Universidade de São Paulo – USP
Instituto de Ciências Biomédicas – ICBII
Departamento de Parasitologia
Cinética Enzimática
Aluno: Marcell Crispim
Enzima
• Geralmente possuem composição protéica.
• São catalisadores de reações.
• Alteram a velocidade da reação mas não o equilíbrio.
• Estão no centro dos processos bioquímicos.
• Sua deficiência ou excesso de atividade pode caracterizar
uma doença.
• São importantes alvos terapêuticos contra microrganismos.
Enzima
Caracterizar a
enzima
Comparação com outras
enzimas
Definir parâmetros
da sua atividade
enzimática
Determinação do seu
papel biológico
Cinética
enzimática
Cinética enzimática
Baseia-se na determinação da velocidade da reação e como ela
se modifica em resposta a mudanças nos parâmetros
experimentais.
Cinética enzimática
Funções
• Medir a velocidade em que ocorre uma reação.
• Estudar a influência de alguns fatores nessa velocidade.
Temperatura
Quantidade
de enzima
pH
Concentração
de susbstrato
Ativadores ou
inibidores
Cinética enzimática
Funções
• Otimizar a reação
• Estabelecer critérios para o seu controle
Influência da [S]
Influência da [S]
Estudo do efeito da concentração do substrato
medida da velocidade da reação.
Influência da [S]
Michaelis - Menten
1913 Leonor Michaelis e Maul Menten
Consideram que uma reação enzimática ocorre em dois passos:
RÁPIDA
LENTA
onde k1, k2, k3 e k4 são as constantes de velocidade de cada etapa.
Michaelis - Menten
Podemos simplificar a reação:
(eq. 1)
Portanto:
A velocidade de formação de produto é dependente de [ES].
Michaelis - Menten
Como [ES] não é facilmente medida, precisamos
descobrir uma expressão alternativa para [ES].
Excesso de substrato
ESTADO ESTACIONÁRIO
[ES] permanece praticamente constante durante todo o
tempo.
Michaelis - Menten
No estado estacionário:
Velocidade de formação de ES = Velocidade de decomposição de ES
Michaelis - Menten
Para simplificar a equação 4, foi definida uma constante,
KM, conhecida como Constante de Michaelis:
KM é a razão da soma das taxas de desaparecimento do
complexo ES pela taxa de formação deste.
Michaelis - Menten
( k 2  k3 )
KM 
k1
desaparecimento
formação
quando KM é pequeno, k1 é relativamente grande e
a barreira de energia livre para a formação do complexo
é pequena.
KM, assim, reflete uma habilidade da enzima a se ligar
aos substratos e realizar a catálise.
Michaelis - Menten
Substituindo a eq. 5 na eq. 4, teremos:
Michaelis - Menten
Na reação, pode-se assumir que o sítio da enzima pode
estar ocupado ou livre. Assim a enzima existe em duas
formas:
A forma livre E, e a forma ligada ES.
Michaelis - Menten
Substituindo a eq. 7 em 6, temos:
Que pode ser transformada em:
Michaelis - Menten
Podemos substituir esta eq. 9 na da velocidade inicial da
reação
Michaelis - Menten
Em saturação de substrato
[E]TOTAL= [ES]
Vmáx = k3[E]TOTAL
(eq. 11)
Michaelis - Menten
Então a equação 10, pode ser representada por:
Vmáx = k3[Et]
(eq. 11)
Equação de Michaelis-Menten
Michaelis - Menten
Vmax
Vmax [ S ]

2
[S ]  K m
( Vmax )
1
[S ]

2 [S ]  K m
[S ]  K m  2[S ]
K m  [S ]
Temos: KM = [S]. Ou seja, KM corresponde à concentração
de S necessária para se atingir a metade da velocidade
máxima!
Michaelis - Menten
Michaelis - Menten
A equação de Michaelis-Menten pode ser representada na
forma inversa (eq. 13) que representa uma equação do tipo
y =ax+ b:
• Essa é uma equação de reta (y = ax + b) em que a
inclinação (a) é igual a KM/Vmáx e o intercepto (b) é igual a
1/Vmáx,
• Essa é a forma mais comum de se determinar os
parâmetros cinéticos (KM e Vmáx).
Michaelis - Menten
Michaelis - Menten
• Efeito da Concentração de Enzima na Velocidade da
Reação
• concentração de substrato seja alta
aumento na concentração
de enzima
um aumento na velocidade
de reação
Michaelis - Menten
Quando fazemos o gráfico da velocidade da reação (V) em
função da concentração de enzima, podemos observar uma
relação linear:
Michaelis - Menten
Ao se utilizar uma concentração maior de enzima, VMAX será
maior utilizando-se a mesma concentração de substrato
Vmax é maior em [E] maior, utilizando a mesma [S]