Enzimas

Enzimas

1. A manutenção da vida celular depende da continua ocorrência de um conjunto de reações químicas, que devem atender duas exigências fundamentais:

   • Devem ocorrer em velocidades adequadas à fisiologia celular
     • A insuficiência na produção ou na remoção de metabolismo podem levar a condições patológicas
   • Precisam ser altamente específicas, de modo a gerar produtos definidos.

2. Energia de ativação

   • •As enzimas aceleram a velocidade da reação por diminuírem sua ENERGIA DE ATIVAÇÃO
   • Em uma reação espontânea, a energia dos produtos é menor do que a dos reagentes
   • Para se transformar no produto, o reagente deve passar por um estado intermediário, de maior energia
   • Assim, para reagir, as moléculas devem ter uma quantidade de energia que lhes permita atingir o estado reativo, chamado ESTADO DE TRANSIÇÃO
   • A velocidade de reação pode ser aumentada de três maneiras diferentes:
     • Aumentando a concentração do reagente
     • Elevando a temperatura, pois um número maior de moléculas atinge a energia de ativação
     • Diminuindo a energia de ativação
   • A redação do valor da energia de ativação pode ser obtida pela presença de CATALISADORES
     • Os catalisadores aceleram a velocidade da reação, sem alterar a proporção entre reagentes e produtos.

3. Ligação enzima-substrato

   • As enzimas são MACROMOLÉCULAS PROTEICAS e suas massas molares variam de 10.000 a alguns milhões
   • A ligação com o substrato dá-se apenas em uma região pequena e bem definida da enzima, chama SÍTIO ATIVO
     • O sítio ativo constitui uma cavidade com forma definida
     • Revestida por cadeias laterais de aminoácidos, algumas das quais ajudam a ligar o substrato
     • A estrutura do sítio ativo é responsável pela grande especificidade das enzimas, pois permite à enzima "reconhecer" seu substrato
   • Uma molécula,para ser aceita como substrato, deve ter uma forma complementar à do sítio ativo

4. Inibidores enzimáticos

   • A atividade enzimática pode ser diminuída pela ação de substâncias, genericamente chamadas de INIBIDORES
     • Os inibidores enzimáticos encontrados nas células que cumprem um papel regulador importante são designados ALOSTÉRICOS
       • Pode-se agrupar os inibidores em duas grandes categorias:
         • Irreversíveis
           • Os inibidores irreversíveis reagem com as enzimas, levando a uma inativação praticamente definitiva
             • Alguns exemplos são compostos por organofosforados
           • Outros inibidores irreversíveis tem propriedade terapêutica
           • A aspirina é empregada como agente antiinflamatório, antipirético e analgésico
         • Reversíveis
     • Muitos medicamentos de uso corrente na prática terapêutica baseiam suas propriedades na inibição específica de certas enzimas

5. Inibidores competitivos

   • Os inibidores competitivos(IC),por apresentarem configuração espacial semelhante à do substrato, são capazes de ligarem-se ao centro ativo da enzima, produzindo um complexo enzima-inibidor (EIC)
     • O complexo EIC jamais gera produto e a atividade enzimática ficará diminuída proporcionalmente à fração que estiver ligada ao inibidor
   • Quando a molécula a enzima é liberada, ela irá associar-se a novas moléculas de substrato ou de inibidor
     • Com uma probabilidade que dependerá de suas concentrações e das afinidades entre enzima e substrato e entre enzima e inibidor
       • Se a concentração só substrato for muito grande em relação à concentração do inibidor competitivo
         • A probabilidade de formação do complexo ES e praticamente 100%
           • E tudo se passa como se não houvesse inibidor presente no meio da reação

6. Inibidores não competitivos

   • Os inibidores pertencentes a essa classe não guardam qualquer semelhança estrutural com o substrato da reação que inibem
     • Seu efeito é provocado por ligação a grupamentos que não pertencem ao centro ativo; está ligação altera a estrutura enzimática a tal ponto de inviabiliza a catálise
       • O ponto de ligação do inibidor não competitivo(INC) é a CADEIA LATERAL DE UM AMINOÁCIDO

7. Peptídeos e proteínas

   • Consistem em dois ou três a milhares de resíduos de aminoácidos
   • Unidos por LIGAÇÕES PEPTÍDICAS
     • Três aminoácidos podem ser unidos por duas ligações peptídicas para formar um TRIPEPTÍDEO
     • Quatro aminoácidos podem ser unidos por para formar um tretapeptídeo
     • Cinco para formar um pentapeptídeo
     • Quando muito aminoácidos se ligam, o produto é chamado de polipeptídeo
   • Peptídeos biologicamente ativos
     • Mesmo os menores peptídeos podem ter efeitos biologicamente importantes
       • Vários hormônios de vertebrados são peptídeos pequenos
         • Esses incluem a OCITOCINA, segretada pela GLÂNDULA NEURO-HIPÓFISE
     • Muitas proteínas como a ribonuclease A e a quimiotripsina, contém apenas resíduos de aminoácidos
       • São consideradas proteínas simples
       • Entretanto, algumas proteínas contém componentes químicos permanentemente associados além dos aminoácidos
         • São denominados PROTEÍNAS CONJUGADAS
           • As proteínas conjugadas são classificadas com base na natureza Química de seus grupos prostéticos
             • LIPOPROTEÍNAS: contém lipídeos
             • GLICOPROTEÍNAS: grupos de açúcares
             • METALOPROTEÍNAS: metal específico
       • A parte não aminoácidos de uma proteína conjugada normalmente e chamada de GRUPO PROSTÉTICO
   • Estrutura de proteínas
     • A estrutura de grandes moléculas, tais como proteínas, pode ser descrita em vários níveis de complexidade
       • Quatro níveis de estrutura proteicas são comumente definidos
         • Os resíduos de aminoácidos em uma cadeia polipeptídicas é a sua ESTRUTURA PRIMÁRIA
         • A ESTRUTURA SECUNDÁRIA se refere a arranjos particularmente estáveis de resíduos de aminoácidos
           • As mais conhecidas são as Hélices e as conformações
             • A hélice é o arranjo mais simples que a cadeia polipeptídica pode assumir
               • Formando uma ESTRUTURA HELICOIDAL
         • A ESTRUTURA TERCIÁRIA descreve todos os aspectos do enovelamento tridimensional de um polipeptídeo
           • Estás interações se dão através de LIGAÇÕES NAO COVALENTES ENTRE AS CADEIAS LATERAIS dos resíduos de aminoácidos
             • Essas ligações podem ser de diferentes tipos:
               • Ligações de hidrogênio
               • Interações hidrofóbicas
               • Ligações iônicas
               • Força de Van der Waals
         • Quando uma proteína tem duas ou mais subunidades polipeptídicas, seus arranjos no espaço são chamados de estrutura Quaternária
   • Estrutura tridimensional
     • A proteína consegue, em princípio, assumir um número de conformações praticamente incontáveis
       • Entretanto, cada proteína tem uma função química e uma estrutura específica
         • Sugerindo que cada uma delas tenha uma ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL ÚNICA
           • Arranjo espacial dos átomos de uma proteína ou qualquer parte da proteína é chamado de conformação
   • Aminoácidos
     • Proteínas controlam praticamente todos os processos que ocorrem em uma célula
     • A proteína queratina, produzida por todos os vertebrados, é o componente estrutural principal de pelos, escamas,chifres, lã, unhas e penas
     • Proteínas são polímeros de aminoácidos com cada resíduo de aminoácido unido ao seu vizinho por um tipo específico de ligação covalente
       • Vinte aminoácidos diferentes são comumente encontrados em proteínas
         • O primeiro a ser descoberto foi a ASPARAGINA, em 1806
     • Características estruturais
       • Eles têm um grupo CARBOXILA e um grupo AMINO ligados ao mesmo átomo de carbono
         • Que variam em estrutura, tamanho e carga elétrica
         • Em decorrência do arranjo tetaédrico, o carbono alfa é chamado de CENTRO QUIRIAL
       • Os quatro diferentes grupos podem ocupar dois arranjos espaciais únicos
         • Portanto, os aminoácidos tem dois ESTEROSÔMEROS possíveis
     • A classificação e aplicada agrupando os aminoácidos de acordo com a sua polaridade
       • A polaridade dos grupos R variam amplamente
         • Apolar e hidrofóbico- não hidrossolúvel
         • Polar e hidrofílico- hidrossolúvel
     • Substâncias como essa natureza dupla(ácido-bade) são ANFOTÉRICAS
     • 20 aminoácidos codificados
       • 09 ESSÊNCIAS-OBTENÇÃO ATRAVÉS DOS ALIMENTO
       • 11 NÃO ESSÊNCIAS-AS CELULAS PRODUZEM
     • Ligações peptídicas
       • A ligação peptídica ocorre entre um GRUPAMENTO AMINO e com um GRUPAMENTO CARBOXILA
       • Primárias-linear
       • Secundária- Hélice e pregulada
       • Terciária- Globular
       • Quaternaria