FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO
BIOQUIMICA GERAL RFM 0004
CINETICA ENZIMATICA
Prof. Dr. Vanderlei Rodrigues
Departamento de Bioquímica e Imunologia
-2014-
HISTÓRICO
Em 1913, Michaelis e Menten desenvolveram uma equação para examinar a
cinética das reações enzimáticas.
O modelo pressupõe que o E liga-se ao S formando um complexo ES para em
seguida liberar o produto P
complexo enzima substrato complexo enzima produto
Substrato(S) + Enzima (E)
(ES)
(EP)
componentes livres
E+P
A proporção de ES formado limita a velocidade da reação:
v= velocidade inicial da reação
v= kcat (ES)
kcat= constante de catalise
(ES)= concentração do complexo ES
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Velocidade reação (v)
Vmax.
Como explicar este comportamento cinético
Vo
0
0
concentração do substrato (S)
EQUAÇAO DE MICHAELIS-MENTEN
k1
S + E
k2
ES
k-1
E + P
k-2
(ES) = (Et) (S)
k-1 + k2 + (S)
k1
A reação acima, mostra que existe um equilíbrio entre os componentes da
reação e que o complexo ES é rapidamente formado. A sua decomposição
em E e P é o processo limitante da velocidade.
V0 = k2 (ES)
Velocidade inicial da reação
Vmax = k2 (Et)
Velocidade máxima
Onde Et = (E) + (ES)
Equação de Michaelis-Menten
Velocidade Inicial (V0)
Velocidade Máxima (Vmax.)
V0 = k2 (ES)
Nesta situação temos (Et)=(ES)
(ES) = (Et) (S)
k-1 + k2 + (S)
k1
Vmax. = k2 (Et)
V0 = k2 (Et) (S)
k-1 + k2 + (S)
k1
V0 = Vmax. (S)
k-1 + k2
k1
+ (S)
Km (Constante de Michaelis-Menten)
V0 = Vmax. (S)
Km + (S)
EQUAÇÃO DE MICHAELIS-MENTEN
CÁLCULO DO Km
Velocidade da reação (V)
Vmax.
Quando Km = (S) teremos
V0 = Vmax (S)
Km + (S)
V0 = Vmax (S)
(S) + (S)
V0 = Vmax (S)
2 (S)
V0 = Vmax
2
V0
Km
Concentração do substrato (S)
QUAL O SIGNIFICADO DO Km?
O Km, indica a afinidade do substrato perla enzima. Quanto maior o valor do Km,
maior é afinidade da enzima pelo substrato.
Abaixo, temos a cinética de duas enzimas a glicoquinase e a hexoquinase, onde
ambas catalisam a mesma reação, a fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato
A glicoquinase com maior valor de Km para a glicose, fosforila a glicose mais
eficientemente.
TRANSFORMAÇÃO DA CURVA DE MICHAELIS-MENTEN EM UMA RETA DE
LINEWEAVER-BURK E DE EADIE-HOFSTEE PARA O CÁLCULO DO Km E DA
Vmax.
Aos gráficos mostram a velocidade (V) versus concentração do
substrato (S):
A. GRÁFICO DE MICHAELIS-MENTEN
B. GRÁFICO DE LINEWEAVER-BURK
C. GRÁFICO DE EADIE-HOFSTEE
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
INIBIÇÃO COMPETETIVA:
Neste tipo de inibição , o inibidor tem estrutura semelhante ao do substrato
e com isto ele dificulta a entrada do substrato no sitio de ligação com a
enzima.
A INIBIÇÃO COMPETITIVA ALTERA O VALOR DO Km SEM ALTERAR A
VELOCIDADE MÁXIMA COMO MOSTRAM OS GRÁFICOS ABAIXO:
EXEMPLOS DE INIBIÇÃO COMPETIVA NA PRÁTICA MÉDICA:
1. Tratamento da hipertensão
Angiotensinogênio
Rim
Renina
Angiotensina I
Angiotensina II
Enzima Conversora de Angiotensina (ECA)
Inibição pelo Captopril (competitiva)
2. Envenenamento pelo Metanol
Metanol
Aldeído Fórmico
Altamente tóxico (cegueira)
álcool desidrogenase
Etanol
Aldeído Acético
Acetato
Álcool desidrogenase ˃ afinidade pelo etanol
Metabolizado
Pressão
INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVA
Neste tipo de inibição, o inibidor liga se na enzima em
um sítio diferente de ligação do substrato
A inibição não competitiva altera a velocidade máxima
A inibição não competitiva não altera o valor do Km
EXEMPLO DE INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA:
Um exemplo clássico é o envenenamento por inseticida tipo
organofosforado onde o inseticida liga irreversivelmente à
enzima acetilcolineesterase.
Acetilcolina
Colina + Acetato
Acetilcolinesterase
↑Acetilcolina
X
Acetilcolinesterase-organofosforado (inibição não competitiva)
Estimulo constante da junção neuromuscular
Tratamento: Atropina impede a ligação na junção neuromuscular