INTRODUÇÃO

Definição:
  Catalisadores biológicos;
  Longas cadeias de pequenas moléculas chamadas
    aminoácidos.

Função:
  Viabilizar a atividade das células, quebrando
    moléculas ou juntando-as para formar novos
    compostos.

Com exceção de um pequeno grupo de moléculas de
 RNA com propriedades catalíticas, chamadas de
 RIBOZIMAS, todas as enzimas são PROTEÍNAS
 RIBOZIMAS
 (globulares, de estrutura terciária).
Aminoácidos
Os aminoácidos
 apresentam em
 sua estrutura
 química um
 grupo carboxila
 (COOH), um
 amino(-NH2) e
 um radical(R).
OS AMINOÁCIDOS ASSOCIAM-SE ATRAVÉS
DE LIGAÇÕES PEPTÍDICAS.
Classificação
As enzimas são divididas em 6 tipos:

Oxidorredutases;
Transferases;
Hidrolases;
Liases;
Isomerases;
Ligases.
Oxirredutases.




Ex:
      Desidrogenases e as Oxidases.
Transferases.




Ex:
      Quinases e as Transaminases.
Hidrolases.




Ex:
      As peptidases.
Liases.




Ex:
      Descarboxilases
Isomerases.




Ex:
      Epímerases.
Ligases.




Ex:
      Sintetases.
Estrutura                  Holoenzima
       Enzimática

                       Proteína           Cofator
                                          Cofator

Ribozimas
                    Apoenzima ou
                                               Pode ser:
                     Apoproteína
                                               • íon inorgânico
 RNA                                           • molécula orgânica

                                                    Coenzima

                          Se covalente


                         Grupo Prostético
Cofatores
Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem
ser necessárias para a função de uma enzima, a maioria deriva de
vitaminas hidrossolúveis.



                          Exemplo de cofator
ESTRUTURA DA ENZIMA

Apoenzima: ausência de cofator


Holoenzima: enzima completa,
cataliticamente ativa.
Sítio Ativo
As enzimas...

Aceleram reações químicas

                      Catalase
           H 2O 2                     H 2O     +     O2

Ex: Decomposição do H2O2
Condições da Reação      Energia livre de Ativação        Velocidade
                         KJ/mol          Kcal/mol          Relativa

  Sem catalisador         75,2          18,0                 1

     Platina              48,9          11,7              2,77 x 104

 Enzima Catalase           23,0          5,5              6,51 x 108
Não são consumidas na reação



                 Catalase
       H2O2                     H2O   +   O2



   E+S                           E+P
• Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas
 originou → Chave-Fechadura  , que considera que a enzima
 possui sitio ativo complementar ao substrato.
Koshland (1958): Encaixe Induzido, enzima e o o substrato
 sofrem conformação para o encaixe. O substrato é distorcido
 para conformação exata do estado de transição.
Fatores que influenciam:

Ph;


Temperatura;


concentração dos substratos;


presença de inibidores
pH
O efeito do pH sobre a enzima deve-se às variações no
 estado de ionização dos componentes do sistema à
 medida que o pH varia.

Enzimas → grupos ionizáveis, existem em ≠ estados de
 ionização.
TEMPERATURA
  Com a elevação da temperatura dois efeitos ocorrem:

  (a) a taxa de reação aumenta, como se observa na maioria
    das reações químicas;
  (b) a estabilidade da proteína decresce devido a
    desativação térmica.

 A temperatura ótima para que
a enzima atinja sua atividade
máxima, é a temperatura
máxima na qual a enzima
possui     uma      atividade
constante. por um período de
tempo.
CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO


O aumento da
 concentração de
 substrato corresponde
 ao aumento da
 atividade enzimática.
PRESENÇA DE INIBIDORES

  Inibidor é qualquer substância que reduz a velocidade de
   uma reação enzimática.

                       INIBIDORES


     REVERSÍVEIS                      IRREVERSÍVEIS


COMPETITIVOS      NÃO COMPETITIVOS        INCOMPETITIVOS
Zimogênios
Células sintetizadas
 em forma inativa e
   convertida em
    forma ativa.
Enzimas x Catalisadores Químicos
                         Característica         Enzimas       Catalisadores Químicos

Especificidade ao substrato                       alta                baixa
Natureza da estrutura                          complexa              simples
Sensibilidade à T e pH                            alta                baixa
Condições de reação (T, P e pH)                  suaves             drástica
Custo de obtenção (isolamento e purificação)      alto              moderado
Natureza do processo                            batelada            contínuo
Consumo de energia                               baixo                 alto
Formação de subprodutos                          baixa                 alta
Separação catalisador/ produtos                difícil/cara          simples
Atividade Catalítica (temperatura ambiente)       alta                baixa
Presença de cofatores                              sim                 não
Estabilidade do preparado                        baixa                 alta
Energia de Ativação                              baixa                 alta
Velocidade de reação                              alta                baixa
Aplicações
• Alimentos


• Rações animais


• Papel e celulose


• Couro


• Têxtil
ALIMENTOS
•   Indústria de azeite de oliva:
        - Aplicação de polygalacturonase e pectinesterase na     melhoria de
    aspectos organolépticos e estabilidade a longo prazo.

•   Panificação:
         - Melhoria de cor, sabor e estrutural através de        preparado
    enzimático que contém alfa-amilase         fúngicas. Atua sobre a farinha
    de trigo, acelerando o processo de fermentação devido a uma maior
    formação       de açúcares para o fermento.
RAÇÕES ANIMAIS

• Utilização de enzimas nas rações para leitões durante o período de lactação:


         - Emprego de Xilanase, Beta-glucanase e Alpha-amylase         com o
objetivo de digestão de amido e, em decorrência      disso, ganho de peso e
abate precoce.
INDÚSTRIA DE PAPEL E
                    CELULOSE
•Remoção de depósitos em máquinas de papel:


         - Substituição de álcalis e ácidos fortes por enzimas   com o
objetivo de assegurar a integridade física dos funcionários e cumprir leis
ambientais.
INDÚSTRIA DO COURO
• Uma das primeiras partes do processo de transformação de uma pele em couro é a
eliminação dos pêlos que ainda venham agarrados.
• O processo usado até agora envolvia sulfureto de sódio, um químico com um cheiro
tão intenso que é impossível passar por uma fábrica de curtumes sem dar por ela.
• Em alternativa, foi sugerido à indústria que passe a usar enzimas – o mau cheiro
desaparece e a carga poluente dos efluentes é eliminada.
INDÚSTRIA TÊXTIL

Usa-se a amilase bacteriana (Bacillus subtilis e Bacillus lichenformis)
estável ao calor para eliminar a goma dos produtos têxteis,
substituindo os ácidos e álcalis na hidrólise do amido.
Referências

ROBERTIS,E.D.P De;PATRI,Eduardo D.Bases da biologia
 Celular e Molecular.Rio de Janeiro:Guanabara Koogan S.A.1993.
DIEDRICH, Dirlei; Enzimas: Aspectos Gerais; Universidade
 Federal de Santa Catarina; 2002.
MOTTA, Valter; Enzimas; Editora: Auto Lab. Análises Clínicas
http://www.indstate.edu/thcme/mwking/protein-
 modifications.html#methylation
http://www.fisiologia.kit.net/bioquimica/enzimas/enzimas.htm
http://pt.wikibooks.org/wiki/Bioquímica/Enzimas
Fisioterapia I semestre.
   Bioquímica- Mirabeau Teixeira.




Artur Benevides.
Carla Xavier.
Gregg Chaves Carvalho.

Enzimas

  • 2.
    INTRODUÇÃO Definição: Catalisadoresbiológicos; Longas cadeias de pequenas moléculas chamadas aminoácidos. Função: Viabilizar a atividade das células, quebrando moléculas ou juntando-as para formar novos compostos. Com exceção de um pequeno grupo de moléculas de RNA com propriedades catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS, todas as enzimas são PROTEÍNAS RIBOZIMAS (globulares, de estrutura terciária).
  • 3.
    Aminoácidos Os aminoácidos apresentamem sua estrutura química um grupo carboxila (COOH), um amino(-NH2) e um radical(R).
  • 4.
    OS AMINOÁCIDOS ASSOCIAM-SEATRAVÉS DE LIGAÇÕES PEPTÍDICAS.
  • 5.
    Classificação As enzimas sãodivididas em 6 tipos: Oxidorredutases; Transferases; Hidrolases; Liases; Isomerases; Ligases.
  • 6.
    Oxirredutases. Ex: Desidrogenases e as Oxidases.
  • 7.
    Transferases. Ex: Quinases e as Transaminases.
  • 8.
    Hidrolases. Ex: As peptidases.
  • 9.
    Liases. Ex: Descarboxilases
  • 10.
    Isomerases. Ex: Epímerases.
  • 11.
    Ligases. Ex: Sintetases.
  • 12.
    Estrutura Holoenzima Enzimática Proteína Cofator Cofator Ribozimas Apoenzima ou Pode ser: Apoproteína • íon inorgânico RNA • molécula orgânica Coenzima Se covalente Grupo Prostético
  • 13.
    Cofatores Cofatores são pequenasmoléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima, a maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis. Exemplo de cofator
  • 14.
    ESTRUTURA DA ENZIMA Apoenzima:ausência de cofator Holoenzima: enzima completa, cataliticamente ativa.
  • 15.
  • 16.
    As enzimas... Aceleram reaçõesquímicas Catalase H 2O 2 H 2O + O2 Ex: Decomposição do H2O2 Condições da Reação Energia livre de Ativação Velocidade KJ/mol Kcal/mol Relativa Sem catalisador 75,2 18,0 1 Platina 48,9 11,7 2,77 x 104 Enzima Catalase 23,0 5,5 6,51 x 108
  • 17.
    Não são consumidasna reação Catalase H2O2 H2O + O2 E+S E+P
  • 18.
    • Emil Fischer(1894): alto grau de especificidade das enzimas originou → Chave-Fechadura  , que considera que a enzima possui sitio ativo complementar ao substrato.
  • 19.
    Koshland (1958): EncaixeInduzido, enzima e o o substrato sofrem conformação para o encaixe. O substrato é distorcido para conformação exata do estado de transição.
  • 20.
  • 21.
    pH O efeito dopH sobre a enzima deve-se às variações no estado de ionização dos componentes do sistema à medida que o pH varia. Enzimas → grupos ionizáveis, existem em ≠ estados de ionização.
  • 22.
    TEMPERATURA Coma elevação da temperatura dois efeitos ocorrem: (a) a taxa de reação aumenta, como se observa na maioria das reações químicas; (b) a estabilidade da proteína decresce devido a desativação térmica. A temperatura ótima para que a enzima atinja sua atividade máxima, é a temperatura máxima na qual a enzima possui uma atividade constante. por um período de tempo.
  • 23.
    CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO Oaumento da concentração de substrato corresponde ao aumento da atividade enzimática.
  • 24.
    PRESENÇA DE INIBIDORES Inibidor é qualquer substância que reduz a velocidade de uma reação enzimática. INIBIDORES REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS COMPETITIVOS NÃO COMPETITIVOS INCOMPETITIVOS
  • 25.
    Zimogênios Células sintetizadas emforma inativa e convertida em forma ativa.
  • 26.
    Enzimas x CatalisadoresQuímicos Característica Enzimas Catalisadores Químicos Especificidade ao substrato alta baixa Natureza da estrutura complexa simples Sensibilidade à T e pH alta baixa Condições de reação (T, P e pH) suaves drástica Custo de obtenção (isolamento e purificação) alto moderado Natureza do processo batelada contínuo Consumo de energia baixo alto Formação de subprodutos baixa alta Separação catalisador/ produtos difícil/cara simples Atividade Catalítica (temperatura ambiente) alta baixa Presença de cofatores sim não Estabilidade do preparado baixa alta Energia de Ativação baixa alta Velocidade de reação alta baixa
  • 27.
    Aplicações • Alimentos • Raçõesanimais • Papel e celulose • Couro • Têxtil
  • 28.
    ALIMENTOS • Indústria de azeite de oliva: - Aplicação de polygalacturonase e pectinesterase na melhoria de aspectos organolépticos e estabilidade a longo prazo. • Panificação: - Melhoria de cor, sabor e estrutural através de preparado enzimático que contém alfa-amilase fúngicas. Atua sobre a farinha de trigo, acelerando o processo de fermentação devido a uma maior formação de açúcares para o fermento.
  • 29.
    RAÇÕES ANIMAIS • Utilizaçãode enzimas nas rações para leitões durante o período de lactação: - Emprego de Xilanase, Beta-glucanase e Alpha-amylase com o objetivo de digestão de amido e, em decorrência disso, ganho de peso e abate precoce.
  • 30.
    INDÚSTRIA DE PAPELE CELULOSE •Remoção de depósitos em máquinas de papel: - Substituição de álcalis e ácidos fortes por enzimas com o objetivo de assegurar a integridade física dos funcionários e cumprir leis ambientais.
  • 31.
    INDÚSTRIA DO COURO •Uma das primeiras partes do processo de transformação de uma pele em couro é a eliminação dos pêlos que ainda venham agarrados. • O processo usado até agora envolvia sulfureto de sódio, um químico com um cheiro tão intenso que é impossível passar por uma fábrica de curtumes sem dar por ela. • Em alternativa, foi sugerido à indústria que passe a usar enzimas – o mau cheiro desaparece e a carga poluente dos efluentes é eliminada.
  • 32.
    INDÚSTRIA TÊXTIL Usa-se aamilase bacteriana (Bacillus subtilis e Bacillus lichenformis) estável ao calor para eliminar a goma dos produtos têxteis, substituindo os ácidos e álcalis na hidrólise do amido.
  • 33.
    Referências ROBERTIS,E.D.P De;PATRI,Eduardo D.Basesda biologia Celular e Molecular.Rio de Janeiro:Guanabara Koogan S.A.1993. DIEDRICH, Dirlei; Enzimas: Aspectos Gerais; Universidade Federal de Santa Catarina; 2002. MOTTA, Valter; Enzimas; Editora: Auto Lab. Análises Clínicas http://www.indstate.edu/thcme/mwking/protein- modifications.html#methylation http://www.fisiologia.kit.net/bioquimica/enzimas/enzimas.htm http://pt.wikibooks.org/wiki/Bioquímica/Enzimas
  • 34.
    Fisioterapia I semestre. Bioquímica- Mirabeau Teixeira. Artur Benevides. Carla Xavier. Gregg Chaves Carvalho.