Proteínas, Enzimas e Energia

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Enzimas e Energia

Bases do metabolismo

Enzimas

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Enzimas

- Proteínas.

- Permitem que as reacções químicasocorram à temperatura corporal

- catalizadoras…

Enzimas

catalizadoras:- Não se modificam na reacção química.- Não alteram o resultado final, antes…- Aumentam a vel. de reacção diminuindo a energia de

activação.

Energia de activação: quantidade de energia necessária parainiciar uma reacção química

Diferença entrea energia livre

de S e P

Caminho da Reação

Energia de activação com enzimaEner

gia

Energia de activação sem enzima

SSPP




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Enzimas

Enzimas

Substratos:- reagentes .- alterados, durante a reacção, em produtos.




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Enzimas

Conformação: forma da Enzima; Estrutura terciária ou quaternária.

Sítio Activo: zonas da enzima a quese ligam especificamente ossubstratos e que com estes reagem.

Enzimas




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Emil Fischer (1894): elevada especificidade das enzimas originou Chave-Fechadura , que considera que a enzima possui um sitio activo complementar ao substrato.

Enzimas – ligação ES

Sítio activo

Koshland (1958): Encaixe Induzido ,, enzima e o substrato sofrem uma conformação para o encaixe. O substrato é distorcido para a conformação exacta do estado de transição.

Enzimas – ligação ES

Sítio activo




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Enzima (nomenclatura)

- “ase”- Função no nome (ex. DNA polimerase).

ex.:Cinases: fosforilam Proteínas (ad. fosfato)Fosfatases: desfosforilam Proteínas

(removem o fosfato)

Enzima (nomenclatura)

IsoEnzimas: em diferentes órgãos, diferentes versões, mas com a mesmaactividade.




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- Velocidade da reacção: medida pelavelocidade a que se formam os produtos.

Factores que a afectam:- temperatura.

- pH.

- concentração da Enzima e substrato.

- concentração de cofactores/coEnzimas.

- efeitos de inibição pelo produto.

Enzimas

Temperatura

As nossas enzimas estãobem adaptadas ao nossocorpo!

Pico de actividade máxima à temp. média do corpo. (37 oC)

Vel. de reacção aumenta c/ aumento da temperatura.Acima desta temp. média(37 oC) a vel. de reacçãodiminui à medida que as Enzimas desnaturam.




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temperatura dois efeitos ocorrem:(a) a taxa de reacção aumenta, como se observa na

maioria das reacções químicas;(b) a estabilidade da proteína decresce devido a

desactivação térmica.

Enzima temperatura óptima para que atinja a sua actividade máxima, é a temperatura máxima na qual a enzima possui uma actividade cte. por um período de tempo.

Temperatura

O efeito da temperatura depende:- pH e da força iónica do meio;- presença ou ausência de ligantes.

Acima desta temperatura, o velocidade de reacção devido àtemperatura é “compensado” pela perda de actividade

catalítica devido à desnaturação térmica.

20,8Urease

25,5Tripsina

31,6Pepsina

TEMPERATURA ÓPTIMA (°C)PENZIMA

Temperatura




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pH

Enzimas normalmente“trabalham” num determinado valor de pH.

pH óptimo: pH ao qual a Enzima exibe a actividademáxima (pico).

Isto reflecte o pH do fluidocorporal onde a Enzima se encontra.

A estabilidade de uma enzima ao pH depende: - temperatura;- força iónica;- natureza química do tampão;- concentração de iões metálicos contaminantes;- concentração de substratos ou cofactores da enzima;- concentração da enzima.

7,8Fumarase

9,7Arginase

7,6Catalase

7,7Tripsina

1,5Pepsina

pH ÓPTIMOENZIMA

pH




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Sítio activo:Pode possuir componentes não proteicos:cofactores.Possui aminoácidos auxiliares, de contacto e catalíticos.

HOLOENZIMA

Porção proteicaAPOENZIMA

Grupo Grupo prostéticoprostético

Activador:Iões inorgânicos que condicionam a acção catalítica das enzimas (Fe²+)CofactorCofactor

Enzimas

Coenzima: molécula orgânica complexa (NAD+)

Cofactores e CoEnzimas

Necessários para a actividade de certas Enzimas.

Cofactor:- Iões (Ca++, Mg++, etc.)- Frequentemente agem na

alteração conformacional do centro activo.

- Ajudam na ligação do substrato.

CoEnzima:- Deriva das vitaminas- Participa nas reacções




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Algumas enzimas que contêm ou necessitam de elementos inorgânicos como cofactores

Fe+2 ou Fe+3PEROXIDASE

Ni+2UREASE

Mg+2HEXOQUINASE

Zn+2ÁLCOOL DESIDROGENASE

Cu+2CITOCROMO OXIDASE

CATALASE

COFACTORENZIMA

Enzimas - cofactor

Coenzima Abreviatura Reaçãocatalisada

Origem

Nicotinamida adeninadinucleotídio

NAD+ Oxi-redução Niacina ouVitamina B3

Nicotinamida adeninadinucleotídio fosfato

NADP+ Oxi-redução Niacina ouVitamina B3

Flavina adeninadinucleotídio

FAD Oxi-redução Riboflavina ouVitamina B2

A maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis Classificam-se em:

- transportadoras de hidrogénio- transportadoras de grupos químicos

Transportadoras de hidrogénio

Enzimas - coenzimas




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Coenzima Abrev. Reação catalisada OrigemCoenzima A CoA-SH Transferência de

grupo acilPantotenato ou Vitamina B5

Biotina Transferência de CO2

Biotina ouVitamina H

Piridoxal fosfato PyF Transferência de grupo amino

Piridoxina ou Vitamina B6

Metilcobalamina Transferência de unidades de carbono

Cobalamina ouVitamina B12

Tetrahidrofolato THF Transferência de unidades de carbono

Ácido fólico

Tiamina pirofosfato

TPP Transferência de grupo aldeído

Tiamina ou Vitamina B1

Transportadoras de grupos químicos

Enzimas - coenzimas

Concentração da Enzima

- Os mecanismos de Transcrição e de Tradução produzem as Enzimas.

- É importante a concentração das Enzimas ACTIVAS.




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Concentração da Enzima

- Enzimas podem ser produzidas numa forma inactivae depois serem modificadas para “activas” (geralmente quando atingem um dado local), pormodificações químicas, “cortando” pequenospedaços, por associação a outras proteínas(quaternaria), pH.

- Fosforilação/defosforilação: modificação pós-tradução comum.

Concentração do Substrato

- C/ uma [Enzima] específica, a velocidadede formação do produtoaumenta à medida que a [substrato] aumenta.

- “Plateau” velocidademáxima (ocorre quandoa Enzima está saturada).

- [Substrato] adicional nãoaumenta a velocidade de reacção.




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Concentração do Substrato

Algumas reacções enzimáticas são reversíveis.Em ambos os sentidos, as reacções são catalizadas

pela mesma enzima

H20 + C02 H2C03

Lei da acção da massa:As reacções reversíveis fazem-se do lado da

equação onde a concentração é superior (do + concentrado, para o – concentrado).

Qualquer substância que reduz a velocidade de uma reacção enzimática.

INIBIDORES

REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS

COMPETITIVOS NÃO COMPETITIVOS INCOMPETITIVOS

Inibição Enzimática




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