enzimas pat -alunos

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DISCIPLINA DE BIOLOGIA 
CELULAR E MOLECULAR
ENZIMAS
Catálise biológica (Início do séc. XIX)
� digestão da carne: secreções do estômago;
� digestão do amido: saliva.
Louis Pasteur (1850)
A fermentação do açúcar em álcool pela levedura 
ENZIMAS ����HISTÓRICO
� A fermentação do açúcar em álcool pela levedura 
era catalisada por “fermentos” = enzimasenzimas.
Eduard Buchner (1897)
� Extratos de levedo podiam fermentar o açúcar até 
álcool;
� Enzimas funcionavam mesmo quando removidas 
da célula viva.
James Summer (1926)
� Isolou e cristalizou a urease;
� Cristais eram de proteínas;
� Postulou que “todas as enzimas são proteínas”.
John Northrop (Década de 30)
� Cristalizou a pepsina e a tripsina bovinas;� Cristalizou a pepsina e a tripsina bovinas;
Década de 50
� 75 enzimas isoladas e cristalizadas;
� Ficou evidenciado o caráter protéico. 
Atualmente, + 2000 enzimas são conhecidas
� Apresentam alto grau de especificidade;
� São altamente eficientes, acelerando a
velocidade das reações (108 a 1011 + rápida);
� São econômicas, reduzindo a energia de
ENZIMAS ���� CARACTERÍSTICAS GERAIS
� São econômicas, reduzindo a energia de
ativação;
� Não são tóxicas;
� Condições favoráveis de pH, temperatura,
polaridade do solvente e força iônica.
ENZIMAS ���� NOMENCLATURA 
Século XIX – poucas enzimas identificadas
� Nomes arbitrários:
� Tripsina e pepsina – proteases
� Adição do sufixo “ASE” ao nome do substrato:
� gorduras (lipo – grego) – LIPASE
� amido (amylon – grego) – AMILASE
1955 – Comissão de Enzimas (EC) da União Internacional
de Bioquímica (IUB)���� nomear e classificar.
� Cada enzima ���� código com 4 dígitos que
caracteriza o tipo de reação catalisada:
� 1º dígito – classe
ENZIMAS ���� NOMENCLATURA 
� 1º dígito – classe
� 2º dígito – subclasse
� 3º dígito – sub-subclasse
� 4º dígito – substrato
CLASSIFICAÇÃO INTERNACIONAL DAS ENZIMAS
NO. CLASSE TIPO DE REAÇÃO CATALISADA
1 Oxidorredutases Transferência de elétrons (íons hidretos
ou átomos de hidrogênio
2 Transferases Transferência de grupos funcionais 
3 Hidrolases Adição de água à uma ligação, 
hidrolisando-ahidrolisando-a
4 Liases Adição de água, amônia ou dióxido de 
carbono à duplas ligações ou remoção 
desses elementos para pruduzir ligações 
duplas
5 Isomerases Transferência de grupos dentro da 
mesma molécula para formar isômeros
6 Ligases Reações em que dois grupos são unidos 
com uso de energia do ATP
ENZIMAS ���� CLASSIFICAÇÃO (EC)
ENZIMAS ���� CLASSIFICAÇÃO (EC)
ENZIMAS ���� CLASSIFICAÇÃO (EC)
� Aceleram reações químicas
ENZIMAS ���� CATALISADORES
ENZIMAS ���� CATALISADORES
� Não são consumidos na reação
� Atuam em pequenas concentrações
ENZIMAS ���� CATALISADORES
Enzimas são proteínas que agem como catalisadores biológicos:
enzima
CompostoComposto A A 
Composto BComposto B (produto)(produto)
Reação 
catalisada 
pela enzima
CompostoComposto A A (substrato)(substrato)
Centro ativo 
ou 
sítio catalítico
de uma enzima é a porção 
da molécula onde ocorre a 
atividade catalítica
Observe que não há consumo 
ou modificação permanente da 
enzima
� Diminuem a energia de ativação
ENZIMAS ���� CATALISADORES
� ∆G não é afetada
ENZIMAS ���� CATALISADORES
COMPONENTES DA REAÇÃO
ENZIMAS ���� SÍTIO ATIVO
Região da molécula enzimática que participa da reação
com o substrato
� Pode possuir componentes não protéicos: cofatores
� Possui aminoácidos auxiliares e de contato
ENZIMAS ���� ESTRUTURA
ENZIMAS ���� ESTRUTURA
ENZIMAS ���� COFATORES
ENZIMAS ���� COFATORES
Algumas enzimas que contêm ou necessitam de
elementos inorgânicos como cofatores
ENZIMAS ���� COFATORES
ENZIMAS ���� COENZIMAS 
Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis
Classificam-se em:
� Transportadoras de hidrogênio
� Transportadoras de grupos químicos
Transportadoras de hidrogênio
ENZIMAS ���� COENZIMAS 
Transportadoras de grupos químicos
ENZIMAS ���� COENZIMAS 
Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade
das enzimas;
“Chave-Fechadura” ���� a enzima possui sitio
ativo complementar ao substrato.
ENZIMAS ���� LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade
das enzimas;
“Chave-Fechadura” ���� a enzima possui sitio
ativo complementar ao substrato.
ENZIMAS ���� LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
Koshland (1958): “Encaixe Induzido” ���� A enzima e
o substrato sofrem conformação para o encaixe. O
substrato é distorcido para conformação exata do
estado de transição.
ENZIMAS ���� LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
Koshland (1958): “Encaixe Induzido” ���� A enzima e
o substrato sofrem conformação para o encaixe. O
substrato é distorcido para conformação exata do
estado de transição.
ENZIMAS ���� LIGAÇÃO ENZIMA - SUBSTRATO
Catálise: Energia de Ligação
Mecanismos Adicionais de Catálise:
-Ácido-Básica,
-Íon Metálico;-Íon Metálico;
- Covalente.
ENZIMAS ���� ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Fatores que alteram a velocidade de reações
enzimáticas:
� pH;
� temperatura;
ENZIMAS ���� ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Fatores que alteram a velocidade de reações
enzimáticas:
� temperatura;
� concentração das enzimas;
� concentração dos substratos;
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DO pHENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DO 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.
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DO pH
Pepsina
Tripsina
Catalase
Arginase
Fumarase
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
temperatura dois efeitos ocorrem:
� a taxa de reação aumenta, como se observa
na maioria das reações químicas;na maioria das reações químicas;
� a estabilidade da proteína decresce devido a
desnaturação térmica.
Enzima ���� temperatura ótima para que atinja sua
atividade máxima, é a temperatura máxima na qual
a enzima possui uma atividade constante por um
período de tempo.
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DA [S]
[S] varia durante o curso da reação à medida que S
é convertido em P.
� [E] = constante;
� pequenas [S]���� V0 linearmente;� pequenas [S]���� V0 linearmente;
� grandes [S] ���� V0 por incrementos cada
vez menores;
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DA [S]
ENZIMAS ���� INFLUÊNCIA DA [S]
ENZIMAS ���� CINÉTICA ENZIMÁTICA
Victor Henri (1903): E + S ES
1913
Enzimologista – Leonor 
Michaelis
Pediatra – Maud Menten
ENZIMAS ���� CINÉTICA ENZIMÁTICA
ENZIMAS ���� ORDEM DA REAÇÃO
ENZIMAS ���� CINÉTICA ENZIMÁTICA
ENZIMAS ���� MÉTODOS GRÁFICOS
ENZIMAS ���� MÉTODOS GRÁFICOS
Gráfico dos Recíprocos de Lineweaver-Burk
Enzyme Commission: “uma unidade (U) de
atividade é a quantidade de enzima que catalisa a
transformaçãotransformação dede 11 micromicro molmol dede substratosubstrato ou a
formaçãoformação dede 11 micromicro molmol dede produtoproduto porpor minutominuto”.
ENZIMAS ���� ATIVIDADE ENZIMÁTICA
U = micro moles produto/minutoU = micro moles produto/minuto
Atividade específica = U/mg de proteína
Enzima pura, condições que permita que a 
velocidade da reação seja máxima ���� [S] de 
modo a permitir que toda a enzima [E] ���� [ES] 
“Equivale ao número de moléculas de substrato 
convertida a produto numa dada unidade de tempo por 
uma única molécula de enzima quando a enzima está 
saturada com o substrato”
Número Turnover ou de Renovação
ENZIMAS ���� BIBLIOGRAFIA
Bioquímica (Editora Guanabara Koogan) / Autor: Stryer
Princípios de Bioquímica (Editora Sarvier) / Autor: Lehninger
Manual de Química Fisiológica (Editora Atheneu) / Autor: Harper
Manual de
Bioquímica com Correlações Clínicas (Editora EdgarManual de Bioquímica com Correlações Clínicas (Editora Edgar
Blücher Ltda.) / Autor: Thomas M. Devlin
Bioquímica (Editora Artmed) / Autor: Mary K. Campbell
Bioquímica (Editora Artes Médicas) / Autores: D. Voet e Jg Voet