Universidade da Beira Interior

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Bioquímica

Enzimas  

• Todas as enzimas são proteínas (exceto um pequeno nº de moléculas de RNA catalítico);
• São catalisadores: em concentrações muito baixas- aumentam a velocidade das reações;
• Não alteram o equilíbrio químico.

[pic 1]

As enzimas aumentam a velocidade(por diminuírem a energia de ativação), mas não afetam o equilíbrio da reação.[pic 2]

• Não são destruídas durante as reações;
• IMP: distinção entre equilíbrio e velocidade da reação;
• As enzimas são altamente específicas- tanto no substrato (onde atuam), como no produto(que formam);
• A atividade enzimática pode ser regulada e varia em função:

• Da concentração do substrato;
• e/ou de moduladores (ativadores ou inibidores).

• O tipo de molécula que se pode ligar e reagir no sítio ativo da enzima é determinado pelo: arranjo particular das cadeias laterais dos aa desse local.
• A sua atividade enzimática depende sa sua conformação; essencial:a 1ª,2ª,3ª e 4ª estejam intactas;
• Se a enzima for desnaturada ou dissociada nas suas subunidades, perde a atividade catalítica;

Cofatores Enzimáticos

São moléculas não proteicas associadas ao sítio ativo ou na sua proximidade que determinam a especificidade do substrato.

1. Iões metálicos

Um ião ou mais iões inorgânicos (Fe2+; Mg2+))

1. Coezimas

Moléculas oregânicas ou organo-metálicas complexas que derivam frequentemente de vitaminas.

Nota! Algumas enzimas requerem ambos (coenzimas e um ou mais iões metálicos) para a sua atividade.

Grupo prostético: uma coenzima ou um ião metálico que ligue fortemente à enzima (forma covalente)

Holoenzima: complexo ativo enzima-cofator

Apoenzima: parte proteica de uma enzima sem o cofator

Classificação das Enzimas

1. Nome trivial ou recomendado

Nome do substrato + Sufixo ASE

Ex: Celulose + ase=celulase

1. Nome sistemático

Baseado no tipo de reação catalisada pela enzima: 6 classes

[pic 3]

Este sistema de classificação serve de base para a atribuição de um nº de código às enzimas (contém 4 algarismos, separados por pontos):

1. Classe da enzima;
2. Subclasse;
3. Sub-classe;
4. Nº de série da enzima em cada subclasse

Exemplo: Fosfotransferase da glucose

1. Transferase(classe)
2. Fosfotransferase(subclasse)
3. Fosfotransferase com grupo hidroxilo como aceitador (Sub-classe)
4. Clucose como aceitador do grupo fosforilo

• As enzimas têm centro ativos ou sítios ativos: estruturas tridimensionais formadas por grupos que pertencem a diferentes regiões da sequência linear dos aa;
• constituídos por um conjunto de aa que contactam com o substrato das reações;
• Correspondem em geral a fendas ou cavidades existentes na estrutura das enzimas.

1. Centro ou Domínio de Ligação ao Substrato
2. Centro ou Domínio Catalítico.

1)

• Local de ligação específica do substrato através de forças atrativas fracas e por vezes ligações covalentes reversíveis.

2)

• Região diretamente envolvida na catálise;
• Apresenta com frequência aa como a Ser, Cys, His, Tyr, Lys e por vezes uma TRÍADE(ácido+base+nucleófilo);
• Os cofatores estão ligados muito próximo do centro catalítico.

3)

Centros Reguladores ou Alostéricos (Algumas enzimas podem conter)

• Afetam a atividade enzimática por igação a moléculas modeladoras(ativadoras ou inibidoras)

• A parte da enzima que não inclui o centro ativo e o centro alostérico, também é importante para a definição dos diferentes centros (em especial o catalítico) e para a adaptação da molécula através de alterações conformacionais.

Ligação Enzima-Substrato

Especificidade da ligação do substrato

• As propriedades e arranjo espacial dos resíduos de aa que formam o centro ativo da enzima, determinam a especificidade da reação

Exemplos:

• Tripsina: tem no centro de ligação um resíduo de Asp(pH=7)-liga a Arg e Lys;

Catalisa a clivagem de ésteres de aminoácidos básicos

• Quimotripsina: tem no centro de ligação aa hidrófobos e aromáticos-liga aa hidrófobos:Trp,Tyr,Phe

Catalisa a hidrólise de ésteres de aminoácidos aromáticos

• Elastase: tem no centro de ligação aa não polares volumosos(valina)-liga a aminoácidos pequenos (Gly)

Catalisa a hidrólise de ésteres de pequenos aminoácidos neutros