Engenharia bioquimica

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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
UNIDADE TECNOLÓGICA
CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA: Engenharia Bioquímica
Lista de exercícios – 1 (Unidade 2)

1. Determine Km e Vmax de uma reação enzimática caracterizada pela tabela abaixo:

S(mol/L) | V(mol x L-1 x min-1 x 106) |
4,1 x 10-3 | 177 |
9,5 x 10-4 | 173 |
5,2 x 10-4 | 125 |
1,03 x 10-4 | 106 |
4,9 x 10-5| 80 |
1,06 x 10-5 | 67 |
5,10 x 10-6 | 43 |

a) usando o gráfico de Lineweaver-Burk;Vmáx = 131,58; Km = 10E-6.
b) usando o gráfico de Hanes-Woolf;Vmáx = 178,58; Km = 7E-6.
c) usando o gráfico de Eadie-Hofstee.Vmáx = 9E6; Km = 5,5E+4.

Na sua opinião, quais são os resultados mais confiáveis? Porque?
b) Hanes-Woolf: Vmáx + próximo do maior valor experimental (177E+6) e r~ +1,0 (0,9976).

2. O mecanismo de reações catalisadas por enzimas é frequentemente estudado por fazer medições cinéticas em sistemas de reação enzima-substrato. O que indica a área destacada no gráfico (C x t). Justifique sua resposta.

Fonte: CANDURI, 2011.

R.: Indica a fase estacionária (cinética de ordem zero). A velocidade máxima, Vmáx, ocorre a elevadasconcentrações desubstrato, na qual a enzimaestá saturada, ou seja, inteiramente na formaES. Após a mistura da enzima com o substrato ocorre a formação do complexo ES, que permanece numaconcentração constante, ou seja:


A transformação de ES em E + P será a etapa limitante do processo, ou seja:


Da mesma forma, se toda a enzima estiver participando da reação, então a velocidade de reação estará no seumáximo, ou seja:
*Eo = Et

3. O modelo de Michaelis-Menten é um modelo cinético mais simples. Com base neste modelo, responda:
a. A partir do mecanismo da reação enzimática, explique o comportamento cinético proposto. R.:

Segundo Michaelis-Menten, quando se mistura enzima mais substrato, a formação do complexo ES é imediata, e este imediatamente se rompe, havendo a formação doproduto e a liberação da enzima livre.
A reação global é compostapor duas reações elementares, nas quais osubstrato formaum complexo com a enzima, que se decompõe em produtoe enzima. Quando aconcentração de substrato for alta o suficientepara convertercompletamente a enzima na sua forma ES, asegunda etapa da reação torna-se limitante da velocidade.

b. O que representa a velocidade de reaçãomáxima? R.: É a velocidade máxima que será observada quando toda a enzima estiver presente sob a forma de ES.Vmáx é atingida quando todos os sítios de ligação da enzima estão saturados com o substrato.
c. O que descreve, graficamente, a equação de Michaelis-Menten?

R.: Descreve uma hipérbole retangular.A primeira parte da curva representa uma condição em que o aumento na concentraçãode substrato implica em um aumento da velocidade da reação, sempre que ocorram no meio as condições padrão de trabalho para a enzima. A segunda parte da curva significa que a concentração de substrato não é mais o fator limitante, já que seu aumento não acarreta aumento na velocidade de reação. Inicialmente têm-se uma reação de primeira ordem e depois, uma reação de ordem zero, independente daconcentração de substrato. Este comportamento pode ser explicado em termos da formação do complexo ES.

d. O que representa a constante de Michaelis-Menten?
R.: O valor da constante de Michaelis-Menten(Km)representa a afinidade da enzima pelo seu substrato. O substrato com o valor mais baixo de Km tem uma afinidade aparente maior para a enzima. Km é a concentração desubstrato na qualavelocidade da reação corresponde à metade davelocidade máxima. Se a enzima tiver valor pequeno de Km, ela atingiráa máxima eficiência catalítica em baixas [S].

4. Na prática é muito difícil estimar Vmax com precisão, a partir de um gráfico (v versus S). Isto implicará em erros, inclusive para a determinação de Km, que depende da determinação de Vmax.Como formas mais práticas, os métodos de...
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