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Enzimas

Mapa mental: enzimas
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Enzimas
O que são?
- Proteínas especializadas
Propriedades
- Específicas para seus substratos
- Centrais em processos biológicos>Regulação
- Atuam em sequência organizada
- A atividade catalítica depende da integridade da conformação nativa da proteína
- Muitas enzimas requerem cofatores: inorgânicos ou orgânicos>Coenzimas
- Agem como catalisadoras: aumentam a velocidade das reações químicas
Fornecem
- Controle de velocidade
- Especificidade
- Regulação para as reações no corpo
Reação catalisada por enzima
- Etapa 1
- 1) ligação de substrato: E + S <->ES
- Etapa 2
- 2) conversão do substrato ligado em produto ligado: ES<->EP
- Etapa 3
- 3) liberação do produto: EP<->E + P
- OBS: embora as enzimas possam ser modificadas durante esta reação, elas retornam ao seu estado original no final
- Etapa 1
Isoenzimas
- Catalisam a mesma reação que as enzimas, mas diferem na sua estrutura primária e/ou na composição de suas subunidades
- Agem em tecidos diferentes, porém no mesmo substrato
- Níveis de algumas enzimas tecido-específicas e isozimas são medidos no soro para estabelecer diagnósticos
Sítio Ativo
- Para catalisar uma reação química, a enzima forma um complexo enzima-substrato no seu sítio catalítico ativo
- O sítio ativo em geral é uma fenda ou fissura na enzima formada por 1 ou + regiões de cadeia polipeptídica
- Dentro do sítio ativo, co-fatores e grupos funcionais da cadeia polipeptídica participam na transformação das moléculas ligadas do substrato em produto
Ligação de Substrato
- Modelo Chave e Fechadura
- O sítio de ligação do substrato contém resíduos de aas arranjados em uma superfície tridimensional complementar que “reconhece” o substrato e o liga por:
- múltiplas interações hidrofóbicas
- interações eletrostáticas
- pontes de hidrogênio
- O sítio de ligação do substrato contém resíduos de aas arranjados em uma superfície tridimensional complementar que “reconhece” o substrato e o liga por:
- Modelo "Encaixe Induzido"
- À medida que o substrato se liga, as enzimas sofrem uma alteração conformacional (“encaixe induzido”) que reposiciona as cadeias dos aas no sítio ativo e aumenta o nº das ligações de interação
- Função da alteração conformacional induzida do substrato, o encaixe induzido, em geral, é para repor grupos funcionais no sítio ativo de uma maneira que:
- Promova a reação
- Melhore o sítio de ligação de um co-substrato
- Ative uma subunidade adjacente por meio de cooperatividade
- Modelo Chave e Fechadura
O complexo de estado transitório
- Para que uma reação ocorra, os substratos necessitam ser ativados
- Se os níveis de Energia de um substrato são colocados em um gráfico à medida que o substrato é progressivamente convertido em produto, a curva mostrará um nível máximo de Energia que é maior do que o substrato ou do produto
- Esse alto nível de Energia ocorre no estado transitório
- A diferença de E entre o substrato e o complexo de estado transitório é chamada de energia de transição
- As enzimas aumentam a velocidade da reação, diminuem a E de ativação
Grupos Funcionais
- Grupos Funcionais na Catálise
- tamanho
- forma
- propriedades certas
- Os co-fatores são compostos não-protéicos que participam no processo catalítico
- Coenzimas
- Íons metálicos (Fe2+, Mg2+ ou Zn2+)
- Coenzimas metálicas (similares ao Fe2+ - heme na hemoglobina)
- Grupos funcionais nas cadeias laterais dos aas
- Quase todos os aas polares participam diretamente na catálise de 1 ou + enzimas
- Grupos Funcionais na Catálise
Coenzimas
- Complexos de moléculas orgânicas não-protéicas que participam na catálise fornecendo grupos funcionais, muito semelhantes às cadeias laterais dos aas
- Nos humanos, em geral (mas não sempre) elas são sintetizadas a partir de vitaminas
- A tiamina pirofosfato (TPP) é sintetizada em células humanas a partir de tiamina pela adição do pirofosfato
- A Coenzima A (CoA ou CoASH) é sintetizada a partir da vitamina pantotenato
- A biotina, o qual não contém um grupo fosfato, é covalentemente ligada a uma lisina em enzimas chamadas carboxilases, funciona apenas em reações de carboxilação
- O piridoxal-fosfato (PLP) é sintetizado a partir da vitamina piridoxina, a qual é tb chamada de vitamina B6
- A nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+) (sintetizada a partir da vitamina niacina) e a flavina adenina dinucleotídeo (FAD) são coenzimas que estão envolvidas em reações de oxirredução e têm papéis únicos na geração de ATP a partir da oxidação de substratos (combustíveis)
- Os íons metal, os quais têm carga positiva, contribuem para o processo catalítico agindo como eletrófilos (grupos que atraem e-)
- Auxiliam na ligação do substrato, ou estabilizam ânions formados na reação
- Podem aceitar ou doar elétrons em reações de oxirredução
Ph e temperatura ótimos
- Se a atividade das enzimas é colocada em um gráfico como uma função do pH da reação, um aumento na velocidade da reação em geral é observado à medida que o pH vai de um nível muito ácido para o espectro fisiológico
- Uma diminuição da velocidade da reação ocorre à medida que o pH vai do espectro fisiológico para um espectro muito básico
- A maioria das enzimas humanas funciona otimamente em 1 T° de aproximadamente 37C
- Um aumento na T° de 0C a 37C aumenta a velocidade da reação por aumentar a E vibracional dos substratos
Inibidores
- Compostos que diminuem a velocidade de uma reação enzimática
- Os mecanismos de inibição se baseiam em mimetizar ou participar em uma etapa da reação catalítica
- A efetividade de muitos fármacos e toxinas depende de sua habilidade de inibir 1 enzima
- Covalentes
- formam ligações covalentes ou ligações extremamente fortes com grupos funcionais no sítio catalítico ativo
- São ativados por suas interações com outros resíduos de aas e, portanto, é muito + provável que sejam alvo de fármacos e toxinas do que resíduos de aas fora do sítio ativo.
- Análogos e compostos do estado transitório que se assemelham a estágios intermediários da reação
- Análogos do estado transitório são inibidores extremamente potentes e específicos de enzimas, pois eles se ligam com muita mais força à enzima do que os substratos ou produtos
- A literatura médica frequentemente se refere a tais compostos como análogos de substrato, embora eles se liguem mais fortemente que os substratos
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- Mind Map on Enzimas, created by Laura Mentz on 23/09/2017.
- Created by
- Laura Mentz
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