A ligação
entre os substratos e o centro activo
entre os inibidores competitivos e o centro activo ou
entre os modificadores alostéricos e os sítios alostéricos
é reversível e é de tipo não covalente.
A complexidade dos processos de regulação de enzimas induzida por
hormonas e neurotransmissores tem levado a que a palavra “alostérico” não se
use neste contexto mesmo quando o termo seria adequado.
O receptor da insulina pode ser
visto como uma enzima alostérica
com o seu centro alostérico
activador virado para o lado extracelular (onde se liga a insulina) e o
centro activo no lado
citoplasmático.
sítio alostérico
A ligação da insulina induz uma
alteração conformacional no
receptor que se torna capaz de
catalisar a fosforilação de resíduos
tirosina de proteínas designadas de
Substratos do Receptor da Insulina
(IRS).
AMP
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Quando uma célula excitável é estimulada a concentração citoplasmática de
ião Ca2+ aumenta (de 0,1 µM para 10 µM) mas, logo a seguir, desce porque o
Ca2+ estimula a bomba de Ca2+ (Ca2+-ATPase) da membrana.
Ca2+
Ca2+ATPase
Ca2+
Ca2+
Calmodulina
livre
polipeptídeo
inibidor
Ca2+
Ca2+ATPase
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Calmodulina
ligada a Ca2+
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Um ligando diferente do substrato que se liga ao centro activo é um inibidor
isostérico (se se liga no centro activo só pode inibir).
Se a ligação entre um inibidor isostérico e o centro activo
for reversível (se poder se “deslocado” pelo substrato)
esse inibidor comporta-se funcionalmente como inibidor competitivo
... mas se a ligação do inibidor ao sítio activo for irreversível
(não podendo ser “deslocado” por altas concentrações de substrato)
as moléculas de enzima ligadas ao inibidor ficam excluídas do processo catalítico.
1- O Ca2+ entra para o citoplasma e a sua concentração
aumenta no citoplasma.
2- O Ca2+ liga-se à Calmodulina que modifica a sua
conformação.
3- Nesta nova conformação o complexo Calmodulina-Ca2+
liga-se a um poplipeptídeo inibidor da Ca2+-ATPase.
4- O polipeptídeo inibidor desliga-se da Ca2+-ATPase que
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deixa de estar inibida e passa a expulsar o Ca2+ da célula.
Neste caso o inibidor comporta-se
funcionalmente como
não competitivo.
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A lípase pancreática catalisa a
hidrólise de triacilgliceróis no
intestino.
A modificação da actividade de uma enzima pode envolver a sua modificação
covalente (hidrólise irreversível ou fosforilação reversível) por acção catalítica de
enzimas.
No tratamento da obesidade pode
usar-se um fármaco (orlistat; xenical)
que é um inibidor da lípase
pancreática.
O orlistat reage com uma serina
(formando uma ligação covalente e
irreversível)
situada no centro activo da enzima
bloqueando a sua actividade.
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Muitas enzimas são reguladas por mecanismos de fosforilação/desfosforilação
catalisadas por enzimas (cínases e fosfátases).
A fosfátase da desidrogénase
do piruvato
catalisa a desfosforilação da
desidrogénase do piruvato
que no estado desfosforilado
fica activa.
Forma desfosforilada
(activa)
Certas enzimas são activadas por hidrólise irreversível.
São exemplos a activação dos zimogénios na digestão dos
nutrientes.
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O doseamento da actividade da desidrogénase do piruvato pode ser feito em
homogeneizados.
Se o homogeneizado é preparado na presença de inibidores
quer da cínase (dicloroacetato) quer da fosfátase (fluoreto)
...quando se faz o ensaio mede-se a actividade
actual.
Se o homogeneizado é preparado na presença do inibidor
da cínase (dicloroacetato) mas na ausência de fluoreto
...quando se faz o ensaio mede-se a actividade
total.
Pi
Forma fosforilada
(inactiva)
A cínase da desidrogénase do
piruvato
catalisa a fosforilação da
desidrogénase do piruvato
47 fica
que no estado fosforilado
inactiva.
Na ausência de
inibidor (fluoreto),
a fosfátase do
tecido transforma
toda a PDH na sua
forma activa.
o
et
or
u
fl
H2O
Di
P
o
at ATP
et
c
a
ro
cl o
ADP
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As vias metabólicas que convertem sinais extracelulares (hormonais ou
neuronais) em sinais intracelulares – vias de transdução de sinal – incluem
mecanismos de regulação enzímica de variados tipos.
A cólera é um infecção causada por uma bactéria que provoca diarreia. O
mecanismo da acção da toxina da bactéria que causa a cólera envolve a
modificação covalente (ADP-ribosilação) da subunidade Gαs da proteína G
intestinal.
Toxina
da cólera
ADPribose
NAD+
Se a proteína que
é fosforilada por
PKA é um
factor de
transcrição…
Os processos de fosforilação
induzidos pela PKA têm a
montante uma série de processos
que podem ser entendidos como
uma cadeia de activações
alostéricas.
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ADPribose
nicotinamida
A proteína Gαs modificada por
acção catalítica da toxina da cólera
perde a capacidade GTPase mas
mantém capacidade para activar a
cíclase do adenilato
⇒
Aumento da concentração de
AMPc que estimula secreção de
água e sais na mucosa intestinal
(diarreia).
50