inibidores - (LTC) de NUTES
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Cinética enzimática • Estudo da velocidade da reação enzimática Pode ser medido por: - Quantidade de produto formado ou - Quantidade de substrato transformado Cinética enzimática [produto] • Atividade enzimática pode ser medida pela velocidade da reação catalisada 5[S] 4[S] 3[S] 2[S] [S] Velocidade da reação tempo [S] Cinética enzimática com único substrato E +S K1 K -1 K2 ES K -2 Hipótese: segunda reação é a étapa limitante Cinética enzimática com único substrato E + S K2 ES K1 K -1 V0 – Velocidade Inicial Estado estacionário – [ES] constante Então Formação de [ES] = Degradação de [ES] Vo = K2 [ES] [Et]=[E] + [ES] V de Formação de ES = K1 [E] [S] V de degradação de ES = K –1[ES] + K2 [ES] Já que Formação de [ES] = Degradação de [ES] K1 ([Et]-[ES]) [S] = K –1[ES] + K2 [ES] K1[S][Et] - K1[S][ES] = (K –1+ K2) [ES] [ES] = [Et] [S] [S] + (K –1+ K2) / k1) Km [ES] = [Et] [S] Km Se, V0 = k2 [ES] + [S] Então: V0 = k2 [Et] [S] Km +[S] Em V máxima [Et] = [ES] Então V max = k2 [Et] Sendo assim Vo = Vmax [S] Km +[S] • A VELOCIDADE DA REAÇÃO É PROPORCIONAL À CONCENTRAÇÃO DA ENZIMA v0 [E] • FACILITA A DETERMINAÇAO DA CONCENTRACAO DE UMA ENZIMA • DOSAGENS (transaminases, LDH, amilase, fosfatase alcalina) Reações enzimáticas com mais de um substrato Ex: ATP + Glicose hexocinase ADP + Glicose 6- P Reações em que há 2 substratos envolvem a transferência de átomos ou grupos funcionais de um substrato para o outro: Sequencial (formação do complexo ternário) Pingue-pongue ou duplo deslocamento Inibidores A atividade das enzimas pode ser diminuida ou parada por várias substâncias chamadas de inibidores. Tem inibidores naturais fazendo parte dos constituintes da célula e outros estranhos ao organismo que podem provocar alterações do metabolismo celular. Aqueles encontrados nas células sào fundamentais para a fiosiologia. Esses inibidores permitem ás células um controle preciso da velocidade de algumas reações chaves permetindo uma resposta integrada à mudanca das condições fisiológicas. Inhibição específica de certas enzimas permita as aplicações farmacológicas ex: sulfonamidos (sulfadoxina, ...) Usados para combater as infecções bacterianas Pneumonia a pneumocystis (Pneumocystis jirovici, P. carinii) IO em pacientes HIV + Infecção do tracto urinário Shigelose (Desinteria) Algumas infecções por protozoários (Plasmodium falciparum) Sulfonamidos são inibidores competitivos da dihidropteroato sintetase (dhps) enzima importante envolvida no metabolismo dos folatos de muitos organismos menos o homem. Os folatos nos serem humanos são fornecidos pela dieta. Toxicidade seletiva para bactérias. Largo campo de aplicaçacão para o combate de insetos Ex: enzimas digestivas de insetos como as a-amilases catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas a-1,4 do amido, glicogênio e outros carboidratos. Essas enzimas são muito importantes para os insetos, especialmente para aqueles que se desenvolvem em grãos ricos em amido. (No feijao foram identificados 4 desses inhibidores) Desenvolvimento de plantas mais resistentes ao ataque das pragas contribuindo para a redução do uso de inseticidas Importância: Inibidores • Agentes farmacêuticos • Ferramentas no estudo de mecanismo de funcionamento das enzimas • Ferramenta nos estudos das vias metabólicas Irreversíveis Inibidores Inib. Competitiva (freqüente) Inib. Não-competitiva Reversíveis Inib. Acompetitiva (quando o inibidor liga-se ao complexo ES , mas não a enzima livre) Inib. Mista Inibidores Irreversíveis Inibidor irreversível 1-Reagentes específicos para grupo (R) 2- Análogos de substrato 3- inibidor suicida 1 2 Inibição Reversível Semelhança estrutural entre S e I Não há semelhança estrutural entre S e I = inib. acompetitiva Não há semelhança estrutural entre S e I Inibidor competitivo • Estrutura semelhante à do substrato • Liga-se ao Sítio Ativo da Enzima • Aumento da [substrato] diminui a inibição • A Vmax NÃO se altera •Km da enzima AUMENTA Na presença do inibidor Inibição não-Competitiva •Inibidor não tem semelhança estrutural com o substrato •NÃO se liga no sítio ativo da enzima •Aumento da [substrato] não diminui a inibição •Km da enzima NÃO se altera •A VMAX DIMINUI na presença do inibidor Inibição competitiva Su bst r at o (m M ) 0.2 0.4 0.8 1.0 2.0 4.0 6.0 V0 (sem in ibid or ) m m ol .L -1 .m i n -1 5 7.5 1 0.0 1 0.7 1 2.5 1 3.6 1 3.5 V0 (com in ibid or ) m m ol .L -1 .m i n -1 3 5 7.5 8.3 1 0.7 1 2.5 1 3.5 -1 V0 (mol.L .min ) 15 Sem inibidor 10 -1 Com inibidor 5 0 0 1 2 3 4 5 6 Substrato (mM) Exemplo: Succinato desidrogenase 7 Inibição competitiva Inibição não-competitiva Analgésicos... inibidores de Prostaglandinas Ligação covalente Inibidor irreversível (suicída) - Aspirina Interações sem ligação covalente Inibidor competitivo e reversível – Ponstan Sítio Ativo da Ciclooxigenase •Inibidor irreversível Ligação covalente Ácido acetil salicílico •Inibidor competitivo e reversível Interações sem ligação covalente Ácido mefenâmico Inibidores Competitivos de proteases do vírus HIV Gag e Gag Pol são clivados pela protease do vírus HIV em 9 pontos específicos para produzir proteínas funcionais. O precursor Gag vai originar proteínas estruturais e o precursor Pol vai originar enzimas como transcriptase reversa, integrase e proteases. Amprenavir Ciclo de Replicação do Vírus HIV * Inibidores de proteases Protease produz partículas virais infecciosas Inibidores Competitivos de proteases do vírus HIV Gag e Gag Pol são clivados pela protease do vírus HIV em 9 pontos específicos para produzir proteínas funcionais. O precursor Gag vai originar proteínas estruturais e o precursor Pol vai originar enzimas como transcriptase reversa, integrase e proteases. Amprenavir Regulação da atividade enzimática das enzimas alostéricas • Enz. alostéricas analogia com protéina alostérica (ex: Hb) • Moduladores alostéricos (≠ de inibidores não-competitivos ou mistos!!) • Mudanças conformacionais entre forma ativa e inativa e parámetros cinéticos diferentes (≠ do Michaelis-Menten) Sigmoide Hiperbole • Dois tipos: enzimas homotrópicas (reguladas pelo substrato) e heterotrópicas Enzimas alostéricas... O que é isso? Sistema multienzimático sequencial Enzimas alostéricas... O que é isso? -Reguladas por moduladores alostéricos => envolvendo ou não o sítio ativo -Várias subunidades - Inibição por retroalimentação Ex: Aspartato Transcarbamilase (AtCase) -síntese de pirimidinas Aspartato + carbamil-fosfato aspartato AtCase N-carbamil Citidina trifosfato Uridina trifosfato Um modulador alostérico pode ser tanto um inibidor quanto um ativador. Michaellis-Menten Enzimas Alostéricas Enzima Homotrópica Efeito moduladores Efeito moduladores Exemplos de enzimas regulatórias Fosfofrutokinase –1 (PFK-1): ALOSTERIA Glicogênio Fosforilase ALOSTERIA MODIFICAÇÃO COVALENTE Modificação covalente reversível Ativação Proteolítica Fatores que afetam a velocidade enzimática pH Temperatura Concentração de substratos Concentração de cofatores Presença de Inibidores e/ou ativadores Modificações químicas: fosforilações, adenilações, etc Concentração de enzima
