítio catalítico • Catálise ácido-base geral – o sítio ativo fornece grupos R de resíduos específicos de aas que são bons doadores (ácidos) ou aceptores de prótons (básicos). – Tais grupos são potentes catalisadores. – Quanto mais grupos no sítio ativo, maior a eficiência na reação. A EFICIÊNCIA CATALÍTICA DAS ENZIMAS DEPENDE • Tensão e distorção ou ajuste induzido – facilita a interação entre E e S, levando o S mais facilmente ao ET, pois distorce o S, pressionando-o. • Catálise covalente – a enzima “manipula” o S no seu sítio ativo de forma a facilitar sua reação sobre ele, diminuindo a Energia de ativação
  37. 37. 07/05/2015 37 • A manutenção da vida celular depende da contínua ocorrência de um conjunto de reações químicas, que devem atender 2 exigências fundamentais: – precisam ser altamente específicas – ocorrerem em velocidades adequadas à fisiologia celular SENDO ASSIM: As enzimas, como catalisadores, aumentam a velocidade das reações em várias ordens de grandeza São altamente específicas e, selecionam, entre as reações possíveis, aquelas que efetivamente irão ocorrer. Os catalisadores são substâncias que aceleram a velocidade de uma reação, sem serem efetivamente consumidos durante o processo, criando um novo “caminho” para a reação com menor EA Como a [catalisador] permanece constante, podem atuar em quantidades mínimas, ditas catalíticas Todas as células dispõem de proteínas capazes de exercer função catalítica (ENZIMAS), catalisando praticamente todas as reações químicas que se processam nos seres vivos !
  38. 38. 07/05/2015 38 As enzimas, biocatalizadoras de indução de reações químicas, reconhecem seus substratos através da: a) Temperatura do meio. b) Forma tridimensional das moléculas. c) Energia de ativação. d) Concentração de minerais. e) Reversibilidade da reação. INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
  39. 39. 07/05/2015 39 INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA (CHAMPE et al., 2006) • Qualquer substância que possa diminuir a velocidade de uma reação catalisada por uma enzima é chamada de inibidor: – podem ser substâncias do próprio metabolismo (intencional) ou substâncias estranhas (acidental) TIPOS: Inibição Irreversível Inibição reversível INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL • A enzima inibida não recupera sua atividade; – A inibição ocorre, principalmente, com inibidores do tipo suicida, o I só se torna reativo após entrar no sítio catalítico, e se tornando reativo, não sai mais. – Muitas drogas são assim, e apresentam a vantagem, de não ter efeito colateral !
  40. 40. 07/05/2015 40 Leitura complementar INIBIÇÃO REVERSÍVEL Inibidores Reversíveis ligam-se a E por meio de ligações não-covalentes, onde a diluição do complexo EI resulta na dissociação do I reversivelmente ligado e na recuperação da atividade enzimática. Os 2 tipos mais comuns de inibição encontrados são: – Inibição reversível competitiva – Inibição reversível não-competitiva.
  41. 41. 07/05/2015 41 INIBIÇÃO COMPETITIVA • O I liga-se reversivelmente ao mesmo sítio que o S normalmente ocuparia e, dessa forma, compete com o S por esse sítio. • Efeito sobre o Vmáx: não altera • Efeito sobre o KM: aumenta INIBIÇÃO COMPETITIVA
  42. 42. 07/05/2015 42 Inibição reversível competitiva INIBIÇÃO COMPETITIVA
  43. 43. 07/05/2015 43 Cinética com inibidor competitivo Efeito dos inibidores na cinética enzimática: Inibição competitiva
  44. 44. 07/05/2015 44 CONSIDERAÇÕES SOBRE A INIBIÇÃO COMPETITIVA (CISTERNAS et al., 2001): • O grau de inibição causado por um I competitivo depende da [S], [I], Km e KI • Quando [S] aumenta e [I] fica constante, o grau de inibição diminui • Quando [I] aumenta e [S] fica constante, o grau de inibição aumenta • Um inibidor competitivo aumenta o valor de KM, não alterando o Vmáx, embora seja necessária uma concentração muito maior de S para que o Vmáx seja atingida ESTATINAS COMO INIBIDORES COMPETITIVOS As estatinas são drogas anti-hiperlipidêmicas que inibem competitivamente o 1º passo da síntese do coleterol. Estas drogas inibem a enzima Hidroximetilglutaril- CoA-redutase (HGM-CoA-redutase). As estatinas, tais como a atorvastatina (Liptor) e a sinvastatina (Zocor), são análogos estruturais do substrato natural dessa enzima e competem efetivamente pelo sítio catalítico, dessa forma, elas inibem a síntese de novo do colesterol e, assim, diminuem os níveis plasmáticos de colesterol (CHAMPE et al., 2006).
  45. 45. 07/05/2015 45 Inibidores COMPETITIVOS das proteases do vírus HIV: AIDS: Utiliza-se inibidores de uma das enzimas fundamentais do vírus do HIV que é uma protease. Esta protease é uma enzima essencial para a produção de novas partículas virais nas células infectadas. Inibidores COMPETITIVOS das proteases do vírus HIV: - saquinavir (Hoffman-LaRoche) - ritonavir (Abbot) - indinavir (Merck) INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA • O S e o I ligam-se a sítios diferentes. • O I não-competitivo pode ligar-se tanto à E livre quanto ao complexo ES (mista), de modo a impedir que a reação ocorra. • Efeito sobre o Vmáx: diminui • Efeito sobre o KM: não altera
  46. 46. 07/05/2015 46 INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA Inibição reversível não- competiviva
  47. 47. 07/05/2015 47 INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA Cinética com inibidor não-competitivo
  48. 48. 07/05/2015 48 Efeito dos inibidores na cinética enzimática: inibição não-competitiva CONSIDERAÇÕES SOBRE A INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA (CISTERNAS et al., 2001): • o grau de inibição em presença de um inibidor não-competitivo depende de [I] e Ki; • o Km não se altera, porém a Vmáx é diminuída; • a presença de um inibidor não-competitivo faz parecer que menos enzimas se encontram presente.
  49. 49. 07/05/2015 49 INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA MISTA: - o I se liga tanto à E livre quanto ao complexo ES - O Km e a Vmáx. são alterados Relacione: ( 1 ) irreversível ( 2 ) reversível competitiva ( 3 ) reversível não competitiva ( ) Inibição da enzima pela alta concentração de inibidor. ( ) É o caso de drogas, por exemplo, a penicilina ou a aspirina. ( ) Inibição pelo inibidor I que provocou mudança conformacional na enzima. ( ) A enzima será inibida ou não de acordo com a concentração do S ou do P. ( ) Perda da atividade total da enzima.
  50. 50. 07/05/2015 50 Exercícios James Sumner isolou e cristalizou a urease, em 1926. A urease existe em algumas bactérias e plantas, como por exemplo, a soja, de onde pode ser extraída com facilidade. A urease é uma enzima que catalisa a hidrólise da uréia em carbonato de amônia, porém quando adicionamos ao meio cloreto de mercúrio não há a formação de carbonato de amônia. Esclareça o papel do cloreto de mercúrio nesta reação. Leitura complementar
  51. 51. 07/05/2015 51 Leitura complementar Leitura complementar
  52. 52. 07/05/2015 52 Questão do Lehninger REGULAÇÃO ENZIMÁTICA Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando assim como moduladoras do metabolismo celular. Esta modulação é essencial na coordenação dos inúmeros processos metabólicos pela célula.
  53. 53. 07/05/2015 53 Modulação Alostérica • Ocorre nas enzimas que possuem um sítio de modulação, ou alostérico, onde se liga de forma não- covalente um modulador alostérico que pode ser positivo (ativa a enzima) ou negativo (inibe a enzima). • A ligação do modulador induz a modificações conformacionais na estrutura espacial da enzima, modificando a afinidade desta para com os seus substratos. • Um modelo muito comum de regulação alostérica é a inibição por "feed-back", onde o próprio produto da reação atua como modulador da enzima que a catalisa. Modulação Covalente: • Ocorre quando há modificação covalente da molécula da enzima, com conversão entre formas ativa / inativa. • O processo ocorre principalmente por adição de grupamentos fosfato do ATP para a enzima- alvo
  54. 54. 07/05/2015 54 SISTEMA ENZIMÁTICO Definição Regulação Efeito homotrópico Efeito heterotrópico Enzimas - Via Metabólica Substrato inicial ENZIMA 1 ENZIMA 2 ENZIMA 3 ENZIMA 4
  55. 55. 07/05/2015 55 Inibição do sistema enzimático por feedback Substâncias que se ligam ao sítio ativo das enzimas e que geram produtos que dão sequência a via metabólica. O que são metabólitos?
  56. 56. 07/05/2015 56 Substâncias análogas ao substrato, que se ligam ao sítio ativo das enzimas, mas ao contrário do inibidores competitivos, geram produtos que não dão sequência a via metabólica, por não serem reconhecidos pelas outras enzimas da via, interrompendo a via. O que são antimetabólitos? • A maioria das enzimas são reversíveis, podem catalisar A↔ B ou B ↔ A, dependendo da necessidade da célula. • As enzimas que não possuem esta propriedade, geralmente constituem pontos de regulação ou de estrangulamento numa via metabólica O que é reversibilidade?
  57. 57. 07/05/2015 57 • São precursores inativos de enzimas, pois se tivessem atividade ao serem sintetizados, seriam prejudiciais a própria célula. • Esses precursores (zimogênios) ao chegarem ao local de ação, são transformados em enzimas ativas. O que são zimogênios HIDRÓLISE DO PEPSINOGÊNIO As enzimas digestivas: pepsina e quimotripsina, são sintetizadas na forma de zimogênios: pepsinogênio e quimotripsinogênio, e são transformados em enzimas ativas no estômago e ID, respectivamente.
  58. 58. 07/05/2015 58 ZIMOGÊNIOS GÁSTRICOS E PANCREÁTICOS Por que o suco gástrico é rico em ácido clorídrico ? No caso de haver deficiência na produção desse ácido pelo estômago, ocorrerá alguma alteração na digestão gástrica das proteínas ?
  59. 59. 07/05/2015 59 Enzimas conjugadas Porção protéica APOENZIMA Cofator HOLOENZIMA Íon Coenzima Grupamento prostético Moléculas orgânicas ou inorgânicas que condicionam a atividade das enzimas Para serem ativas, algumas enzimas requerem componentes químicos adicionais chamados de COFATORES • Um COFATOR ou GRUPO PROSTÉTICO pode ser: – Um ou mais íons inorgânicos – Uma molécula orgânica complexa, não protéica: COENZIMA
  60. 60. 07/05/2015 60 COENZIMAS • As coenzimas funcionam como transportadoras transitórias de grupos funcionais específicos. • Uma coenzima pode estar covalentemente ligada à enzima, sendo um grupo prostético, por exemplo, FAD, ou estar na forma de uma molécula livre, por exemplo, NAD, ligando-se ao centro ativo junto com o substrato. • Algumas coenzimas possuem em sua molécula, um componente orgânico que não pode ser sintetizado pelos animais superiores, devendo ser obtido na dieta. Estas moléculas orgânicas, necessárias em pequenas quantidades, mas essencias, são ditas VITAMINAS. COENZIMAS • As coenzimas funcionam como transportadoras transitórias de grupos funcionais específicos. • Uma coenzima pode: – estar covalentemente ligada à enzima, sendo um grupo prostético, por exemplo, FAD, – estar na forma de uma molécula livre, por exemplo, NAD, ligando-se ao centro ativo junto com o substrato.
  61. 61. 07/05/2015 61 NAD+: Nicotinamida adenina dinucleotídeo FAD: Flavina adenina dinucleotídeo
  62. 62. 07/05/2015 62 Algumas coenzimas possuem em sua molécula, um componente orgânico que não pode ser sintetizado pelos animais superiores, devendo ser obtido na dieta. Estas moléculas orgânicas, necessárias em pequenas quantidades, mas essencias, são ditas VITAMINAS. Algumas coenzimas, as reações que promovem e as vitaminas precurssoras
  63. 63. 07/05/2015 63 O que são isoenzimas? Relacione ( 1 ) Holoenzima ( 2) Apoenzima ( 3 ) Cofator ( 4 ) Metabólito ( 5) Antimetabólito ( 6) Zimogênios ( 7) Isoenzimas ( ) Catalisam a mesma reação em tecidos diferentes; ( ) Pré-enzimas; ( ) Pode ser um mineral ou uma vitamina; ( ) É diferente de um inibidor porque este é transformado ou catalisado; ( ) Pepsinogênio e quimotripsinogênio; ( ) Substância semelhante ao S, porém, bloqueia o funcionamento da via; ( ) Precursores inativos de enzimas; ( ) Porção protéica de um a enzima conjugada; ( ) Desidrogenase málica mitocondrial e citosólica; ( ) Enzima conjugada; ( ) Grupo prostético de um enzima conjugada; ( ) Moléculas produzidas ao longo de um sistema enzimático, que dão continuidade a via;
  64. 64. 07/05/2015 64 Leitura complementar Leitura complementar
  65. 65. 07/05/2015 65 Exercícios (Lehninger, 2012) O sabor adocicado do milho recém- colhido é devido ao alto teor de açúcar nos grãos. O milho comprado no mercado não é mais tão doce, porque cerca de 50% do açúcar livre é convertido em amido após a colheita. Para preservar o sabor doce do milho fresco as espigas descascadas são mergulhadas em água fervente por alguns minutos e então resfriadas. O milho tratado desta maneira mantém seu sabor adocicado. Qual a explicação bioquímica deste procedimento? Exercícios Um estudante colocou 5 ml de suspensão de amido e 1 ml de saliva diluída em água num tubo de ensaio. A cada 30 seg. retirou uma gota e misturou-a com lugol. Verificou que após um determinado tempo, não aparecia mais a cor azulada, que caracteriza o amido. Em seguida, submeteu o restante da mistura a reagentes especiais que comprovaram a presença de maltose. Com os resultados obtidos, determine as conclusões obtidas pelo estudante.
  66. 66. 07/05/2015 66 Exercícios (Baseado em CISTERNAS et al., 2001) Um aluno de bioquímica preparou 2 tubos de ensaio como segue: Tubo A: água + amilase salivar “in natura” + amido Tubo B: água + amilase salivar fervida + amido Incubou os dois tubos em banho-maria a 37º C por 10 minutos e, na sequência, colocou 1 gota de lugol para comprovar a presença do amido. Contudo, nosso amigo estudante obteve como resultado a presença de amido no tudo B, e do dissacarídeo maltose no tubo A. Com base no exposto, explique a presença de maltose no tubo A e a presença de amido no tubo B. Exercícios
  67. 67. 07/05/2015 67 Exercícios Exercícios
  68. 68. 07/05/2015 68 Exercícios Exercícios
  69. 69. 07/05/2015 69 Questões do Lehninger Questões do Lehninger
  70. 70. 07/05/2015 70 Questões do Lehninger

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