A velocidade das reacções enzímicas
in vivo e in vitro
Conceitos de “substrato de via metabólica”, coenzima, grupo prostético e
cofactor.
Os conceitos de
“substrato da via
metabólica” e
coenzima só têm
sentido se analisamos
uma via metabólica no
seu contexto da celular.
Na glicólise o “substrato da via
metabólica” é a glicose que se consome
gerando piruvato ou lactato...
Os outros reagentes intervenientes (NAD+, por
exemplo) são também substratos das enzimas...
Bibliografia aconselhada:
-Fontes R. (2001) Mecanismos de Regulação Enzímica
http://users.med.up.pt/ruifonte/Arquivo_Med/Zip_Teoricas/Mecanismos_de_regulacao_enzimica.zip
-Stryer L. (2002) Biochemistry. 5th ed. Ed. por WH Freeman & Company. New York.
-Voet D & Voet JG. (1990) ) Biochemistry. Ed. por John Wiley & sons. New York.
-Nelson DL & Cox MM. (2005) Lehninger Principles of Biochemistry. 4rd ed. Worth Publishers. New
1 York.
Os conceitos de apoenzima, grupo prostético e holoenzima podem ser definidos fora
do contexto de uma via metabólica.
O grupo prostético é um resíduo não aminoacídico
ligado de forma estável (frequentemente covalente) à
apoenzima.
Exemplos:
(1) O FAD nas desidrogénases dependentes do FAD
(2) A biotina em determinadas carboxílases
O conceito de cofactor é o menos preciso.
Cofactor é uma substância (orgânica ou não) que
não se encontra ligada de forma covalente à enzima,
é essencial ao processo catalítico mas
...não é reagente nem produto da reacção.
Exemplo: as reacções em que intervém o ATP exigem a presença de Mg2+ (que podemos
designar de cofactor)
No entanto, muitos autores usam a palavra cofactor para designarem
3
compostos que definimos como grupo prostético ou como coenzima.
Mas na células a concentração do somatório
NADH/NAD+ é de alguns µM e a via glicolítica só
pode ter lugar se o NADH for reoxidado a NAD+.
O NADH e o NAD+ (assim como o NADPH e o NADP+ e coenzima A) costumam
2
designar-se como coenzimas: olhadas no contexto do ser vivo inteiro não
se
consomem no metabolismo mantendo uma concentração estacionária.
As concentrações dos intermediários do metabolismo variam de indivíduo para
indivíduo e com o estado metabólico mas mantêm-se em torno de determinados
valores. As concentrações dos intermediários metabólicos dizem-se estacionárias.
A concentração de
ATP (e de muitos
outros compostos
existentes nos seres
vivos) considerando
as várias reacções
em que intervém
como reagente ou
produto não está
em equilíbrio
químico.
...mas a velocidade do
conjunto de reacções que
formam ATP é semelhante à
velocidade do conjunto de
reacções em que este se
gasta...
⇒ existe nas células uma concentração estacionária de ATP.
Os mecanismos que permitem manter estas concentrações estacionárias são muito complexos e
4
designam-se homeostáticos.
As enzimas são sensores do ambiente
onde se encontram variando
qualitativamente e/ou quantitativamente a
sua actividade em função de variações
nesse ambiente.
Nos seres vivos a velocidade das reacções pode ser regulada por vários mecanismos
envolvendo quer o número de moléculas de enzima presente na célula quer a
capacidade catalítica dessas moléculas.
Os mecanismos de regulação da
actividade enzímica mais importantes
nas células são:
1010
A
1- Quantidade de enzima: a síntese
de uma enzima pode ser regulada
ao nível da expressão do gene
que a codifica.
B
1000
As enzimas que catalisam reacções fisiologicamente reversíveis
catalisam a conversão líquida no sentido directo ou inverso de
acordo com a lei da acção das massas mas não são determinantes
no sentido nem na velocidade global da via metabólica...
2- Concentração de substrato
10,01
S
3- Modificação alostérica
P
4- Modificação covalente
0,01
As enzimas “marca passo” (ou reguladoras) de uma via
metabólica catalisam reacções fisiologicamente irreversíveis e a
sua actividade determina a velocidade de fluxo nessa via
metabólica.
5
Independentemente do mecanismo envolvido dizemos que a
actividade enzímica de uma determinada enzima aumentou se a
velocidade da reacção que ela catalisa aumentou (e vice-versa).
Admitamos que fizemos dois
ensaios idênticos mas com
duas amostras diferentes da
mesma enzima E:
Acumulação de produto versus tempo
Quando se quer quantificar a
actividade de uma enzima
Acumulação de produto versus tempo
Produto
(micromoles)
2
O normal é que (por
motivos vários) a reacção
se vá lentificando.
0,1/min
0,5/min
1.5
Produto (micromoles)
3
adicionamos num tubo de ensaio a
enzima ao(s) substrato(s) e vamos
observando ao longo do tempo
como evolui a reacção.
amostra azul
amostra vermelha
2
Actividade azul (v0 ou vinicial) =
1 µmole / min
0
0
1
0
0
2
3
Tempo (min)
0.5
1
2
3
Quando se atingir o
equilíbrio químico ou
se esgotar o substrato
a velocidade será zero.
tempo (min)
7
... mas actividade enzímica = velocidade da reacção enzímica
Em qual das amostras a enzima
E tinha maior actividade?
1
1/min
1
6
4
5
Como podemos exprimir
quantitativamente a
actividade da enzima E na
amostra azul?
Se respondessemos: actividade = 3 µmoles/5 min = 0,6 µmoles/min
... estariamos a falar da velocidade média nos 5 min de ensaio e a dizer que nas duas amostras a
actividade era igual.
Para a concentração de substrato em que o ensaio se iniciou a velocidade será
o declive da curva produto formado versus tempo no tempo zero (v0 ou v inicial)
8
mas poderemos considerar que, pelo menos no caso do ensaio azul, uma boa estimativa
de v0 pode ser a velocidade média no primeiro minuto de ensaio (1 µmole/min).
Em teoria a actividade enzímica de uma enzima (num sistema de ensaio especificado e adequado)
define-se como o aumento de velocidade de conversão (S → P) induzido pela enzima.
Actividade = vinicial = velocidade na presença de enzima - velocidade na sua ausência
NaOH
incubar substrato na
ler Absorvância
no ensaio
enzímico
presença de Fosf Alc.
durante um tempo t
Como variará vinicial se duplicarmos (ou triplicarmos...) a concentração de
enzima num ensaio enzímico?
A actividade enzímica (vinicial ou uma boa estimativa de vinicial) num meio
especificado e adequado é proporcional à quantidade de enzima.
NaOH
incubar substrato na
ler Absorvância
no ensaio a
branco
ausência de Fosf Alc.
durante um tempo t
vinicial =
k3 [S ]
[Etotal ]
Km + [S ]
se fizermos ensaios nas mesmas condições k3 e Km são
constantes;
se também usarmos a mesma concentração de substrato
[S]
10
este factor é constante
A realização de ensaios a branco (sem enzima) permite prevenir a eventualidade de ocorrer
reacção não enzímica. Ao subtrair o branco... também se subtrai o produto que
9
eventualmente se tenha formado na ausência de enzima.
Qual a quantidade de enzima E no ensaio vermelho?
Admitindo que
1) a enzima E catalisa a reacção X→Y
2) o tubo de ensaio A continha 1 ml de solução
Acumulação de produto versus tempo
3) no tempo zero se adicionou 1 µl de soro
3
Produto (micromoles)
vinicial = const. [Etotal ]
4) ... e se foi medindo a quantidade X
ao longo do tempo
2
1
0
0
1
2
3
Tempo (min)
UI (unidade
internacional) =
quantidade de enzima
que catalisa a
conversão de
14 µmol de
substrato
5
em produto / min
Qual a actividade da enzima E
no soro em análise?
1) No tubo A nos primeiros 10 min
a concentração de X passou
de 100 para 90 mM = 10 mM (ou 10000 µM)
2) 10000 µM * 0,001 L
= 10 µmoles de X convertido em Y
3) 10 µmol de X/ 10 min = 1 µmol / min
Embora, pelo menos teoricamente,
a quantidade de uma enzima possa ser medida em moles ou em gramas,
é mais frequente medir a quantidade de enzima
como uma velocidade de reacção; a velocidade da reacção catalisada pela enzima
11 em
análise (idealmente no tempo zero; vinicial).
4) 1 UI / µl soro
Notar que no tubo B se adicionou o soro de outro indivíduo e que a actividade era
metade da observada em A... como as condições de ensaio eram as mesmas nos dois
casos é de supor que no soro de B havia metade do número de moles da enzima E.
12
Quando se doseiam enzimas numa preparação que a contém (usando a
actividade como medida da quantidade de enzima) pressupõe-se que a
actividade (vinicial) é proporcional à quantidade de enzima.
Pâncreas inflamado liberta
amílase para o sangue
A actividade enzímica aumenta se o número de moléculas de enzima aumentar
(e vice-versa). O doseamento de uma enzima em tecidos pode servir para
estudar o efeito de hormonas na síntese dessa enzima.
A insulina inibe a expressão de genes que
codificam enzimas envolvidas na produção de
glicose como, por exemplo, o gene da glicose6-fosfátase.
Em química clínica doseiam-se com frequência
enzimas no soro
(por exemplo a amílase do soro em situações
em que se suspeita de pancreatite aguda)
exprimindo o resultado do ensaio enzimático
em
Quando há muita insulina
o número de moléculas de glicose-6-fosfátase
diminui porque diminui a transcrição do seu
gene.
velocidade de reacção / volume de soro
Quando há pouca insulina
Porque as condições de ensaio
(concentração e natureza dos substratos, pH, natureza do tampão, temperatura, etc.)
podem não ser iguais em dois laboratórios distintos
os valores normais de um laboratório podem não ser iguais aos de outro laboratório.
1 mol de glicose é 1 mol de glicose em qualquer sítio do mundo
mas 1 UI de amílase (ou outra enzima qualquer) em dois laboratórios
13
distintos pode significar diferentes quantidades de enzima.
Porquê expressar actividade em UI / mg de
tecido (ou UI / mg de proteína)?
Permite comparar dois ensaios enzímicos
em que se usam concentrações de enzima
distintas...
2 mg de
fígado
Voice et al. (1992)
BST 20:272S
Quando se doseia uma enzima
necessitamos de um meio de
ensaio que contém
obrigatoriamente o substrato (ou
substratos) da enzima...mas em
diferentes laboratórios podem
usar-se diferentes temperaturas
de ensaio.
1 mg de
fígado
Homogeneizado de fígado
2 µmol/min = 2UI
Glicose-6fosfátase no
fígado
o número de moléculas de glicose6-fosfátase aumenta pela razão
oposta.
Nestes casos, para comparar ensaios com
amostras diferentes, é costume expressar a
concentração de enzima em UI/g de tecido
14
(fígado, por exemplo) ou UI/mg de proteína.
20ºC
70ºC
Aumentar a temperatura aumenta
a velocidade das reacções incluindo
a velocidade de desnaturação das enzimas.
2 µmol / 2min = 1UI
2 UI
2 mg de fígado
1 UI
1 mg de fígado
Actividade
específica =
1 UI / mg de fígado
Actividade
específica =
1 UI / mg de fígado
15
O exemplo da figura indica que se se pretendesse dosear a enzima em questão poderia ser16mais
cómodo escolher para temperatura de ensaio 30ºC...
Para dosear uma enzima, para além da temperatura, também se escolhem outras
condições de ensaio como, por exemplo, o pH do meio de ensaio.
Quando doseamos uma enzima costuma escolher-se para pH de ensaio um valor
próximo do pH óptimo dessa enzima.
Se na amostra enzímica existirem duas enzimas que catalisem a mesma reacção mas
essas enzimas tiverem pHs óptimos distintos posso, escolhendo o pH de ensaio, estudar
uma ou outra dessas enzimas.
Para dosear uma enzima, para além da temperatura e do pH, também se escolhe a
concentração do substrato. Eventualmente podemos fazer vários ensaios usando
diferentes concentrações do substrato.
Considerar apenas um
substrato é uma
simplificação
(estritamente só as
isomérases têm um
substrato)
vinicial
...mas podem fixar-se
as concentrações dos
outros substratos
e estudar-se como
varia a actividade
(vinicial)
pH 7
favorece
isoenzima
vermelha
pH 10
favorece
isoenzima
azul
... em função da
variação da
concentração de um
deles.
17
A actividade de uma enzima aumenta com a concentração de substrato...
...mas para concentrações “altas” (saturantes) aumentar a concentração de substrato
praticamente não afecta a actividade.
vinicial
18
Num grande número de enzimas o gráfico vinicial versus [S] tem o “aspecto” de
uma hipérbole que se ajusta a uma equação do tipo
vinicial =
Vmax [S ]
Km + [S ]
3
As enzimas com
“cinéticas de tipo
hiperbólico” são aquelas
em que o gráfico
A actividade é proporcional à
concentração do complexo E•S
Para diferentes enzimas o
“aspecto” do gráfico
actividade versus [S] ...
vinicial
pode ser ajustado a uma
equação do tipo
vinicial
vinicial =
pode ser
hiperbólico ou sigmoide
... mas a característica
saturabilidade está
sempre presente.
vinicial versus [S]
Vmax [S ]
Km + [S ]
... sendo que Vmax e
Km são constantes
19
20
k1
v1 = k1 [E] [S]
k2
A velocidade de dissociação do
complexo E•S é proporcional à
concentração do complexo E•S
v2 = k2 [E•S]
enzima estão ligadas ao substrato
vinicial ≈ k3 [Etotal]
vinicial ≈ Vmax
k3
A velocidade de formação
do produto é também
proporcional à
concentração do complexo
E•S
Existe uma concentração de
substrato (= Km) em que
metade das moléculas de
enzima estão ligadas ao
substrato (enzima
hemisaturada)
concentração de
[E•S] = [E]
substrato é saturante
[E•S] = [Etotal]/2
Se não há
substrato
[E•S] = 0
Vinicial = 0
concentração de
substrato = Km
21
A actividade enzímica para
concentração saturante de
substrato = Vmax
Se [S] < Km
vinicial é quase proporcional a [S]
...menos de metade das moléculas de
Se a concentração de
substrato é elevada quase
todas as moléculas de
enzima estão ligadas ao
substrato
[E•S] ≈ [Etotal]
vinicial =
k3 [Etotal]/2
vinicial = Vmax/2
vinicial = k3 [E•S]
vinicial
Actividade ou v0 ou vinicial= k3 [E•S]
A velocidade da formação do
complexo E•S é proporcional às
concentrações de E (enzima
livre) e de substrato.
... se a concentração de
substrato é elevada variações
moderadas na concentração
do substrato não afectam a
actividade
⇒ para dosear enzimas é
frequente usarem-se
concentrações elevadas de
substrato porque o gráfico
[produto formado] versus
tempo se mantém linear
durante mais tempo.
Se [S] = Km
vinicial = Vmax / 2
...a enzima está
hemisaturada 23
22
A partir da
equação
v0 =
Vmax [S ]
Km + [S ]
...pode
deduzir-se o
valor de v0 para
determinadas
concentrações
de substrato.
Km >> [ S ]
V [S ]
v0 = max
Km + [S ]
... se Km>>[S]
denominador ≈ Km
V
v0 = max [S ]
Km
v0 é directamente
proporcional a [S] para
baixas concentrações de S
[S ] = Km
v0 =
Vmax [S ]
[S ] + [S ]
Km << [ S ]
v0 =
Vmax [S ]
Km + [S ]
... se Km=[S]
... se Km<<[S]
denominador =2 [S]
denominador ≈ [S]
Vmax [S ]
2 [S ]
V
v0 = max
2
v0 =
Vmax [S ]
[S ]
v0 = Vmax
v0 =
v0 não é afectado por
24 [S] para
altas concentrações de S
O Km é uma medida da afinidade da enzima para o seu substrato
...quando maior o valor do Km menor a afinidade e vive-versa.
O Km mede a
afinidade da
enzima para o seu
substrato
Vmax1=Vmax2
...quando
maior o valor
do Km
menor a afinidade.
(mM)
A enzima azul precisa de uma concentração de substrato menor para ficar
hemisaturada...
...porque tem maior afinidade para o substrato que a enzima cinzenta.
Em ambos os casos a enzima está hemisaturada ⇔ Km < Km
25
Estudar o valor do Km serve para caracterizar uma enzima mas também pode servir
para compreender a sua regulação in vivo.
1- Duas isoenzimas podem
distinguir-se por valores
distintos no Km do substrato
(caso da hexocínase muscular e
glicocínase hepática...).
hexocínase muscular
glicocínase hepática
2- Se o valor das concentrações
fisiológicas do substrato (in vivo;
na célula) é conhecida,
a comparação com o valor do Km
...pode servir para estimar
o efeito
das variações fisiológicas da
27
concentração do substrato
na actividade da enzima.
A enzima azul já está
hemisaturada ([E•S]=[Et]/2)
quando [S]= 3 mM (Km = 3 mM)
A enzima vermelha está
hemisaturada ([E•S]=[Et]/2)
quando [S]= 10 mM (Km = 10 mM)
⇔ tem alta afinidade para o
substrato
⇔ tem baixa afinidade para o
substrato
26
Quando se estuda o efeito da concentração de substrato na actividade de algumas
enzimas e se representa vinicial versus [S] o gráfico pode ser não uma hipérbole mas um
sigmóide.
As teorias
actualmente mais aceites para interpretar
este tipo de comportamento cinético
surgiram na década de 60
e visavam interpretar um fenómeno
semelhante:
a forma sigmoide do gráfico de
saturação da hemoglobina.
Essas teorias
revelaram-se adequadas para interpretar
as
“cinéticas de tipo sigmoide”
em enzimas com mais de um local de
ligação ao substrato por molécula de
enzima (enzimas poliméricas).
28
A actividade das enzimas pode ser diminuída ou aumentada pela adição ao sistema de
ensaio de modificadores da actividade enzímica (inibidores e activadores).
Um estudo mais aprofundado do efeito de um inibidor na actividade duma
enzima pode revelar que ele aumenta o Km do substrato sem modificar Vmax.
Adicionando a um meio de ensaio uma substância M (inibidor ou activador)
e mantendo constantes todas as outras condições de ensaio podemos obter
diminuição (inibição) ou aumento (activação) da actividade enzímica.
Quando se estuda
a actividade enzímica para vários valores de [S]
podemos,
multiplicando o número de tubos de ensaios,
fazer esse estudo:
na ausência e
na presença de um inibidor I.
140
Grau de inibição = 30%
}
∆v
80
{
Algumas vezes observa-se que:
o
o
60
1- Na presença do inibidor o valor de Vmax não se
modifica;
+activador
∆v
100
⇔ para concentrações de substrato elevadas
o inibidor I não tem efeito.
+inibidor
∆vinicial = 30 UI
120
Actividade enzímica
vinicial na ausência de
inibidor = 100 UI
40
20
2-O valor do Km observado é maior na presença de I
que na sua ausência;
⇔ o grau de inibição é mais marcado para
concentrações de substrato baixas.
0
Grau de inibição ou grau de activação =
vinicial
∆vinicial
na ausência de M
29
Para explicar o comportamento deste sistema (I ⇒ aumento do Km mas I não afecta
Vmax) poderemos admitir que o inibidor I e o substrato S se ligam no centro activo
da enzima competindo entre si.
As possibilidades do modelo
apresentado
corresponder à realidade são
reforçadas se
as estruturas moleculares do
substrato e do inibidor forem
semelhantes.
vinicial
Nestes casos falamos de
inibição competitiva
30
Um inibidor competitivo aumenta o Km do substrato com o qual compete
⇔ se o inibidor está presente, para obter hemisaturação da enzima com
substrato, preciso de ter maior concentração do substrato
Na ausência de inibidor esta concentração de
substrato permitia hemisaturação. O Km era 9.
O malonato compete com o succinato
na
31
actividade da desidrogénase do succinato
Para [S] = 4 ⇒
grau inibição =50%
Mas na presença do inibidor para esta
concentração de substrato só 1/6 das moléculas
de enzima estão ligadas ao substrato.
Na presença do inibidor competitivo
preciso de aumentar a concentração de
substrato para 32 para obter
hemisaturação com o substrato.
Na presença do inibidor o Km que
32 era 9
aumentou para 32.
H2 O
O vanadato é um inibidor competitivo da fosfátase alcalina.
Vmax
sem vanadato
A fosfátase alcalina catalisa a hidrólise do para-nitrofenilfosfato:
Vmax/2
para-nitrofenilfosfato + H2O → para-nitrofenol + HPO42-
vanadato 2,5 µM
O vanadato (HVO42-) é um análogo estrutural do fosfato inorgânico
(contém vanádio em vez de fósforo). O fosfato é um produto da
reacção e um dos resíduos do substrato. O vanadato (tal como o
fosfato inorgânico) é um inibidor da fosfátase alcalina porque se
liga no centro activo da enzima impedindo a ligação do substrato.
O vanadato (HVO42-) se adicionado a
meios de ensaio que contenham paranitrofenilfosfato e fosfátase alcalina
Km(com vanadato)=7,6 mM inibe a actividade da enzima.
33
Seargeant & Stinson (1979) Biochem J. 181: 247. A inibição é de tipo competitivo.
Km(sem vanadato)
=1,1 mM
Quando se estuda de efeito de um inibidor para diferentes concentrações de
substrato podemos, eventualmente, observar que a inibição não é de tipo
competitivo.
A ligação entre o vanadato e a enzima não é de tipo covalente: o vanadato liga-se à enzima por
interacções de tipo electrostático e as formas ligada e desligada da enzima encontram-se em
equilíbrio. Se se aumentar a concentração de substrato mantendo a concentração de vanadato a
probabilidade de uma molécula de enzima se ligar ao substrato aumenta enquanto a
probabilidade de se ligar ao vanadato diminui. No limite, para muito altas concentrações de
substrato o vanadato deixa de ter efeito inibidor.
O vanadato é um inibidor competitivo da fosfátase alcalina porque compete com o para34
nitrofenilfosfato para sua ligação à enzima.
Um modelo possível para explicar a inibição de tipo não competitivo é admitir a
existência na enzima de um local de ligação diferente do centro activo cuja
ligação ao inibidor impedisse a formação do produto.
Algumas vezes observa-se que:
1- O Vmax é menor na presença de I
que na sua ausência.
vinicial
2- Na presença de I o Km não se
modifica;
a concentração de substrato para a
qual se observa um valor de
actividade que é metade de Vmax (ou
de Vmax’) é igual na presença e na
ausência de I.
3-O grau de inibição é
independente da concentração de
substrato.
Nestes casos diz-se
que a inibição é
não competitiva.
Neste caso grau de
inibição = 40% para todas
as concentrações de
substrato
35
De acordo com este modelo tudo se passaria como se
as moléculas de enzima ligadas ao inibidor estivessem
excluídas do processo catalítico.
36
A par da classificação que divide os inibidores em competitivos e não
competitivos existe uma outra que divide os modificadores (inibidores ou
activadores) em isostéticos ou alostéricos.
Um modificador isostérico liga-se ao
centro activo e é sempre inibidor:
é um inibidor isostérico.
Um ligando alostérico liga-se à enzima num sítio diferente do centro activo (um
sítio alostérico) provocando uma alteração conformacional na enzima.
Sítios alostéricos
Se a alteração
conformacional diminuir a
actividade da enzima
dizemos que há inibição
alostérica.
Inibidor alostérico
Se a alteração
conformacional aumentar a
actividade da enzima
dizemos que há activação
37
alostérica.
Activador alostérico
Quando uma fibra muscular se contrai aumenta a velocidade de hidrólise do
ATP e aumenta a concentração de AMP.
O AMP liga-se à fosforílase muscular induzindo uma conformação mais activa
⇔ o AMP é um activador alostérico da fosforílase muscular.
Fosforílase
muscular na
conformação
tensa (inactiva)
AMP
Fosforílase
muscular na
conformação
relaxada (activa)
sítio alostérico
AMP
38
centro activo
Um ligando diferente do substrato que se liga ao centro activo é um inibidor isostérico
(se se liga no centro activo só pode inibir).
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 de tipo não covalente e reversível.
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.
sítio alostérico
Neste caso o inibidor comporta-se
funcionalmente como
não competitivo.
AMP
39
40
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.
Certas enzimas são activadas por hidrólise irreversível.
São exemplos a activação dos zimogénios na digestão dos
nutrientes.
41
Muitas enzimas são reguladas por mecanismos de fosforilação/desfosforilação
catalisadas por enzimas (cínases e fosfátases).
Forma desfosforilada
(activa)
A fosfátase da desidrogénase
do piruvato
catalisa a desfosforilação da
desidrogénase do piruvato
que no estado desfosforilado
fica activa.
42
A regulação de uma via metabólica pode envolver activações e inibições
alostéricas e/ou isostéricas assim como activações e inibições por fosforilação
e desfosforilação reversível que operam em cadeia.
O AMP
é activador alostérico
de uma cínase
que inactiva a
carboxílase de acetilCoA
o que baixa a
concentração de
malonil-CoA.
P
Forma fosforilada
(inactiva)
A cínase da desidrogénase do
piruvato
catalisa a fosforilação da
desidrogénase do piruvato
43 fica
que no estado fosforilado
inactiva.
A descida do malonilCoA “desinibe” a
carnitina-palmitoil
transférase I
A carnitina-palmitoil
transférase I é a enzima reguladora da oxidação dos ácidos gordos.
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