Aula 3 _ Bioquímica Estrutural _ ENZIMAS _ 2025

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ENZIMAS 
 
BIOQUÍMICA 
Prof. Dr. Geovane Ribeiro dos Santos 
1 célula ~ 6000 substâncias químicas 
METABOLISMO 
 no reações químicas 
A maior parte do metabolismo é catalisada pelas enzimas que são 
denominadas catalisadores biológicos. Cerca de 25% de nossos 
genes codificam enzimas. A atividade enzimática em nosso 
organismo acontece à temperatura corporal é controlada por 
vários mecanismo. Mas, além da temperatura, existem outros 
fatores que podem interferir na atividade enzimática? Existem 
substancias que são capazes de inibir tal atividades. Como 
ocorrem, em termos bioquímicos, as inibições enzimáticas, e 
como os inibidores interferem nas suas atividades? 
Ambiente Químico Celular: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- pH neutro 
 
- pressão  
- [ ] de reagentes  
- temperatura moderada 
? ? ? 
- BIOCATALISADORES ENZIMAS 
Características das Enzimas 
- Afinidade específica pelo substrato 
- Baixa concentração intracelular 
a mesma enzima pode catalisar reações sequenciais 
modificando a estrutura de milhares de substratos em 
reações sucessivas 
- Regulação 
múltiplos mecanismos simultâneos de regulação da 
atividade enzimática (ativação ou inibição das reações) 
- Altíssima velocidade de catálise (agilidade química) 
Desestabilização do substrato 
A enzima não se modifica durante a reação que 
promove 
Afinidade 
Complexo 
Enzima _ Substrato 
Quebra da Ligação entre 
os Substratos para 
Ligação no Sítio Ativo 
Ocorre a Reação 
Molécula Liberada 
As são formadas por uma parte proteica, chamada de 
 ( ) e outra parte não proteica, 
chamada de cofator ou coenzimas. O é uma molécula 
inorgânica, enquanto a , recebe a denominação 
de . Muitas coenzimas são relacionadas com as 
vitaminas. , é de 
( ).
Não proteico 
 
 
 
Grupo prostético 
Apoenzima x Holoenzima 
Ribozimas 
COFATOR * 
(íon metálico) 
 
Ex: Fe+++, Zn++, 
 Cu++, Mn++ 
COENZIMA* 
(molécula orgânica) 
 
Ex: NADH2, NADPH2, 
 FADH2 
* nem sempre presentes 
PROTEÍNA 
 
 
Estrutura das Enzimas 
As ribozimas são moléculas de RNA que possuem a capacidade de atuar como catalisadores, 
ou seja, de diminuir a energia de ativação de uma reação de forma específica. 
Os grupos prostéticos são um subgrupo de cofatores; ao contrário das 
coenzimas, encontram-se ligados de forma permanente à proteína. 
A enzima chamada de apoenzima, está inativa. Enquanto 
holoenzima está na forma ativa. 
A + B ABH+ 
 
 enzima 
 A + B AB - 
 cofator 
 
coenzima (-H+) 
 
 
coenzima 
 
enzima 
 
 cofator - 
- doadores 
 ou receptores de elementos químicos 
- modificam-se durante a reação química 
- termoestáveis 
- essenciais 
Cofator/Coenzima 
- esquema de classificação numérica que traduz as 
reações químicas envolvidas 
- composto por 4 dígitos 
Número EC (enzyme comission number) 
Número EC 
LIGAÇÃO ENZIMA-SUBSTRATO 
- Tipo Chave-Fechadura (Fisher, 1890) 
 
 
substrato 
+ 
enzima 
produto 
+ 
enzima 
complexo 
enzima-substrato 
 - Tipo Encaixe Induzido (Haldane, 1930) 
 
substrato 
+ 
enzima 
produto 
+ 
enzima 
complexo 
enzima-estado de 
transição 
As enzimas alostéricas são aquelas que podem mudar de estrutura na 
presença de determinadas moléculas. Além do sítio ativo, apresentam 
também o sítio alostérico, que é onde irão se ligar as moléculas 
específicas, chamadas de moduladores, para a ativação da enzima. 
Sítio Ativo x Sítio alostérico 
Sítio Ativo 
- específico 
 - fenda hidrofóbica 
 - radicais dos a.a. favorecem a ruptura 
ou formação de ligações químicas no 
substrato 
 
- poucos a.a. 
O ou centro ativo é a pequena 
, ou seja, é a 
 onde ocorre a . 
ENZIMAS 
METABOLISMO 
REAÇÕES QUÍMICAS 
Regulação metabólica (enzimática) 
- modulação covalente ou hormonal 
- enzimas alostéricas 
- indução enzimática 
- zimogênios 
- isoenzimas 
enzimas indutíveis x constitutivas 
 
Indutores: 
 
 
 
- alimentação 
- hormônios 
- medicamentos 
INDUÇÃO ENZIMÁTICA 
-  [ ] 
As enzimas constitutivas são aquelas cuja 
síntese não depende da presença de 
nenhuma substância específica, enquanto 
para a produção das enzimas induzidas é 
necessária a presença de tal substância, 
chamada indutor. 
Zimogênios (proenzimas) 
Lehninger,Princípoios de Bioquímica, 2005 
 - enzimas produzidas em forma inativa 
 - ativadas“in locu” e ou no momento desejado por 
clivagem 
Regulação alostérica 
- ligante no sítio alostérico, modulando a atividade 
enzimática 
- alteração conformacional maior ou menor 
exposição do sítio ativo ativação ou inibição 
- retroinibição negativa produto final ( - ) 
- ou dependente do estatus energético da célula 
Stryer, Bioquímica, 2004 
Retroinibição 
negativa 
Lehninger,Princípoios de Bioquímica, 2005 
Regulação alostérica 
Regulador 
alostérico 
+ ou - 
ATP 
ADP, AMP 
Estatus energético x regulação alostérica 
Stryer, Bioquímica, 2004 
 energia 
 energia 
Regulação alostérica: efetores alostéricos sinalizadores de presença ou 
ausência de energia e efeitos na atividade enzimática. 
Efetor alostéricoVia
metabólica
Enzima
Sinalizadores
de presença
de energia
Efeito na
atividade
enzimática
Sinalizadores
de baixa
energia
Efeito na
atividade
enzimática
fosfofrutoquinase ATP, citrato  ADP, AMP Glicólise
piruvato quinase ATP 
Frutose 1,6-
bifosfatase
Citrato  AMP Gliconeogênes
e
piruvato-
carboxilase
acetil-coA  ADP 
Oxidação do
piruvato
piruvato
desidrogenase
acetil-coA,
NADH, ATP
 NAD
+
, ADP 
citrato sintase NADH, ATP,
citrato, acil-
coA
 ADP 
isocitrato-
desidrogenase
NADH, ATP  ADP 
Ciclo do ácido
cítrico
-cetoglutarato
desidrogenase
ATP, GTP,
NADH

Síntese de
ácidos graxos
acetil-coA
carboxilase
citrato 
Síntese de
glicogênio
glicogênio
sintetase
glicose-6-
fosfato

Degradação de
glicogênio
glicogênio
fosforilase
glicose,
glicose-6-
fosfato, ATP
 AMP,
Ca
++
(músculo)

Efetor alostéricoVia
metabólica
Enzima
Sinalizadores
de presença
de energia
Efeito na
atividade
enzimática
Sinalizadores
de baixa
energia
Efeito na
atividade
enzimática
fosfofrutoquinase ATP, citrato  ADP, AMP Glicólise
piruvato quinase ATP 
Frutose 1,6-
bifosfatase
Citrato  AMP Gliconeogênes
e
piruvato-
carboxilase
acetil-coA  ADP 
Oxidação do
piruvato
piruvato
desidrogenase
acetil-coA,
NADH, ATP
 NAD
+
, ADP 
citrato sintase NADH, ATP,
citrato, acil-
coA
 ADP 
isocitrato-
desidrogenase
NADH, ATP  ADP 
Ciclo do ácido
cítrico
-cetoglutarato
desidrogenase
ATP, GTP,
NADH

Síntese de
ácidos graxos
acetil-coA
carboxilase
citrato 
Síntese de
glicogênio
glicogênio
sintetase
glicose-6-
fosfato

Degradação de
glicogênio
glicogênio
fosforilase
glicose,
glicose-6-
fosfato, ATP
 AMP,
Ca
++
(músculo)

Malheiros, SVP, Rev. Bras. Ens. Bioq. Biol. Molec., 2005 
Regulação covalente 
 
- inserção ou remoção de grupamentos específicos 
(fosfato, metila, adenilato, etc) no sítio ativo das 
enzimas - ativação ou inibição 
- dependente de ação hormonal 
 (ativa) (inativa) 
 (inativa) (ativa) 
fosfatases 
Enzima Enzima-P 
quinases 
HORMÔNIO 
HORMÔNIO 
Regulação covalente é mediada por 
hormônios 
Os hormônios glucagon e insulina regulam antagonicamente diversas 
enzimas pelo mecanismo de fosforilação e desfosforilação do sítio ativo. 
A regulação da glicemia no organismo depende 
basicamente de dois hormônios, o glucagon e a insulina. A 
ação do glucagon é estimular a produção de glicose pelo 
fígado, e a da insulina é bloquear essa produção,além de 
aumentar a captação da glicose pelos tecidos periféricos 
insulino-sensíveis. Com isso, eles promovem o ajuste, 
minuto a minuto, da homeostasia da glicose. 
Quanto ao estado normal de jejum, pequenos aumentos na 
taxa de glicemia levam à supressão da produção de 
glucagon e ao aumento da produção de insulina, enquanto 
as hipoglicemias levam a um aumento na produção de 
glucagon e à redução da produção de insulina. 
Em problemas musculares, é conveniente dosar também a 
AST. Ocorre elevação da CK antes da AST, desaparecendo 
primeiro também. Assim, o padrão de alteração dessas 
enzimas pode indicar o estágio do transtorno: a CK 
aumentada, com baixa AST, indica lesão recente; níveis 
persistentemente altos das duas indicam lesão continuada, 
enquanto que níveis baixos de CK e altos de AST indicam 
processo em fase de recuperação. 
Insulina tem ação anabólica enquanto o glucagon tem efeito catabólico 
no metabolismo celular !! 
Monofosfato de Adenosina Cíclico 
 - catalisam mesma reação 
 
- estruturalmente parecidas 
 
- atuam em tecidos diferentes 
 
- cinética diferentes 
 
Isoenzimas/Isoformas 
ISOFORMAS DA CREATINA QUINASE - CK 
Fosfocreatina Creatina 
ADP ATP 
cérebro, trato gastrointestinal e geniturinário 
músculo esquelético (99%) e cardíaco (80-85%) 
músculo esquelético (1-5%) e cardíaco (15-20%) 
 
A enzima CK, também conhecida como creatina fosfoquinase 
(CPK), existe na forma de dímeros, cujas subunidades pesam 
40 kDa. As subunidades correspondem às formas M 
(muscular) ou B (cerebral), havendo 3 isoenzimas (MM, MB 
e BB). 
A CK é amplamente usada para diagnosticar transtornos 
musculares. A enzima é citosólica ou associada às estruturas 
das miofibrilas. Requer magnésio como cofator e, portanto, 
sua atividade pode estar inibida em presença de compostos 
quelantes (EDTA, citrato, oxalato). Seu nível está aumentado 
no infarto cardíaco e em danos musculares, como na isquemia 
muscular por decúbito prolongado 
 (LDH) 
piruvato lactato 
 
- relacionada ao catabolismo anaeróbico da GLICOSE 
ISOFORMAS DA LACTATO DESIDRO- 
GENASE (LDH) 
- estrutura tetramérica formada por subunidades H ou M 
ISOFORMAS DA LACTATO DESIDRO- 
GENASE (LDH) 
ENZIMOLOGIA CLÍNICA 
Enzimas tecido específicas aparecem na 
circulação sanguínea: 
 
- em baixa concentração (concentração basal) 
por apoptose 
 
- em altas concentrações por lesão tecidual 
Enzimas são marcadores de lesão tecidual !! 
• Perfil densitométrico de isoenzimas de LDH após separação eletroforética. (A) 
normal, (B) infarto do miocárdio, (C) embolia pulmonar, (D) doença hepática. 
ISOFORMAS DA LDH COMO 
MARCADODAS DE LESÃO TECIDUAL 
Perfil bioquímico das enzimas cardíacas no pós-infarto 
Enzimas = marcador temporal da lesão 
tecidual 
-  [ ] = miocárdio, fígado, músc. esquelético 
-  [ ] = rins, pâncreas, baço, cérebro, pulmões 
e eritrócitos 
AST (TGO) Aspartato aminotransferase 
ALT (TGP) Alanina amino-transferase 
-  [ ] = fígado, rins 
- mais específica para o fígado 
 AST X ALT 
 lesões 
hepáticas 
crônicas 
lesões 
hepáticas 
agudas 
Citossólica (20%) e 
Mitocondrial (80%) 
Citossólica 
Enzima sérica Uso diagnóstico 
Amilase pancreatite aguda/ parotidite 
ALT(TGP) 
AST(TGO) 
Ceruloplasmina 
Creatina-quinase (CK) (total) 
Creatina-quinase MB (CK-MB) 
Lactato desidrogenase (LDH) 
desordens hepáticas 
IAM, doenças hepáticas 
doença de Wilson 
doenças musculares e IAM 
IAM 
IAM, hemólise, doenças hepáticas, 
leucemias, doença renal 
Fosfatase ácida câncer de próstata 
Fosfatase alcalina (ALP) desordens ósseas, doenças hepáticas 
obstrutivas 
Lipase 
g-glutaril transferase (GGT) 
pancreatite aguda 
doenças hepatobiliares 
 
CINÉTICA ENZIMÁTICA 
 
A Cinética Enzimática é o estudo da velocidade das reações 
enzimáticas e dos fatores que nela podem interferir, 
fundamentada na lei de ação das massas, estabelecidas por 
Guldberg e Waage. Representada na reação enzimática e pela 
equação. 
 
Onde, E: enzima; S: substrato; ES: complexo ativado e P: 
produto. 
A + B AB 
 
A + B C + D 
 
REAÇÕES QUÍMICAS 
 
2 substâncias reagem quimicamente quando: 
 - colidem idealmente e 
 
 - possuem energia suficiente para atingir o 
 estado de transição 
 
Teoria Cinética ou Colisional 
Ea = energia de ativação 
Em presença da enzima a reação se processa com menor energia de 
ativação (traçado em vermelho). Mas porque ? 
MODO DE AÇÃO 
A presença do sítio ativo garante 
 
- afinidade pelo substrato, o que aumenta 
significativamente a concentração do(s) mesmo(s) na 
região do sítio ativo 
 - posicionamento adequado e proximidade ideal, 
garantindo colisão ideal 
- presença de cofator e coenzima doando elementos 
químicos que efetivam a ocorrência da reação 
 
 velocidade da reação de 107 a 1012 vezes 
 
É possível estimar a velocidade com que o substrato se liga à enzima !!! 
É possível estimar a velocidade com que o substrato depois de ligado 
se transforma em produto !! 
enz. + subst.  enz-subst.  enz. + produto 
K1 
K-1 
K2 
Velocidade de uma reação enzimática 
K1 > K-1 
K-2 
K2 > K-2 
A ligação enzima-substrato x [S] 
Marzzoco e Torres, 
2015 
Modificadores da Atividade Enzimática 
 - pH e temperatura 
Inibição Enzimática 
- inibidor e substratos são análogos químicos 
 - ocupação do sítio ativo 
 
Competitiva 
Stryer, Bioquímica, 2004 
O metanol é catabolizado por uma enzima álcool desidrogenase 
formando formaldeído, que pode ser oxidado até formato ou ácido fórmico. 
O etanol é, então, convertido a acetaldeído pela álcool desidrogenase 2 (adh2), 
sendo esse convertido a acetato pela enzima aldeído desidrogenase, entrando no 
ciclo de Krebs, o qual é convertido até CO2. 
Corrente Sanguíneo, 
Sistema Urinário; Urina. 
Estatinas – inibidores competitivos da enzima HMG-coA 
redutase -  da síntese de colesterol 
Não competitiva Reversível 
 
 
- ocupação do sítio alostérico 
 
- inativação Irreversível 
AAS – inibidor não competitivo irreversível da enzima 
cicloxigenase 
 da síntese de PGs TX  inflamação 
Isso não ocorre no endotélio vascular, pois este tem a capacidade de sintetizar as novas moléculas. O seu tempo de 
ação persiste por aproximadamente 10 dias (tempo de meia vida das plaquetas), porém não afeta a adesão 
plaquetária ao endotélio e a placa aterosclerótica, inibindo parcialmente a agregação induzida pela trombina, 
colágeno ou ácido araquidônico, bloqueando a produção plaquetária de diacilglicerol, ações menos duradouras que a 
inibição da ciclo-oxigenase (OLIVEIRA, 2001; SILVA, 2010). 
O Ácido Acetil Salicílico pertence a uma classe de medicamentos antiinflamatórios não hormonais (AINEs). Além de ser 
muito utilizada para dor, febre e inflamação, o ácido acetil salicílico também tem um importante efeito inibitório sobre as 
plaquetas no sangue (WEKSLER et al., 1983). O Ácido Acetil Salicílico atua inibindo a ação da ciclo-oxigenase. Ao inibir 
a Cox –1 diminui a síntese de tromboxane A2 e, como consequência, da agregação plaquetária. Na inibição da Cox–2, com 
seu efeito anti-inflamatório, diminui a inflamação vascular no sítio da placa ateromatosa e esse, por sua vez, reduz a 
infiltração de células mononucleares na placa ateromatosa. COX-1 e COX-2 são enzimas (tromboxanos, prostaciclinas e 
prostaglandinas sintases) que catalisam a produção de mediadores lipídicos usando como matéria-prima o ácido 
araquidônico (PALOMO et al., 2009). O efeito do AAS ao nível plaquetário é irreversível, pois devido às plaquetas não 
possuírem núcleo são incapazes de sintetizar novas moléculas de enzima para substituir as inativas. 
GRATO PELA ATENÇÃO!