Cinética Enzimática

Bom vamos lá galera agora vamos iniciar os nossos estudos sobre cinética enzimática tá cinética enzimática um assunto que tira o sono de bastante gente mas a gente vai ver que após essa linha aqui é vai ficar liso vai ficar suave o seu entendimento sobre cinética enzimática tá não é nada de outro mundo a maioria dos cursos de bioquímica básica e você não precisa entrar em muitos detalhes não precisa entrar em muitos cálculos trás é que eu faço isso assusta um pouquinho mas a gente vai traduzir essas equações em alguma coisa palpável aqui no mundo real

para que tudo faça mais sentido aí na sua cabecinha Beleza então vamos começar aqui analisando esse primeiro gráfico que você já vê aí na terra o que que esse gráfico mostra para a gente esse gráfico tá mostrando como a velocidade das reações que a sua enzima é capaz de fazer é alterada de acordo com a concentração do substrato Então vamos olhar os eixos aqui se você olhar e o eixo Onde está minha canetinha tá aqui se você olhar onde estar esse isso aqui ele significa a sua velocidade certo que que chamada de velocidade inicial v0

beleza e Aqui nós temos a concentração dos substratos no eixo X ok então quanto mais para a direita mais substrato eu tenho quanto mais para cima aqui no eixo Y maior velocidade então nós temos aqui no ponto zero né onde eu tenho 0 substrato eu tenho 10 reações acontecendo Então eu velocidade também é zero Ok E aí que que vai acontecer à medida que eu vou aumentando substrato certo eu vou até aumentando a minha concentração de substrato a minha em cima vai trabalhando mais certo porque aquela minha concentração aquele porque eu tinha jeans e ele

vai fazer o que ele vai ter mais substrato para trabalhar não adianta você ter se é bom ou não determinado trabalho e não tem trabalho para fazer você precisa de trabalho para fazer certo então a nossa as enzimas são da mesma forma elas estão ali no nosso meio né no meio extra-celular e intracelular ou até dentro de um tubo de ensaio né não sabe nem vídeo e elas estão esperando substrato para que elas possam trabalhar então a medida que você vai ensinando substrato você percebe que a taxa de trabalho a taxa de reação a velocidade

de reação das usinas começa a aumentar beleza isso vai aumentando aumentando aumentando aumentando aumentando até que um determinado. Ele alcança o ator O que é aqui ok então ó neste ponto aqui eu tenho pouco substrato eu vou aumentando aumentando aumentando entra no entanto até que chega um ponto que eu tenho muito substrato só que qual é o problema à medida que eu vou aumentando a minha concentração de substrato mas enzimas começam a ficar ocupadas e elas vão ficar mais ocupadas e vou ficando mais ocupadas ocupadas ocupadas certo e o que que acontece com isso vai

chegar um momento que todas as minhas enzimas naquele dado cenário vão estar ocupadas Se todas as minhas enzimas estão ocupadas adianta eu ficar colocando mais substrato Não este ponto quando a gente chega nesse ponto que a gente tem uma concentração de substrato onde aumentar essa Concentração não muda mais nada na nossa velocidade significa que nós atingimos o VMAX tá a v-max é a nossa velocidade máxima significa vamos supor tá o número que você tem 10 enzimas no seu experimento as 10 enzimas já estão super ocupadas não adianta você fornecer mais substrato para elas porque elas

não têm capacidade ela já estão com uma sobrecarga elas não conseguem mais trabalhar esse novos substratos então adicionar mais não muda nada na velocidade certo um outro conceito muito importante que a gente vai se aprofundar mais nele nos próximos slides é o conceito de km certo o Eniac vende médio né de média o que que é o km o km é igual a metade e da velocidade o máximo Ah tá como assim metade da velocidade máxima o km significa a concentração de substrato onde eu atinjo metade da minha velocidade máximo beleza e aí a gente

vai ver as implicações disso daqui para frente um detalhe importante aqui essa equação a equação de michaelis-menten certo a equação de michaelis-menten é utilizada para descrever a relação numérica né uma equação que descreva como que a concentração de substrato se relaciona com a velocidade da reação Então essa que é a fórmula Ah tá ok 10 quer saber velocidade inicial né a sua velocidade do que você tá tendo naquele momento que você também chorando a v-max em sua velocidade máxima aquela que não adianta mais você adicionar substrato km é metade da velocidade máxima e esses eh

se entre colchetes aí a sua concentração de substrato relacionando tudo isso se você tem algumas dessas informações você consegue achar as outras certo aí eu literalmente o famoso geógrafo lá no entanto aí só um detalhe né a gente tem aqui ó um detalhe muito importante a senhorita mal de mentem tá todas as menininhas aí quando vamos fazer trabalho sobre cientistas mulheres e aí que serve para ninguém lembra da Coitada o povo lembra da Rosalie Franca lembra da Marie curry ninguém lembra ta da pobre da mente em tá é uma equação de michaelis-menten a partir do

momento em do nome é para senhorita mal de mente em tá lembrei dela também quando vocês forem fazer esse tipo de trabalho porque essa é uma dica que eu dou uma das equações mais importantes da bioquímica porque as enzimas são só há alguns dias não é coisas mais importantes ainda bioquímica e essa equação descreve como a maioria água boa parte das usinas acaba se comportando então também é uma mulher teve uma contribuição enorme para a ciência e que infelizmente ela não é muito lembrada vamos entender que que realmente é esse km mal aprofundar um pouquinho

mais nele para sair dessa coisa mais superficial desse conceito de ar metade da velocidade máxima ok ele é pela metade da velocidade de massa mas vamos entender conceitualmente o que que é esse km Beleza então vamos lá vamos olhar para nossa reação aqui primeiro de tudo a gente tem uma equação Zinha que descreve o km tá km = -1 + K2 / k1 né que raios isso significa né isso não disse nada para mim beleza vamos com calma vamos dar uma olhadinha aqui isso é a nossa reação aconteça eu tenho minha enzima eu tenho meu

substrato se eles estão ali no mesmo meio no mesmo espaço que podem se unir formando o complexo enzima-substrato esse complexo enzima-substrato é o mais importante quando a gente está falando de km a gente vai ver porque depois que eu tenho esse meu complexo enzima-substrato eu posso formar o meu produto tá a enzima pega o substrato trabalha em cima dele e libera o produto é o que a gente aí espera né que seja o ciclo normal nas coisas né ficou natural das coisas ele não realizar atividade dela no entanto porém todavia contudo pode acontecer E isso

acontece com frequência da enzima simplesmente se soltado substrato e não realizar reação Essas coisas acontecem tá gente existem muitas coisas não é mais meio que aleatórias assim naquele meio intracelular ou naquele meio até dentro de um tubo de ensaio em vidro com várias coisas acontecendo ao mesmo tempo às vezes é uma coisa até onde não quer dizer simplesmente em cima bate e ela não não vai ela não vai em baixo substrato e não vai fazer a reação e elas liberam substrato voltando para aquela primeira parte da Fórmula tá voltando para cá então caso a minha

em cima tá lá com substrato e ela Forme o complexo enzima-substrato complexo é esse a gente chama esse caminho da reação de k1 tá se a partir desse complexo enzima-substrato intermediário a gente consegue fazer o produto eu digo que eu tenho o K2 tá me caso enzima seguiu substrato mas ela não queira ela não consiga fazer o produto e ela libere o substrato de volta a gente vai se lembre meu filho some da minha frente aí nós temos a reação cá menos um tá E ela é cá menos um porque ela é o contrário a

formação a formação do complexo ainda no substrato foi chamada de k1 então é dissolução do complexo enzima-substrato levando a liberação do substrato é jogo de caminhão Então o que é que esse km tá falando para gente vamos molhar Nossa reação é o k - 1 que é o quanto o complexo enzima-substrato se desfaz mais o K2 que é o quanto eles estão bem se desfaz mais fazendo o quê gerando o produto então aqui é se desfaz e com substrato e aqui o E desfaz como um produto Ok então a soma essa primeira parte da equação

nada mais é do que a soma do quanto o complexo enzima-substrato se diz fez tá e o que que significa o nosso coleguinha k1 o k1 é o quanto e o complexo enzima-substrato e se Manteve e isso é muito importante porque porque o km Então já acordo com que a gente veio nessa reação ele reflete o estado desse estado de transição a concentração desse estado de transição enzima-substrato certo isso quer dizer o quê que o km pode ser dito de uma forma mais geral como uma medida de afinidade da enzima pelo substrato afinidade no sentido

de simplesmente quanto em cima gosta de lá e se grudar ao seu substrato certo então só tem um detalhe isso na verdade se você quiser ser bem emojis também cricri não é exatamente o que acontece mas é assim que vai ser cobrado na maioria dos cursos de bioquímica básica Ok se você souber que a km é uma medida de afinidade e que ele é metade do VMAX e essa fórmula que para entender como que esse por quê que esse km é um medindo de afinidade já tá Ah tá deixa esse caso que o time não

é considerado o som a medida de de habilidade para quem vai se aprofundar mais essa coisa de enzimas tá vamos ficar louco por partes tá então o que que nós temos aqui os números né Realmente os números do km Então desse lado aqui nós vamos ter algumas enzimas esse lado da tabela aqui os seus substratos e aqui o seu km em milimols OK aí beleza nós temos números que vão dizer o quatro tá parece baixo né 005 mais baixo ainda até sempre oito a número alto né se comparado com esses dois primeiros números aqui e

o que que é maior e o que que é menor quando a gente trata de cair o quê que significa isso quando eu tenho um km alto em creme como por exemplo 108 significa que eu tenho afinidade baixa pelo meu substrato por quando eu tenho um km BA O que significa que eu tenho uma alta afinidade pelo nosso substrato Tá mas não vamos decorar isso vamos entender porquê que isso acontece vão olhar na fórmula lembrem que o km é igual esse aqui ó km = -1 + cá + 2 certo Já saiu do slide novo

nunca mais dois e dividido pelo k1 então isso aqui é a a dissolução e do complexo enzima-substrato e aqui é a formação e tu complexo enzima-substrato então repare que eles são inversamente proporcionais Ok quanto maior a minha formação o meu canal um quanto mais eu tiver formando o meu complexo enzima-substrato menor vai ser o meu km tá justamente por causa dessa equação aqui coisas são inversamente proporcionais porque eu tô dividindo essa primeira parte pelo k1 que a minha formação você é minha formação foi grande o número que eu tô dividindo vai ficar o que pequeno

tá se você tem um chocolate tem que dividir ele para torcida do Flamengo inteira não vai dar nada para ninguém então quanto maior é o número que você está dividindo né menor vai ser o seu resultado vai dar inversamente proporcional já assistiu o número de formação do complexo enzima-substrato for pequeno o meu km vai ser alto de novo porque eles são inversamente proporcionais Ok então 1 km O que significa o enzima de baixa Atividade na Rede Barão de baixa Atividade perdão mas de baixa afinidade pelo substrato ela não se liga tão bem é aquele substrato

já 1 km é baixo né significa muita afinidade Ela viu o substrato dando sopa ou pegou e geralmente não solta agora se o km alto ela veio sobre tava passando e não sei se até o fim de pegar e eu tô fazendo nada talvez e depois que pega ela ainda fica pensando não será que eu faço a reação Será que eu sol tu tá então ela não tem tanta afinidade ali pelo seu substrato Ok então você vê que km ele Varia muito tá inclusive Varia muito dentro ali da mesma enzima por exemplo a gente tem

aqui meu tripsina aqui ela tem esses dois valores está dependendo do substrato então a dependendo do substrato a quimiotripsina se ela tiver aí é sobre a glicil tirosil glicina tenso né nome de bioquímica Alice eu tirei o chip senão ela vai ter um km de 108 tem um carinho horrível significa que ela não tem tanta afinidade assim pelo substrato não é horrível mas ela não tem tanta afinidade pelo substrato E se ela tiver atuando sobre a n bem soitiro se na mina e tirosina amido importante a diferença entre amidas e aminas de benzinho tirosina vida

ela vai ter um km de 12 Rua assim ó bem menor o que significa o afinidade Bem Maior pelo substrato ok Tô voltando agora naquela equação de michaelis-menten o que que acontece ela não é tão utilizada quando você tem dados experimentais quando você joga dados experimentais no computador para ele calcular parâmetros cinéticos geralmente ele vai usar um tipo diferente de garfo que ele vai usar um tipo diferente de equação tá que essa equação aqui a equação de lá em lhe ver Edward Ok e ela é uma só uma transformação Zinha simples da equação de michaelis-menten

mas ela se torna mais útil e mais precisa quando você está tratando de dados experimentais Ok e qual é a maior vantagem dela é que ela permite uma determinação mais aproximada aí mais acurada do VMAX que um gráfico de michaelis-menten ele obtém uma aproximação tá se você voltar lá em cálculo nessas fizeram cálculo o gráfico clássico de michaelis-menten ele vai aparecer um limite tá olha aqui ó vamos voltar lá repara aqui ó já está canetinha tá aqui tá vendo ele só se aproxima do VMAX teórico máximo dele tá ele fica se aproximando ó não é

igual tem uma diferença aqui entre eles Beleza já neste outro tipo de gráfico aqui não você tem um ponto exato ó pá tá aqui ó esse é o ponto onde você tem um sobre VMAX fazendo o cálculo você sabe quanto é o seu VMAX tá então tá aqui ó Ou você tem o ponto preciso Você sabe qual é você não tem aproximação Ok e é por isso que essa equação para dar de experimentais onde você não quer uma aproximação Você tem o número exato esse gráfico aqui e essa equação é mais precisa então o que

que essa equação faz ela simplesmente pega que é equação da michaelis-menten essa aqui e ela faz uma pequena transformação ela inverte primeira coisa então eu coloco aqui um sobre o v0 Nossa velocidade inicial e o VMAX que tava em me explique em cima multiplicando pela concentração de substrato Man para baixo e o que tava embaixo vem para cima km mais sh tá aqui ó ele tava aqui embaixo ele veio para si nada demais até aí e o que que eles fazem depois eles se separam essa equação em Duas né então eles colocam aqui ó o

nosso um sobre v0 igual ao km dividido pelo VMAX de bens a concentração de substrato E também o próprio substrato dividido pelo VMAX é concentração de substrato Ele simplesmente pegaram a esse pedaço aqui e dividiram em dois transformação Matemática Simples que você pode fazer com qualquer equação certo então quando você faz isso você tem aí a vantagem de poder cortar aqui ó você corta esse substrato sair o que te dá esta reação Zinho aqui é pa voltou tudo o que te dar essa reação aqui Ah tá o que é bem mais precisa do que a

equação de michaelis-menten Então você tem um sobre de zero é igual ao km dividido pela velocidade máxima multiplicada pela concentração de substrato mais um sobre VMAX Ok isso te deixa no índice de uma forma muito mais precisa os seus dados em um laboratório seus dados reais tá E aí só olhando esse gráfico você sabe alguns pontos a gente não vai entrar nos detalhes né do do da filosofia do esse gráfico não precisa disso agora mas daqui ó que você sabe qual é mais aqui você sabe qual é o seu km EA inclinação da reta esse

ângulo que ela vai ter que dá a sua proporção entre o km e o VMAX então um gráfico que te aparece você consegue apontar só de olhar Quais são os valores tá de determinados parâmetros cinéticos e é por isso que ele é esse gráfico né que é chamado de gráfico do duplo recipro e sendo mais utilizado em casos experimentais reais agora vamos entender o conceito de sinergismo tá eu acho que o pior já passou Olha se você conseguir entender o conceito de ver Max um conceito de cá ele e mais ou menos como funciona essa

equação da Micaele Snap e como que a partir da michaelis-menten a gente chega Nessa equação do grupo recíproco é o acho que o pior já passou tá Não vamos entrar em nada pior do que isso nessa aula introdutória que tá Não precisa ficar muito pior do que isso então vamos entrar agora no conceito destino energismo o que que é o sinergismo energia é quando no caso aqui das enzimas um enzima ajuda na atuação de outra tá então vai Trabalho meio que juntas para chegar em um objetivo final tá o conceito é realmente clássico assim de

sinergismo é o que que a soma né o sinergismo e trazer vizinhos tem que dar o resultado mas o Duque a soma aritmética das suas atividades separadas Vamos colocar dados para deixar isso mais fácil então eu tenho um ensino que ela me gera a cada minuto cinco produtos certo eu tenho outra enzima que também me gera a cada cinco minutos a cada 1 Minuto cinco produtos tá então seria cinco mais cinco tá é são enzimas diferentes elas atuam sobre o mesmo tipo de substrato das vezes diferentes formas daquele substrato que a gente vai entrar nesse

daqui a pouco e cada uma faz cinco minutos outra também faz cinco minutos e quando eu coloco as duas juntas o que seria óbvio que se pensar que eu teria é esse produtos a cada minuto né mas na verdade o que você observa quando enzima tem sinergismo é que você a cada minuto vai ter a 12 produtos ou 15 produtos Ou seja você vê sinergismo quando o seu resultado final de duas enzimas ou mais trabalhando juntas é maior do que a soma aritmética que foi que a gente fez aqui esse cinco mais cinco do que

a soma aritmética dessas enzimas trabalhando em separado onde que isso acontece muito isso acontece muito enzimas de microrganismos que degradam é ligue no celulose tá matéria vegetal que que acontece você tem polímeros muito grandes de polissacarídeos né que são componentes da parede celular vegetal e você tem diversas enzimas são dezenas de enzimas que atacam essa parede celular vegetal aí acaba que um enzinho vai facilitando o trabalho da outra uma vem afrouxa um pouquinho aquelas fibras ali de celulose e hemicelulose a outra começa a atacar fibra do Meio atacando no meio ela gera várias pontinhos que

as outras podem atacar então elas juntas e tem uma atividade maior mais efetiva do que se elas estivessem separadas certo então esse é o nosso conceito de sinergia onde diferentes enzimas cooperam para um determinado fim e no meio desse processo existe mais eficiência da atividade delas sendo que a atividade delas tem que ser maior juntas e o que a soma das suas atividades individuais beleza bom então agora vamos falar de alguns fatores que afetam a nossa atividade enzimática a gente pode dividir isso em dois grupos tá que são fatores que estão um ouvidos na minha

reação por exemplo a minha própria enzima e substrato então se eu tenho mais enzimas isso vai afetar a minha reação você tem um menos em vinhos também se eu tenho mais substratos isso vai afetar minha reação de um jeito só tenho menos substratos também então são fatores estão dentro da minha reação é enzima que vai fazer a reação e o substrato que vai ser reagindo né digamos assim existem fatores externos esses fatores externos podem ser o PH a temperatura ou a presença de alguma outra molécula que atrapalha em cima tá como por exemplo aí um

inibidor tá pode eu ver aí para a presença de um inibidor Então vamos falar do PH o PH é um fator muito importante para a atividade enzimática tanto que dentro de um laboratório Quando você vai fazer um teste rápido ontem Depende de uma relação entre é um cromóforo alguma coisa assim você sempre utiliza um tampão porque PH as diferentes alcalinidade ou basicidade neutralidade diferente altera atividade das enzimas isso Pode zuar todo seu exame isso pode zoar todo seu ensaio bioquímico isso pode zoar toda sua reação então é por isso que todas as reações laboratoriais sejam

na parte Clínica seja na parte científica não experimental ali tudo é feito dentro de um tampão onde o PH consegue ser controlado sempre soluções-tampões tá então cada benzinho a gente vai ter o celular da sua actividade o seu phd atividade ótimo né que a gente mude ótimo é que nem daquele PH onde ela vai apresentar uma maior atividade isso vai depender da enzima já começa a entender evoluiu de Qual o microorganismo ou qual o organismo tem esse em cima certo e como que o PH influencia o PH no meio vai mudar carga dos resíduos R

dos aminoácidos tá e essa carga isso faz com que em cima perca perca né a sua forma ela vai perdendo a forma a lhe dar essa mudança de cargas e consequentemente a sua função vai ser no prejudicado ok então nós temos por exemplo aqui ó a pepsina uma enzima ele ficar no nosso sistema digestório nosso estômago não é de se espantar que ela tua melhor aqui ó um PH ácidos PH sair menores do que dois E à medida que o PH vai ficando mais alcalino né mais neutro ela vai entender na fase zero de atividade

aqui em pega seis ela já não atua Ok já a glicose 6-fosfato tarde o enzima que tá aí no citoplasma das células onde um PH é neutro né próximo ali de sete aqui ó atividade máxima dela é ali próxima de sete Então dependendo de onde em cima evoluiu e qual é a função dela Isso vai ser alterado Ok em PH vai ser diferente e agora temperatura o conta a temperatura influenciam nisso a temperatura também influencia muito na atividade enzimática fértil por isso que também vários ensaios clínicos vários testes várias ensaio Laboratorial tem que ser feitos

em Temperatura controlada você não pode fazer porque senão o ensaio que é feito em Palmas a 42 graus vai ter diferenças significativas no ensaio feito na Serra Gaúcha em pleno inverno tá porque a temperatura afeta muito então as máquinas e os equipamentos de ensaios laboratoriais tem que ser realizados tá em A não ser que seja descrito de forma diferente pelo fabricante eles têm que ser realizados em Temperatura padrão Ok porque a temperatura não vai acertar as suas reações enzimáticas tá e como que a temperatura é como que a temperatura vai influir nisso né o calor

rompe aquelas ligações fracas que mantém a enzima unida certo ele diz o Trenzinho porque as reação é uma calor tá lá ele começa a aumentar e nós trenzinho está aqui unida bonitinho o calor faz o quê gente só lembra da água fervendo a água faz que borbulha Porque quanto mais calor mais as moléculas vibram tá calor em química pode ser traduzido também como vibração das moléculas energia cinética nas moléculas essa vibração esse chacoalhar na nossa enzima vai soltando aquelas ligações que prendem ela que são ligações fracas e a nossa enzima abre tá ela perde parte

da sua estrutura terciária e secundária ela volta a ser mais parecida com a sua estrutura primária que é só aquela linha simples de amêndoas e aí ela perde a sua função Ok mas claro que é o mesmo tempo a temperatura não aumenta esse movimento de molecos Então ela aumenta a probabilidade tá que o substrato se mexa ali no meio e encaixe com a enzinho Então existe uma temperatura que a gente chama de temperatura de maior a rádio temperatura de atividade ótima tá esse tema um pouco errado de atividade ótima mais ok e a gente tem

esse esse ponto né E logo depois desse ponto que que acontece a enzima começa a desnaturar e percebo que ela diz Natura muito rápido tá mais rápido até que no PH Então tem um PH ótimo ali que além de uma consegue aguentar e ali para ela tá maravilhoso fique nessa temperatura porque ali é onde ela vai conseguir melhor fazer a sua reação porque tem mais choques aleatórios ali que fazem ela encontrar com o seu substrato E aí é que só acelera as reações a química básica né calor geralmente acelera as reações justamente por essa vibração

das moléculas ficar aumentada mais um pouquinho depois disso já é demais EA enzima se abre eles Natura E aí você perde quase que toda sua atividade Beleza você vê que é uma queda assim bem brusca aqui no gráfico tá é realmente uma coisa bem eu não posso um pouquinho da sua temperatura ótimo Você vai desnaturar sozinho ok