Enzimas: Fatores, Classificação e Atividade

Condições da Reação

Energia livre de Ativação

As enzimas não são consumidas na reação:

H₂O₂ --Catalase--> H₂O + O₂

E + S <--> E + P

Atuam em pequenas concentrações. 1 molécula de Catalase decompõe 5.000.000 de moléculas de H₂O₂ (pH = 6,8) em 1 min.

Número de renovação: nº de moléculas de substrato convertidas em produto por uma única molécula de enzima em uma dada unidade de tempo.

• Não alteram o estado de equilíbrio.
• Abaixam a energia de ativação.
• K_eq não é afetado pela enzima.
• Não apresentam efeito termodinâmico global.
• ΔG não é afetada pela enzima.

Região da molécula enzimática que participa da reação com o substrato. Pode possuir componentes não proteicos: cofatores. Possui aminoácidos auxiliares e de contato.

Algumas enzimas que contêm ou necessitam de elementos inorgânicos como cofatores:

Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis. Classificam-se em: transportadoras de hidrogênio e transportadoras de grupos químicos.

Transportadoras de grupos químicos:

Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas originou o modelo Chave-Fechadura, que considera que a enzima possui sítio ativo complementar ao substrato.

Koshland (1958): Encaixe Induzido, enzima e o substrato sofrem conformação para o encaixe. O substrato é distorcido para conformação exata do estado de transição.

Enzyme Commission: “uma unidade (U) de atividade é a quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 micromol de substrato ou a formação de 1 micromol de produto por minuto”.

Expressa: U = micromoles produto/minuto

Atividade específica = U/mg de proteína

Enzima pura, condições que permitam que a velocidade da reação seja máxima, substrato [S] de modo a permitir que toda a enzima [E] esteja na forma [ES].

Fatores que alteram a velocidade de reações enzimáticas:

• pH
• Temperatura
• Concentração das enzimas
• Concentração dos substratos
• Presença de inibidores

O efeito do pH sobre a enzima deve-se às variações no estado de ionização dos componentes do sistema à medida que o pH varia.

Enzimas possuem grupos ionizáveis, existem em diferentes estados de ionização. A estabilidade de uma enzima ao pH depende:

• Temperatura
• Força iônica
• Natureza química do tampão
• Concentração de íons metálicos contaminantes
• Concentração de substratos ou cofatores da enzima
• Concentração da enzima

Na temperatura, dois efeitos ocorrem:

(a) a taxa de reação aumenta, como se observa na maioria das reações químicas;

(b) a estabilidade da proteína decresce devido à desativação térmica.

Enzima possui temperatura ótima para que atinja sua atividade máxima, e a temperatura máxima na qual a enzima possui uma atividade constante por um período de tempo.

O efeito da temperatura depende do pH e da força iônica do meio, e da presença ou ausência de ligantes.

Acima desta temperatura, a velocidade de reação devido à temperatura é compensado pela perda de atividade catalítica devido à desnaturação térmica.

E_a pode ser determinada medindo-se a constante de velocidade da reação em diferentes temperaturas.

• Curva A: gráfico usual.
• Curva B: o gráfico mostra uma variação definida na inclinação, se em determinada temperatura, uma etapa diferente se torna limitante da velocidade.
• Curva C: uma queda brusca na curva indica inativação enzimática.

Velocidade de transformação do S.