Bioquímica- Enzimologia

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09/2021		Mateus Curty Matos – 1º Período
funções biológicas
enzimologia
· A grande maioria das enzimas é formada por proteínas, embora haja moléculas de RNA com atividade catalítica – ribozimas;
· As enzimas não sofrem alterações e não são consumidas durante a catálise;
· São altamente específicas para seus substratos;
· Não alteram o equilíbrio das reações;
· A ausência ou redução da atividade de algumas enzimas causa impactos significativos nas vias metabólicas;
Modo de Ação
· Elas diminuem a energia de ativação;
· São capazes de aumentar a velocidade das reações em, no mínimo, 10^6 vezes;
Grupo Prostético
· As enzimas geralmente contem grupos prostéticos – as coenzimas;
· Coenzimas são moléculas orgânicas ou metalorgânicas complexas que agem como carreadores transitórios;
· A maioria delas é derivada de vitaminas e nutrientes orgânicos necessários na dieta;
Cofator Enzimático
· Componente químico adicional;
· Pode ser um ou mais íons inorgânicos (metais);
Holoenzimas x Apoenzimas
· Holoenzima se refere às enzimas ativas com seu componente não proteico; 
 São as enzimas conjugadas: Apoenzima (porção proteica) + coenzima ou cofator (porção não proteica ou radical prostético);
· Apoenzimas são as enzimas inativas sem seu componente não proteico;
Sítio Ativo
· Região formada pelo dobramento da proteína;
· Contém cadeias laterais de aminoácidos que participam da ligação não covalente com o substrato e da catálise, formando um complexo enzima-substrato (ES);
Localização das Enzimas
· A grande maioria delas estão localizadas dentro da célula em compartimentos específicos – organelas;
· A compartimentalização isola o substrato (reagente) ou o produto da reação de outras que possam competir com a reação;
· A compartimentalização garante um meio favorável para a reação e organiza as enzimas em vias definidas;
· Todas as enzimas são sintetizadas no interior da célula;
· Alguns exemplos de suas localizações e funções:
· Mitocôndria
· Ciclo do ácido cítrico;
· Oxidação de ácidos graxos;
· Descarboxilação do piruvato;
· Citosol
· Glicólise;
· Ciclo das pentoses;
· Síntese de ácidos graxos;
· Núcleo
· Síntese de DNA e RNA;
· Lisossomo
· Degradação de macromoléculas complexas;
 Classificação
· Oxirredutases Desidrogenases e peroxidases;
· Transferases Hexocinase e transaminases;
· Hidrolases Fosfatase-alcalina e tripsina;
· Liases (sintases) Fumarases e desidratases;
· Isomerases Triose-fosfato-isomerase e fosfoglucomutase;
· Ligases (sintetases) Piruvato-carboxilase e DNA-ligases;
Cinética de Michaelis-Menten
· A equação de Michaelis-Menten descreve como a velocidade da reação varia com a concentração do substrato;
· Vmax Velocidade máxima – todas as enzimas estão ligadas ao substrato;
· Km Concentração de substrato necessária para atingir metade da Vm;
 O Km reflete a afinidade da enzima por seu substrato;
 Km Baixo Reflete uma alta afinidade de enzima pelo substrato;
 Km Elevado Reflete uma baixa afinidade da enzima pelo substrato;
Fatores que afetam a velocidade da reação
· Temperatura 
· O aumento da temperatura gera o aumento da velocidade da reação;
· Temperaturas elevadas resultam na mudança da estrutura da proteína (desnaturação), diminuindo a atividade;
· pH 
· A sensibilidade ao pH das enzimas resulta do efeito do pH na carga iônica das cadeias laterais dos aminoácidos das enzimas;
· Também provoca a desnaturação das proteínas;
Efeito da concentração do substrato
· Vmax A velocidade de uma reação (v) é o número de moléculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo;
Inibição enzimática
· Qualquer substância que reduz a velocidade de uma reação enzimática;
· Tipos de inibidores:
· Irreversíveis;
· Se ligam covalentemente à enzima ou destroem um grupo funcional da enzima essencial à atividade da enzima ou formam uma associação não covalente estável;
· A formação de uma ligação covalente entre um inibidor irreversível e uma enzima é uma maneira especialmente efetiva de inativar uma enzima;
· Reversíveis;
· Competitivos Concorrem diretamente com o substrato específico da enzima;
 Moléculas de estrutura muito parecidas com a do substrato da enzima;
 Não há formação do complexo-substrato;
· Incompetitivos Substância inibidora que pode se ligar à enzima quanto ao complexo enzima-substrato, mas em um sítio de ligação diferente;
 Nesse caso, a ligação do inibidor com a enzima não atrapalha a ligação do substrato, mas gera uma alteração que impede a formação do produto da reação;
· Não-competitivos Se liga ao sitio ativo mas compete com o substrato;
Regulação enzimática
· Sítios Alostéricos Modulação positiva ou negativa; As enzimas que sofrem este tipo de regulação geralmente contêm mais de uma subunidade;
· Modificação Covalente A adição de grupos fosfato (P ou fosforilação) pelas cinases ou a remoção (desfosforilação) de resíduos, como a serina, treonina ou tirosina, da enzima, através da fosfatase, pode aumentar ou diminuir a afinidade da enzima pelo substrato;
· Indução ou Repressão Gênica Regula a quantidade de enzima em resposta da necessidade no momento;
· Isoenzimas São formas múltiplas de uma determinada enzima em que cada uma tem afinidade a seus ligantes – seja substrato ou modulador alostérico (ex: Lactato-desidrogenase LDH-1, LDH-2,...,LDH-5 – o que muda em cada uma é sua composição e sua localização);
· Zimogênios Precursores inativos de enzimas;
 Para sua ativação há a necessidade da remoção de um segmento da cadeia polipeptídica (ex: pepsina);
Eletroforese LDH
· A eletroforese é uma técnica utilizada para fazer a separação e a purificação de macromoléculas – principalmente de proteínas e ácidos nucleicos;
· Pode ser utilizada para identificar diferentes tipos de hemoglobina no sangue, pode ser utilizada em exames de paternidade, detecção de patógenos, detecção da expressão de proteínas, dentre outras aplicações;
Aplicações clínicas das enzimas
· As enzimas presentes no plasma, Líquido Cefalorraquidiano, urina e exsudatos (líquidos e substâncias que expelimos – secreções como saliva, pus, catarro) atuam no processo normal de destruição e reposição celular;
· Processos patológicos levam à lesão tecidual, que ocasiona o aumento da permeabilidade tecidual e, consequente, aumento da concentração no plasma;
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