Aula de enzimologia

Tema Cintica enzimtica: Inibio enzimticaProf. Adriane M. F. MilagresDepartamento de Biotecnologia - Escola de Engenharia de Lorena Universidade de So Paulo USPadriane@debiq.eel.usp.br

Cintica enzimticaSumrio:

Inibio reversvelModelos de inibio

Modificao qumica

Inibio irreversvel

INIBIO ENZIMTICAQualquer substncia que reduz a velocidade de uma reao enzimtica.

INIBIO COMPETITIVA:

substrato e inibidor competem para o mesmo stioKmkcatK4[E] [I] = K5[EI

[K5] = [E] [I][K4] [EI]1) V = K3 [ES]2) [ET] = [E] +[ES] +[EI]

V = K3 [ES][ET] [E] +[ES] +[EI]

[E][S]V = Vmax Km [E] + [E][S] + [E][I] Km KiV = Vmax [S]______ Km (1 +[I]) + [S] Ki

INIBIO COMPETITIVA1- sem inibidor2- com inibidor na concentrao [I1] 3- com inibidor na concentrao [I2] > [I1] Km (1 +[I]) + [S]1= _____Ki_______V Vmax [S]V = Vmax [S]______ Km (1 +[I]) + [S] Ki Km (1 +[I]) 1 = _____Ki__ 1 + 1V Vmax [S] Vm

INIBIO INCOMPETITIVA:

substrato e inibidor ligam-se em stios diferentes

INIBIO INCOMPETITIVA:

1- sem inibidor2- com inibidor na concentrao [I1] 3- com inibidor na concentrao [I2] > [I1]

INIBIO NO-COMPETITIVA

INIBIO MISTA

Diagrama Lineweaver-Burk para inibio mista

EQUAO GERAL DE INIBIO KmKmK3K3 = e = 0 - Inibio competitiva pura

1 <

1__ [i]1_____inclin.1_____inclin.1_____interc.1_____interc.VmKs(- )Vm1--KiPara inibies com diagnstico hiperblico

INIBIO PELO PRODUTO

INIBIO PELO SUBSTRATOSe K4 = 0

Se 0 < K4 < K2

Exemplo 1: Sntese de Dopamina

Exemplo 2:FosfofrutoquinaseFrutose 6P Frutose 1,6 BiP ATP ADP

MODIFICAO QUMICAMolculas especficas podem interagir com a enzima inibindo-a

Inibidores irreversveis

E + M F em que:

E enzimaM modificadorF enzima modificada inativaK2 - constante de segunda ordemK2V = K2 [M][E]

V = KOBS [E]

KOBS = K2 [M]

K2 = KOBS MLog EnzimaRemanescente (%)tKobs

E + nMF e [M] >>> [E]

k2Kobs = k2 Mn Log Kobs = log K2 + nlog MSegundo caso: n o numero de molculas para inativar a enzima

Inibidores irreversveis:Compostos orgnicos clorados ou fosforados reagem com o resduo S1 de serino-enzimas, formando um complexo irreversvel.

Uma das enzimas altamente sensvel a esses compostos a acetilcolinesterase, responsvel pela metabolizao do neurotransmissor acetilcolina em neurnios centrais e perifricos.

Este o mecanismos de ao dos inseticidas organofosforados, como o malathion e o parathion. dose letal: 3-13 mg/Kg, oralInseticidasorganofosforadosgs dos nervos (dose letal 0,01 mg/kg, oral),

PMSF phenylmethane sulphonyl fluorideNo laboratrio, serino-enzimas podem ser identificadas por serem eficientemente inibidas por compostos organofosforados menos txicos como o diisopropilfluorofosfato (DFP) ou o fluoreto de fenilmetilenosulfonila (PMSF).

A atividade enzimtica pode ser regulada por diferentes mecanismos, que muitas vezes atuam em conjunto na mesma enzima.

Entre estes mecanismos, destacam-se:Como so controladas as enzimas in vivo, alm de alteraes na disponibilidade de S e da prpria E ? Agora vamos falar de:Inibidores: irreversveis: no proticos e proticos reversveis: competitivo, no competitivo ou misto, incompetitivo

Alosteria:ativadores e inibidorescooperatividade

Modulao covalenteFosforilao e defosforilao Ativao de zimognios

inativaativaFosforilao - DefosforilaoquinasefosfataseAo contrrio da alosteria, em que os efetores ligam-se enzima apenas por ligaes fracas, na modulao covalente a enzima modificada covalentemente por duas outras enzimas: uma quinase fosforila a enzima s custas de ATP, e uma fosfatase remove o grupo fosfato da enzima fosforilada. A modulao covalente energticamente cara, pois necessita duas outras protenas e ATP para regular a atividade de uma enzima. Ao contrrio, na alosteria a enzima controlada pelas concentraes relativas de seus efetores e a afinidade da enzima por estes.

A atividade enzimtica pode ser regulada por diferentes mecanismos, que muitas vezes atuam em conjunto na mesma enzima.

Entre estes mecanismos, destacam-se:Como so controladas as enzimas in vivo, alm de alteraes na disponibilidade de S e da prpria E ? Agora vamos falar de:Inibidores: irreversveis: no proticos e proticos reversveis: competitivo, no competitivo ou misto, incompetitivo

Alosteria:ativadores e inibidorescooperatividade

Modulao covalenteFosforilao e defosforilao Ativao de zimognios

zimognios: as proteases so sintetizadas numa forma inativa por estar em uma conformao desfavorvel, com bloqueio ou desalinhamento dos resduos do stio cataltico. conformao desfavorvel resulta de pores adicionais da cadeia poli-peptdica, que devem ser retirados para que a protena assuma a forma ativa. podem acontecer duas situaes, combinadas ou no: - zimognio tem uma extenso N-terminal (pro-segmento) que precisa ser retirada. Pro-segmentos podem ter de 2 a 150 resduos a.a. - zimognio tem cadeia polipeptdica nica, que precisa ser clivada (protelise limitada) para formar duas ou mais subunidades. converso do zimognio protease ativa pode resultar da ao proteoltica de outra protease, ou de alterao do pH ou temperatura do meio, ou ainda, da adsoro do zimognio uma superfcie negativa. Esses eventos determinam mudana conformacional e/ou auto-hidrlise pela prpria protease. ativao irreversvel, e porisso, energeticamente cara para o organismo.Ativao de zimognios um caso especfico de modulao covalente exclusivo de alguns tipos de enzimas proteolticas.

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