A Cinética Enzimática

FACULDADE BRASILEIRA

DJALMA CASSARO NETTO

CINÉTICA ENZIMÁTICA

SERRA

2015

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INTRODUÇÃO

A velocidade em que ocorre uma determinada reação depende de vários fatores como. Tipos de reagente, temperatura, ph, catalisadores. Com avanço da ciência foi consolidado a idéia que os seres vivos possuem substâncias capazes de catalisar de modo muito especifico determinadas reações químicas, essas substancias são denominadas de enzimas, que são proteínas com função catalisadora em uma reação química. Ter função catalisadora significa que a enzima vai diminuir a energia de ativação de uma reação e aumentar a velocidade em que os produtos são formados sem que as formações dos mesmos sejam alteradas ou que a enzima seja consumida durante essa reação fazendo com que possa ser utilizada novamente em outro momento.

A cinética enzimática estuda a velocidade de reações em relação à concentração de enzimas (E) e substrato (S) até chegar a sua velocidade máxima (Vmáx) na formação de produtos (P).

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ENZIMAS

As enzimas são proteínas que tem a capacidade de se ligar ao substrato em um sitio ativo que e específico para cada tipo de substrato para a formação de produtos, as enzimas podem ter um mecanismo de substrato único, ou mecanismos de múltiplos substratos, ela não altera a quantidade de produtos que serão formados e nem a concentração do substrato, ela apenas acelera a formação dos produtos que aconteceria com ou sem a sua presença diminuindo a energia de ativação necessária.

Para cada tipo de substrato existe uma enzima especifica que possui afinidade com o mesmo, a enzima possui o sítio ativo que é onde o substrato se liga formando o complexo enzima substrato e em seguida são formados o produto e a enzima e liberada. Quanto maior a quantidade de substrato maior a quantidade de sítios ativos ocupados, o que aumentará ainda mais a velocidade da reação, porém, quando for alcançado o ponto de saturação da enzima, mesmo que continue adicionando substrato não existirá mais sítios ativos disponíveis na enzima e com isso chegará na sua velocidade máxima não sendo possível acerar mais a formação de produtos de tal reação. Essa reação pode ser reversível, e a enzima liberada pode se ligar a outro substrato para auxiliar no processo de formação de outros produtos.

Essa ação de acelerar as reações das enzimas pode ser diminuída por um inibidor, esse inibidor pode ser competitivo que disputa com substrato pelo sitio ativo da enzima, temos o inibidor não competitivo que se liga se liga de forma reversível e aleatória a um sitio ativo que lhe é próprio, e inibidor incompetitivo se liga a um sitio ativo próprio, separado do sitio ativo do substrato. Com esse conhecimento em relação as enzimas a industria farmacêutica cria vários medicamentos que agem nas ações de determinadas enzimas podendo criar moléculas para inibir ou acelerar determinadas reações.

CINÉTICA enzimatica

E estudo das enzimas em relação a sua atividade catalítica, o estudo cinético de uma enzima visa caracterizar atividade dessa enzima, saber que tipo de reação pode catalisar, com que substratos pode interagir, como modificar essa atividade (qualitativamente e/ou quantitativamente) variando condições de ph, temperatura, concentrações de substratos, cofatores  e outras substancias com inibidores ou ativadores. São exemplos de estudos realizados para observar como pode variar atividade de uma determinada enzima.

 

cinética DE MICHAELIS E MENTEN

As reações catalisadas por enzimas são saturáveis, e a sua velocidade de catálise não indica uma resposta linear face ao aumento de substrato. Se a velocidade inicial da reação é medida sobre uma escala de concentrações de substrato (denotada como [S]), a velocidade de reação (v) aumenta com o acréscimo de [S]. Todavia, à medida que [S] aumenta, a enzima satura-se e a velocidade atinge o valor máximo Vmax.

No modelo da cinética de Michaelis-Menten de uma reação monosubstrato existe uma reação bi molecular inicial entre a enzima E e o substrato S para formar o complexo ES. Embora o mecanismo enzimático para a reação uni molecular [pic 1] possa ser bastante complexo, há tipicamente um passo na determinação da velocidade que permite que se modele o mecanismo como um passo catalítico simples de velocidade constante k2.

[pic 2] (Eq. 1).

k2 também é designado como kcat ou turnover, o valor máximo de reações enzimáticas catalisadas por segundo.

Com baixas concentrações de substrato [S], a enzima permanece em equilíbrio entre a forma livre E e o complexo enzima-substrato ES; aumentando [S] aumenta [ES] à custa de [E], mudando o equilíbrio para o lado direito. Uma vez que a velocidade de reação depende da concentração [ES], a velocidade é sensível a pequenas alterações de [S]. Todavia, com altos valores de [S], a enzima fica totalmente saturada com substrato, e existe apenas na forma ES. Nestas condições, a velocidade (v≈k2[E]tot=Vmax) é insensível a pequenas alterações de [S]; assim, [E]tot é a concentração total enzimática

[pic 3]

que é aproximadamente igual à concentração [ES] em condições de saturação.

A equação de Michaelis–Menten descreve como a velocidade de reação v depende da posição do equilíbrio ligado ao substrato e da constante de velocidade k2. Michaelis eMenten mostraram que se k2 for bem menor que k-1 (chamada a aproximação de equilíbrio), pode obter-se a seguinte equação:

[pic 4] (Eq. 2)

Esta equação de Michaelis-Menten é a base da maior parte da cinética enzimática mono substrato.

A constante de Michaelis Km é definida como a concentração para a qual a velocidade da reação enzimática é metade de Vmax. Isto pode verificar-se ao substituir Km = [S] na equação de Michaelis-Menten. Se o passo de determinação da velocidade for lento, quando comparado com a dissociação do substrato (k2 << k-1), então a constante de Michaelis Km é aproximadamente à constante de dissociação do complexo ES, embora tal situação seja relativamente rara.