Enzima reguladoras

Enzima reguladoras

1. Pode ser divididas em:

   • Alostéricas
     • Agem por meio de ligações reversíveis e não covalentes com os moduladores alostéricos ou efetores
       • Esses moduladores pode ser metabólitos pequenos ou cofatores
         • As duas classes de enzimas regulatórias tendem a ser proteínas com subunidades múltiplas
           • Geralmente os sítios ativos e regulatórios estão em subunidades diferentes
             • Mas podemos classificá-las em dois grupos:
               • Homotrópicas
                 • Substrato e o modulador são idênticos, ou seja, sítios regulatórios e ativos são os mesmos
               • Heterotrópicas
                 • Quando o modulador é uma molécula diferente do substrato
         • Esses podem ser ser estimuladores, inibidores ou até mesmo ser o próprio substrato
           • Moduladores possuem sítios que também são específicos e seletivos
       • Possuem conformações induzidas pela ligação de moduladores
         • Por exemplo transformação de uma forma menos ativa (T) para uma mais ativa (R)
   • Outras enzimas são reguladas por modificações covalentes reversíveis.
     • Exemplos
       • Miristoilação
       • Adenilação
       • Fosforilação
         • A catálise pode ser afetada tanto por presença do grupo na enzima, que a torna mais ativa, quanto alterando a afinidade pelo substrato.
         • Fatores que influenciam:
           • Sequência de aminoácidos
           • Enovelamento da proteína
             • Pode estabelecer o quanto uma proteína-cinase terá acesso a determinado resíduo
           • Estrutura tridimensional resultante
             • Pode estabelecer o quanto uma proteína-cinase terá acesso a determinado resíduo e reconhecê-lo como substrato
         • Para servir como mecanismo regulatório efetivo, a fosforilação deve ser reversível
     • Grupos modeladores: fosforil, acetil, adenilil, carboxil, metil, hidroxila, entre outros

2. Podem ser:

   • Estimuladas ou inibidas dependendo da proteína regulatória em que está ligada
   • Ativadas quando segmentos peptídicos são removidos por proteólise
     • A regulação mediada por proteólise é irreversível
       • Exemplos desses processo:
         • Digestão
         • Coagulação
         • Ação hormonal

3. Cineticamente não apresentam as mesma relações de Michaelis-Menten

   • Pois produz uma curva de de saturação sigmoide
     • Nela observa-se um valor de [S] no qual V0 é metade da Vmáx, mas que não é designado como Km
     • Uma característica da cinética sigmoide é a de que pequenas mudanças na concentração do modulador podem levar a grandes mudanças na atividade

4. A modificação de um resíduo de aminoácido faz um novo, com propriedades diferentes, ser introduzido na enzima

   • Introdução de grupos com carga pode causar mudança na conformação
     • Já de grupos hidrofóbico pode desencadear uma associação com uma membrana
   • Grupos fosforil afetam a estrutura e a atividade catalítica das enzimas
     • A ligação deste grupo a resíduos de aminoácidos é catalisada por proteínas-cinases
       • Algumas cinases são basófilas, preferindo fosforilar resíduos que têm vizinhança básica
         • Outras têm preferências por resíduo próximo a um resíduo de Pro
     • A remoção dos grupos fosforil dessas proteínas é catalisada por proteína-fosfatases.
     • Pois:
       • Os átomos de oxigênio do grupo podem formar ligações de H com um ou mais grupos da proteína
       • As cargas negativas podem repelir resíduos carregados negativamente (Asp ou Glu) das redondezas

5. Algumas enzimas ou proteínas podem ser reguladas por proteólise de precursores de enzimas

   • Um precursor inativo denominado zimogênio, por exemplo, é hidrolisado formando a enzima ativa
     • Ex: As proteases, enzimas do estomago e pâncreas
     • Esse é um processo irreversível

6. Podem gerar Cascatas regulatórias

   • Uma proteína é ativada
     • Esta proteína catalisa a ativação de outra proteína e assim por diante
     • A ativação pode ocorrer de duas formas:
       • Envolvendo clivagem proteolítica, sendo efetivamente irreversível
       • Envolvendo uma etapa de modificação como fosforilação (reversível)
   • Processos em que está envolvida:
     • Coagulação, detecção da luz pelos bastonetes da retina e morte celular programada

7. A enzimas utilizam de vários mecanismos regulatórios complexos