enzimas reguladoras
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Enzimas Reguladoras Bioquímica Prof. Aline Enzimas Reguladoras São enzimas que aumentam ou diminuem a atividade catalítica em respostas a certos sinais. Agem em sistemas multienzimáticos regulando a velocidade das sequências metabólicas. Permitindo a célula alcançar as suas necessidades de energia. Podem ser as enzimas alostéricas ou enzimas reguladas por modificação covalente. Enzimas Alostéricas São enzimas que contêm uma região separada daquela em que se liga o substrato. Onde pequenas moléculas regulatórias (efetores ou moduladores) podem ligar-se e modificar a atividade catalítica destas enzimas. Ao ligar-se à enzima, o efetor alostérico pode aumentar (efetor positivo) ou diminuir (efetor negativo) a atividade catalítica, através de modificações no sítio catalítico. Enzimas Alostéricas Enzimas Centro Ativo Centro Alostérico Efetores: positivos ou negativos Substrato Mudança de conformação Alteração na atividade Enzimas Alostéricas Apresentam-se em duas conformações: Relaxada Tensa equilíbrio A forma R tem afinidade pelo substrato e/ou efetor positivo. A forma T tem afinidade pelo efetor negativo. Enzimas Alostéricas A enzima apresenta dois sítios de ligação, um para o substrato e outro para o modular. Ao se ligar a este modulador a enzima muda sua conformação alterando sua afinidade com o substrato. O modulador pode tornar a enzima ativa ou inativa. Enzimas Alostéricas Em alguns sistemas a enzima reguladora é especificamente inibida pelo produto final da via. A formação do produto final diminui toda a velocidade da via. É chamada de inibição por retroalimentação. Se a concentração do substrato diminuir a velocidade da reação aumenta novamente. Modificação Covalente A atividade da enzima é modulada por modificação covalente da molécula da enzima. Os grupos modificantes incluem a fosforila, adenila, uridila, metila e grupos adenosina difosfato. Grupos químicos são ligados e removidos da enzima reguladora. 1- Comportamento tipo Michaelis-Menten. 2- Comportamento Alostérico. Enzimas Imobilizadas Enzimas livres → Encontradas nos organismos. - Instáveis Rápida perda da atividade catalítica Não podem ser recuperadas - Enzimas Imobilizadas → são enzimas fixadas em suportes sólidos. - Maior estabilidade (faixas mais amplas de pH e temperatura) Reutilização, facilidade em separar a enzima do produto Menor interferência de inibidores e ativadores - Enzimas Imobilizadas - - O principal interesse em imobilizar uma enzima é obter um biocatalizador com atividade e estabilidade que não sejam afetadas durante o processo, em comparação à sua forma livre. Propriedades: Modificação da estrutura tridimensional Atividade da enzima imobilizada é mais fraca que a das enzimas nativas Maior estabilidade Enzimas Imobilizadas Aplicação: - Pesquisa de anticorpos Análises cromatográficas (afinidade) Kits para imunoensaios Indústria de alimentos (pão, xaropes) Produção de medicamentos (penicilina) Catálise da transformação de óleo de soja em biodisel. - Utilização das Enzimas Permitem às indústrias usarem processos mais econômicos, diminuindo o consumo de energia e recursos; mais confiáveis e que poluem menos. - São eficientes Muito específicas Permite produção segura e ambientalmente amigável Podem ser de origem animal, vegetal ou microbiana - ENZIMA FONTE APLICAÇÃO Papaína mamão Ajuda na digestão, bebidas, carnes Bromelina abacaxi Ajuda na digestão, bebidas, carnes Diastase malte Pepsina mucosa gástrica suíno Amaciamento de carne Lipase Candida rugosa Tratamento de efluentes Panificação, xarope Utilização das Enzimas Proteases - - Preparação do leite de soja Clarificação de vinhos Fabricação de queijo Lactase - Sorvete: Prevenção da cristalização da lactose Leite: Hidrólise da lactose em pacientes intolerantes - - Utilização das Enzimas - - Tratamento de efluentes: A preocupação ambiental desencadeou uma procura por outras alternativas, as chamadas “tecnologias limpas”. As enzimas substituem muitos componentes químicos utilizados nos processos industriais. Enzimas no Diagnóstico Para que o diagnóstico do envolvimento de um órgão específico seja feito, é necessário: - Conhecer a proporção entre as várias enzimas, que varia de tecido para tecido. Combinado com o estudo da cinética de aparecimento e desaparecimento no plasma - Enzimas no Diagnóstico As principais enzimas usadas no diagnóstico de doenças são: - Fosfatase Ácida Fosfatase Alcalina TGO TGP GGT Amilase Lipase CK LDH - Fosfatase Ácida Maiores concentrações: próstata, no fígado, na medula óssea, nos eritrócitos e plaquetas. Utilizada no diagnóstico e monitoramento da resposta ao tratamento e no aparecimento de metástases no câncer de próstata. Fosfatase Alcalina Maiores concentrações: presente em praticamente todos os tecidos do organismo, especialmente nas membranas das células dos túbulos renais, ossos, placenta, trato intestinal e fígado. Utilizada no diagnóstico de doenças ósseas que cursam com aumento da atividade osteoblástica e na investigação de doenças hepatobiliares. Fosfatase Alcalina A resposta hepática a qualquer tipo de agressão da árvore biliar é sintetizar fosfatase alcalina principalmente nos canalículos biliares. • Recém-nascidos e crianças, mas especialmente adolescentes, apresentam valores significativamente mais elevados do que os adultos, devido ao crescimento ósseo. TGO Transaminase Glutâmico Oxalacética Maiores concentrações: encontrada em diversos órgãos e tecidos, incluindo coração, fígado, músculo esquelético e eritrócitos. Está presente no citoplasma e também nas mitocôndrias, e, portanto, sua elevação indica um comprometimento celular mais profundo. TGO Utilizada no diagnóstico de hepatites virais agudas, hepatites alcoólicas, metástases hepáticas e necroses medicamentosas e isquêmicas, infarto agudo do miocárdio (IAM). TGP Transaminase Glutâmico Pirúvica Maiores concentrações: fígado, rim e em pequenas quantidades no coração e na musculatura esquelética. Sua origem é predominantemente citoplasmática, fazendo com que se eleve rapidamente após a lesão hepática, tornando-se um marcador sensível da função do fígado. TGP Utilizada no diagnóstico de patologias que cursam com necrose do hepatócito, como hepatites virais, mononucleose, citomegalovirose e hepatites medicamentosas. GGT Gama Glutamil Transpeptidase Maiores concentrações: túbulo proximal renal, fígado, pâncreas, intestino. Utilizadas no diagnóstico de lesões hepáticas ligadas ao álcool, patologias hepáticas e biliares. Amilase Maiores concentrações: no sangue e na urina de indivíduos normais é de origem pancreática e das glândulas salivares. Utilizadas no diagnóstico de doenças do pâncreas e na investigação da função pancreática. As causas não-pancreáticas de aumento da amilase incluem lesões inflamatórias das glândulas salivares, como parotidite, trauma pancreático, entre outras. Lipase Maiores concentrações: Pâncreas Utilizada no diagnóstico de patologias pancreáticas. Seus níveis estão aumentados em pacientes com pancreatite aguda e recorrente, abscesso ou pseudocisto pancreático, trauma, carcinoma de pâncreas, obstrução dos ductos pancreáticos. CK Creatinoquinase Maiores concentrações: está principalmente na musculatura estriada, no tecido cardíaco e no cérebro. Utilizada no diagnóstico da musculatura estriada, no tecido cardíaco e no cérebro. LDH Lactato desidrogenase Maiores concentrações: é amplamente distribuída em todas as células do organismo, concentrando-se mais especialmente no miocárdio, rim, fígado, hemácias e músculos. Utilizado em todos os diagnósticos em que há grande destruição celular. Anemia hemolítica, infarto agudo do miocárdio, infarto pulmonar, doenças musculares, lesões hepáticas, neoplasias primárias ou secundárias (metastásicas), hepatites.
