O Resumo Enzimas

Resumo Enzimas

Enzimas são macromoléculas responsáveis pela catálise das reações que ocorrem nos sistemas biológicos. Todas elas apresentam alto grau de especificidade para seus substratos e aceleram reações químicas em pH e temperatura compatível com a vida. São catalisadores biológicos.

*A estrutura tridimensional de uma enzima é o que confere a atividade biológica dela, quando se perde essa estrutura, sua atividade biológica cessa.

*Elas aumentam a velocidade das reações ao reduzirem a energia de ativação

*O sítio catalítico promove a transformação de uma molécula em outra.

Características:

*Apresentam alto grau de especificidade

*São produtos naturais biológicos

*São altamente eficientes, acelerando a velocidade de reações

Nomenclatura:

Nome do substrato catalisado ou processo realizado + sufixo ase

Ex: 1- Hexoquinase: capaz de adicionar um grupamento fosfato em uma molécula de glicose

2-Lipase: capaz de quebrar lipídios

3- Metiltransferase: capaz de transferir um grupamento metil p outras moléculas(aa, ptn, nuc)

4- Aldolase: capaz de quebrar um produto e transformá-lo num aldol.

Cofator/Coenzima:

O sítio catalítico de algumas enzimas apenas dependem dos aminoácidos ali presentes, porém outras somente são capazes de funcionar se cofatores e/ou coenzimas estiverem presentes em seu sítio catalítico. Logo, cofatores e coenzimas são produtos importantes que conferem a atividade do sítio catalítico de determinadas enzimas.

*Essas moléculas tem papel importante de desencadear o papel biológico de determinadas enzimas no processo catalítico.

Cofatores: são íons inorgânicos(Mg2+;Zn2+)

Coenzima: são moléculas orgânicas(vitamina B12)

**Algumas enzimas dependem tanto de um cofator como de uma coenzima para desencadearem a catálise enzimática.

Grupo Prostético: são cofatores e/ou coenzimas que estão ligados fortemente à enzima. Nesse caso a enzima se chama holoenzima.

Ex: citocromo-C oxidase

Classificação das enzimas:

- Oxirredutases: catalisam reações de transferência de elétrons. Ex: oxidases

- Transferases: catalisam a transferência de grupos funcionais entre moléculas.

- Hidrolases: catalisam a reação de hidrólise de várias ligações covalentes. Ex: Urease

- Liases: catalisam a quebra de ligações, através de hidrólise ou oxidação, de C-C, C-O, C-N, entre outras. Ex: liases

- Isomerases: catalisam a transferência de grupos dentro da mesma molécula, formação de isômeros.

Como as enzimas funcionam:

A reação ocorre no sítio ativo da enzima que engloba o substrato. Na superfície do sítio ativo, existem aminoácidos com grupos nas cadeias laterais que ligam o substrato e que catalisam a sua transformação química.

*A fonte de energia utilizada pelas enzimas é a energia livre, proveniente de algumas ligações muito fracas ou rearranjo de ligações covalentes entre a enzima e o substrato

*Interação covalente entre o substrato e a enzima reduz a energia de ativação, acelerando a reação.

Reação enzimática:

E + S ⇔ ES ⇔ EP ⇔ E + P       E= enzima ; S = substrato ;  P:produto

1 - Junção da enzima(complexação) com o substrato, o substrato se liga ao sítio ativo da enzima, formando o complexo enzima-substrato(ES). Esse processo é reversível.

2 -  Quando a enzima está ligada a seu substrato, ela irá promover a catálise enzimática, transformando o substrato em produto.

3 - Forma-se então, o complexo enzima-produto(EP), ou seja, eles ainda estão juntos(complexados) e será necessário separá-los.

4 - Ambos irão se dissociar para formar, no fim, a enzima e o produto. 

OBS: Numa reação enzimática a enzima é “regenerada” quando há o término da reação.

OBS1: os complexos ES e EP, possuem um tempo de meia vida muito baixo, logo eles são formados e já são desfeitos e são chamados de intermediários da reação, pois eles necessitam acontecer porém acontecem de maneira extremamente rápida.

Coordenada de reação:

Para qualquer reação de transformação de substrato em produto ou vice-versa, deve-se fornecer energia livre ao sistema.

[pic 1]

Coordenada de reação: fases de transformação de uma molécula em outra

Estado Fundamental: estado normal do produto e do substrato, isso significa que não precisa mais fornecer energia nesses 2 estados.

Estado de transição: estado em que determina se o substrato vira produto ou se ele volta a sua condição inicial de substrato.

ΔG S→P: variação da quantidade de energia livre no estado de transição para transformar o substrato em produto.

ΔG P→S: variação da quantidade de energia livre no estado de transição para transformar o produto em substrato.

ΔG’o: mostra a espontaneidade da reação*

A variação de energia para transformar o produto em substrato é maior, pois a energia livre do produto é menor do que a do substrato, ou seja, o produto é menos energético que o substrato.

*Se o substrato é mais energético que o produto, a variação de energia livre para formação de um produto, será negativa (↓ΔG’o). Isso é uma reação espontânea.

[pic 2]

Em uma catálise enzimática, a energia de ativação(ΔG±) é muito menor do que um processo não catalisado. Tanto em uma condição catalisada como uma condição não catalisada, a variação de energia livre(ΔG’o) continua a mesma, ou seja, a energia do produto e do substrato continuam a mesma.

Velocidade e equilíbrio:

As enzimas apenas são capazes de alterar a velocidade da reação(ΔG±). Porém, o equilíbrio obedece a variação de energia livre padrão(ΔG’o). Ou seja, a enzima não muda o equilíbrio.

Para o equilíbrio: