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Cinética Enzimática
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Cinética Química
Uma reação estequiométrica
A P
Pode ocorrer por uma sequência de intermediários
A I1 I2 P
A caracterização de cada intermediário constitui a descrição do mecanismo
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Ordem de reação
A P
A uma temperatura constante, a velocidade da reação elementar é proporcionalà frequência na qual os reagentes colidem.
A constante de proporcionalidade é conhecida como constante de velocidade k
A velocidade instantânea de formação do produto ou consumo do reagente é
a velocidade da reação v
v= d[P] = - d[A] = k[A]dt dt
a velocidade da reação em qualquer ponto no tempo é proporcional àconcentração do reagente
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A ordem da reação corresponde ao número de moléculasque devem colidir simultaneamente para formar um produto.
Uma reação elementar unimolecular é de primeira ordem
2 A P
Reação bimolecular de segunda ordem
V= k[A]2
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E + S ES EP E + P
Quando a [S] é muito maior que a [E] a velocidade da reação fica independenteDa [S] e a segunda etapa torna-se a limitante da velocidade da reação.
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E + S k1
k-1
ES E + P
Vo= k2[ES]
No estado estacionário a velocidade de formação e decomposição de [ES] se igualam
k1([Et]-[ES])[S]= k-1[ES]+ k2[ES]
k2
Enzima livre [E] = [Et] – [ES]
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k1([Et]-[ES])[S]= k-1[ES]+ k2[ES]
([Et]-[ES])[S]= k-1 + k2= KM[ES] k1
[ES] = [Et] [S]Km + [S]
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[ES] = [Et] [S]Km + [S]
V0= k2[ES][ES] = vo/k2
Vo=k2[Et] [S]Km + [S]
Vmax= k2[ET]
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Vo=k2[Et] [S]Km + [S] Vmax= k2[ET]
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Equação de Michaelis-Menten descreve uma hipérbole retangular .
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KM a Constante de Michaelis
Quando: [S] = KM
Vo = Vmax/2
KM é a concentração do substrato no qual a velocidade da reação correspondeà metade da velocidade máxima.
Se a enzima tiver um valor pequeno de KM, ela atingirá a máxima eficiênciacatalítica em baixas concentrações do substrato
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E + S k1
k-1
ES E + Pk2
k-1 + k2 = KMk1 k1
Ks constante de dissociação ES = à medida que Ks decresce a afinidade da Enzima pelo substrato aumenta desde que k2/k1 seja pequeno comparado a Ks
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Constante Catalítica kcat• Turnover: número de processos reacionais quecada sítio catalisa por unidade de tempo
• Vmax= k2[E]t
• Kcat = Vmax/[E]t
• Para sistemas simples seguindo Michaelis-Menten:
• kcat=k2
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Unidade Enzimática
• Como é difícil purificar enzima com a mesma atividade, a quantidade numasolução é definida pelo efeito produzido
• I Unidade Internacional= certa quantidadeque catalisa a formação de 1 µmol de produto/ min sob condições definidas.
• Atividade específica= número de Unidadespor mg de proteína
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Reações Bissubstrato
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Reação bissubstarto ordenada
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Bissubstrato aleatória: sem preferência da ordem de adição do substrato
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Reações Pingue-Pongue: reações de transferência de grupos onde 1 ou + produtosSão liberados antes que todos os substratos tenham sido adicionados
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Inibições reversíveis
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Inibidores Enzimáticos
• Substâncias que reduzem a atividade de uma enzima.
• Exemplo: AZTInibidor da transcriptase reversa
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kI = [E] [I]/ [EI]
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Inibição não-competitiva
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Efeito do pH
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Enzimas Regulatórias
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Enzimas Alostéricas
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A curva é sigmoidal, em vez de hiperbólica como as que seguem Michaelis-Menten
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Modificação Covalente
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Glicogênio fosforilase