Bioquimica

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Cinética Enzimática corresponde a análise quantitativa do efeito de cada um dos fatores que influenciam na expressão da atividade enzimática , avaliando [E], [S], [P], inibidores e ativadores, T , pH e imobilização (heterogênea) V proporcional a [E] na zona linear relação P versus tempo

Cinética Enzimática é estudada para:
• • • • Determinar as constantes de afinidade do S e dos inibidores (Km eKi); Conhecer as condições ótimas da catálise (T, pH, [S] etc); Ajudar a elucidar os mecanismos de reação (estudo ordem reação e tipo cinética); Determinar a função de uma determinada enzima em uma rota metabólica (para um dado S).

1

Centro ativo complementar em tamanho, forma e natureza química à molécula do substrato, ou seja, uma cavidade geometricamente rígida.
Emil Fischer (1894): altograu de especificidade das enzimas originou Chave- Fechadura , que considera que a enzima possui sitio ativo complementar ao substrato.
2

Substrato induz mudanças conformacionais na enzima - resultam em um alinhamento preciso dos grupos catalíticos e suas ligações com o substrato Substratos análogos podem se ligar a enzima não induzem apropriadamente o alinhamento dos grupos catalíticos.

3 Conceitos para diminuição da energia de ativação

orbital steering - alinhamento ótimo dos orbitais do substrato e dos grupos catalíticos stereopopulation control - restrição da liberdade rotacional do substrato (“congelamento”) rack - ligações formadas entre o substrato e a enzima são tão fortes que levam a uma alteração na molécula de substrato

4

Mecanismo rack (distorção do substrato)

Amolécula de substrato sofre alteração para se acomodar na molécula enzimática estática
5

Seqüência de ligação do substrato em duas etapas

O substrato pode sofrer estas alterações por mudanças conformacionais na enzima
6

Envolve a obtenção de uma expressão matemática : • Em fase homogênea (enzimas em solução) • Em fase heterogênea (enzimas imobilizadas) Os aspectos gerais envolvidos: - O substratoSforma com E , o complexo intermediário ES . - A velocidade reação esta representada pela tangente da curva P ou Sversus tempo e é constante para concentrações dadas de S e E, pois diminuí em função do tempo como consequência da diminuição de S . - Para dada [S , a curva v=f[E] mostra trajetória hiperbólica. ]
7

Velocidade de reaç ão: “diminuiç ão na concentraç ão de um dos reagentes ou formaç ãode produto na unidade de tempo”

Concentraç ões são geralmente dadas em mol.L-1 e o tempo em minutos
velocidade = - d[a]/dt

Se a concentraç ão inicial do reagente for a e se a concentraç ão de produto for x, a x, então a equaç ão acima també m pode ser escrita como:
velocidade = - d[a]/dt
diminuição da concentração dos reagentes

velocidade = d[x]/dt

aumento da concentração dos produtos.
8 Michaelis-Menten

equilíbrio rápido

1913 Leonor Michaelis - Enzimologista Maud Menten - Pediatra

Hipóteses de Henri -(1903): E +

S

ES

1. velocidade inicial de uma reação enzimática é proporcional a concentração da enzima 2. dependência da velocidade de reação com a concentração de substrato é característica de um fenômeno de saturação (reação química reversível)

K1

E+S

K-1

ES

Kp

E+P
9Etapa rápida

Etapa lenta

E S

K1

ES

K2

EP

K3

E

P

K 1

K 2

K 3

Modelo da Reaç ão Enzimática
v = K2 [ES] d[ES] = 0 (teoria estado estacionário – ES constante em tempo curto) dt d[ES] = K1 [E] [S] - K-1 [ES] - K2 [ES] dt Como: [E] = [ES] - [E]t [ES]= [E] [S] Km
Km = K-1 +

K1

K2

Etapa limitante da reação é o desdobramento de ES em E+P , (K2<
Curvas cinéticas para os componentes da reação enzimática –
Briggs-Haldane estado estacionário
1-Admite a formação de dois complexos de transição ES e EP 2- [ES] permanece constante ([ES] produzido é consumido) 3- Enzima em quantidades catalíticas [E]t << [S]t e [S] [S]t

E

S

K1

ES
1

K2

EP
2 K

K3

E

P

K

K

3

v = K2 [E]t [S]t Km + [S]t

Equação de...
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