Introdução a Bioquímica: Biomoléculas
Aula 6
Enzimas
Ignez Caracelli
Julio Zukerman Schpector
BioMat – DF – UNESP/Bauru
LaCrEMM – DQ – UFSCar
São Carlos , 15 de setembro de 2008.
1
Nomenclatura
• 1833 - Duclaux – adicionar o sufixo ase à
substância sobre a qual a enzima é ativada
ou indicar o tipo de rações catalisadas.
• Exemplo:
enzima: glutationa redutase
substrato: glutationa
Nomenclatura
1961 – União Internacional de Bioquímica
propôs um código que divide as enzimas
em 6 grandes grupos :
Nomenclatura
Grupo
Tipos de reações catalisadas
1
Oxidoredutases
Oxi-redução
2
Transferases
Transferência de grupos doadores para aceptores
3
Hidrolases
Clivagem de ligações, com intervenção de água
4
Liases
Clivagem de ligações, sem hidrólise ou oxidação
5
Isomerases
Isomerizações
6
Ligases
Formação de ligações
Nomenclatura
• Atualmente a Enzyme Comission identifica
cada enzima iniciando-as pelas letras EC
seguido por um código numérico de quatro
números separados por pontos.
• Exemplo: EC 6.1.1.1 – Tirosina T-RNA ligase
Nomenclatura
1xan
1gre
glutationa redutase
mas são as mesmas enzimas?
Nomenclatura
1xan
glutationa redutase
Nomenclatura
http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/cgibin/enzymes/GetPage.pl?ec_number=1.8.1.7
Nomenclatura
http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/cgibin/enzymes/GetPage.pl?ec_number=1.8.1.7
glutationa redutase
EC 1.8.1.7
Glutathione-disulfide
reductase
Oxidoreductases
Acting on a
sulfur group of
donors
With NAD(+) or
NADP(+) as acceptor
Nomenclatura
1gre
glutationa redutase
????
Cofatores
Cofator é um composto químico, a parte nãoprotéica ligada a uma enzima e necessária
para a catálise
cofator
Cofatores

Cofator + enzima = Holoenzima
 catalicamente ativo

Holoenzima – Cofator = Apoenzima
 catalicamente inativo
cofator
Necessidades de cofatores (molécula não-proteíca)
atuando no processo:
 Cofatores
são geralmente metálicos: Íons
• Cu2+, Fe3+ ou Zn2+ (dieta)
 Grupos
prostéticos:
• associados a enzimas covalentemente
são pequenas moléculas orgânicas, nãoprotéicas que transportam grupos químicos
entre enzimas.
algumas vezes são chamadas de cosubstratos.
não fazem parte permanente da enzima.
monômero
monômero
FAD
GSSG
GSSG
FAD
cofator
substrato
GSSG
FAD
cofator
GSSG
substrato
FAD
substrato
sítio ativo
enzima homodimérica  500 aa / monômero
flavoproteínas: grupo prostético → FAD
coenzima: NADPH
GR
GSSG + NADPH + H+ → 2 GSH + NADP+
enzima
GR
substrato
GSSG
cofator
coenzima
FAD
NADPH
Ciclo da Reação Catalítica da GR
a
GSH
ES-SE
E-S-S-G
f
H+
GSH
NADPH
b
EH2 + NADP+
E-S-S-G  GS-
e
NADP+
c
EH2
EH2  G-S-S-G
d
GSSG
24
Modelo chave-fechadura
A especificidade da enzima (fechadura)
para com seu substrato (chave) aumenta de
acordo com a suas formas geométricas
complementares.
Modelo chave-fechadura
Modelo chave-fechadura
Interação enzima-substrato: complementaridade
geométrica (necessária mas não suficiente para
catálise).
Modelo chave-fechadura?
Modelo chave-fechadura ?
Mecanismo do Ajuste Induzido
Mecanismo do Ajuste Induzido
Especificidade do Substrato

Forças não-covalentes:
› Forças de van der Walls
› Interações eletrostáticas
› Ligações de Hidrogênio
› Interações hidrofóbicas
Estereoespecificidade e Especificidade Geométrica
 Enzimas altamente especificas ao se ligar a substratos
quirais e na catálise das suas reações;
 Quiralidade inerente das proteínas (L aminoácidos)
formam centros ativos assimétricos;
 Logo, enzima com quiralidade errada não consegue se
encaixar no centro ativo da enzima;
 Forma e quiralidade
Diferenciação de forma e dos grupos funcionais :
não ocorre interação
não forma complexo enzima
substrato.
Inibidor
molécula que bloqueia a ação da enzima
a inibição pode ser reversível ou irreversível
reversível: interações fracas
irreversível: interações covalentes
Inibidor
os inibidores podem ser competitivos
ou não-competitivos
Inibidor Competitivo
Tem semelhança com o substrato e
compete com o substrato pelo sítio ativo
da enzima
substrato
substrato
enzima
sítio
ativo
inibidor
Inibidor não-Competitivo
não entra no sítio ativo da enzima
substrato
substrato
enzima
sítio
ativo
inibidor
Regeneração das coenzimas
 As coenzimas são alteradas quimicamente pela
reação enzimática em que participam.
 Assim, para completar o ciclo catalítico, a
coenzima tem de voltar ao seu estado inicial.
Vitaminas
• Muitos organismos não são capazes de sintetizar
certas coenzimas;
• Carência pode provocar uma série de doenças
causadas por catálises enzimáticas incompletas.
Vitaminas - A
Vitaminas
Princiapis fontes
Sintomas da vitaminose
A – Retinol ou Laticínios,
cenoura,
beterraba, Problemas de visão (xerofitalmia), especialmente
axeroftol.
espinafre, fígado, rim, gema de ovo.
cegueira noturna (hemerolopia), pele escamosa e
seca.
Betacaroteno
Brócolis, pêssego, tomate.
(precursor)
Ácido fólico
B1 Tiamina
Vegetais, laranja, nozes, legumes, Regula a divisão celular e promove o bom
cereais integrais, levedura de cerveja funcionamento da célula.
e fígado. Também é sintetizada em
nosso corpo pelas bactérias intestinais
(flora intestinal).
Anemia,
problemas
gastrointestinais,
lesões
nervosas
Carnes, legumes, cereais integrais, Beribéri (inflamação e degeneração dos nervos).
verduras.
cereais integrais, levedura de cerveja funcionamento da célula.
e fígado. Também é sintetizada em
nosso corpo pelas bactérias intestinais
(flora intestinal).
gastrointestinais,
problemas
Anemia,
nervosas
Vitaminas - B
lesões
B1 Tiamina
Carnes, legumes, cereais integrais, Beribéri (inflamação e degeneração dos nervos).
verduras.
B2 – Riboflavina
Laticínios, carnes, cereais, verduras.
Fissuras na pele, tais como rachaduras no canto da
boca (queilose). Fotofobia.
B3 – Niacina
nicotinamida,
vitamina
(preventiva
pelagra)
ou Nozes, carnes (ave, salmão, bovina), Atua na regulação do colesterol
ou cereais (ervilha, amendoim).
PP
da
B6 – piridoxina
Carnes, verduras, cereais integrais, Atua no sistema imunológico.
leite, banana, batata.
Duas Maneiras de ocorrer:
 Controle da viabilidade enzimática : a quantidade
de enzimas em uma célula da reação de síntese e de
degradação.
Controle da atividade enzimática : atividade
catalítica da enzima pode ser diretamente regulada
através de alterações estruturais e conformacionais,
ex: alosteria
43
Controle Alostérico
termo usado para descrever a situação em que a
função da proteína em um sítio é afetada pela
ligação de uma molécula regulatória em outro sítio.
a regulação alostérica pode inibir ou ativar a
atividade de uma enzima alterando sua forma para a
forma ativa ou inativa.
Controle Alostérico
enzima alostérica
com 4 subunidades
sitio ativo
ativador alostérico
um dos 4 sítios
regulatórios
ativador
forma ativa
estabilizada
a ligação do ativador
alostérico estabiliza a forma
ativa da enzima
Controle Alostérico
a ligação do inibidor alostérico
estabiliza a forma inativa da
enzima
forma inativa
estabilizada
inibidor alostérico
sitio ativo nãofuncional
inibidor
Controle Alostérico
enzima alostérica
com 4 subunidades
sitio ativo
ativador alostérico
um dos 4 sítios
regulatórios
ativador
oscilação
inibidor alostérico
sitio ativo nãofuncional
inibidor