A velocidade das reações enzimáticas varia com diversos fatores: pH temperatura concentração de substrato concentraç

1. A velocidade das reações enzimáticas varia com diversos fatores: • pH • temperatura • concentração de substrato • concentração de enzima • inibidores

2. CINÉTICA ENZIMÁTICA • Efeito da concentração de substrato na velocidade da reação • [S] varia no decorrer da reação • [S] V aumenta quase linearmente com os aumentos da [S]. • Será alcançado um ponto acima do qual ocorrem apenas aumentos insignificantes em V. (Vmáx [S]) Velocidade (V) Concentração de substrato

3. Estudo do efeito da concentração do substrato • medida da velocidade da reação.

4. 1913 Leonor Michaelis e Maul Menten consideram que uma reação enzimática ocorre em dois passos: LENTA onde k1, k2, k3 e k4 são as constantes de velocidade de cada etapa.

5. podemos simplificar a reação: (eq. 1) Portanto: A velocidade de formação de produto é dependente de [ES].

6. Como [ES] não é facilmente medida, precisamos descobrir uma expressão alternativa para [ES]. Excesso de substrato ESTADO ESTACIONÁRIO [ES] permanece praticamente constante durante todo o tempo. V reflete o estado estacionário.

7. No estado estacionário: Velocidade de formação de ES = Velocidade de decomposição de ES

8. Para simplificar a equação 4, foi definida uma constante, KM, conhecida como Constante de Michaelis: Note que KM é a razão da soma das taxas de desaparecimento do complexo ES pela taxa de formação deste.

9. desaparecimento formação quando KM é pequeno, k1 é relativamente grande e a barreira de energia livre para a formação do complexo é pequena, portanto a ligação do substrato à enzima será forte e a enzima irá catalisar a reação com baixas concentrações. KM, assim, reflete uma habilidade da enzima a se ligar aos substratos e realizar a catálise.

10. Substituindo a eq. 5 na eq. 4, teremos:

11. Na reação, pode-se assumir que o sítio da enzima pode estar ocupado ou livre. Assim a enzima existe em duas formas: A forma livre E, e a forma ligada ES.

12. Substituindo a eq. 7 em 6, temos: Que pode ser transformada em:

13. Podemos substituir esta eq. 9 na da velocidade inicial da reação Em que situação teremos V= k3[E]TOTAL? Quando a concentração de substrato for MUITO MAIOR que Km!

14. Como a velocidade máxima todas as enzimas estão na forma de complexo ES [E]TOTAL= [ES] a velocidade da reação não pode ser mais rápida do que quando todas as moléculas de enzimas estão na forma de complexo ES. Portanto, enquanto houver E livre, pode-se aumentar a [S] até chegar em um ponto em que tudo estará como [ES], que é a velocidade máxima VMAX. Vmáx = k3[E]TOTAL(eq. 11)

15. Então a equação 10, pode ser representada por: Vmáx = k3[Et] (eq. 11) Equaçao de Michaelis-Menten

16. Se a velocidade de reação for igual à metade da velocidade máxima, ou seja, V0=Vmáx/2, como fica a equação 12? Temos: KM = [S]. Ou seja, KM corresponde à concentração de S necessária para se atingir a metade da velocidade máxima!

17. • Como será a velocidade da reação quando a concentração de substrato estiver muito baixa ([S]<<<Km)? •Se [S]<<<Km, o termo [S] no denominador da eq. 12 torna-se insignificante e pode ser simplificada para: V varia linearmente com [S]

18. •E quando a concentração de substrato estiver muito alta ([S]>> Km) ? • Se [S] >>>> KM, o termo KM no denominador da eq. 12 torna-se insignificante, e pode ser simplificada para Sendo consistente com o patamar observado em [S] grandes

19. Portanto, esta equação nos diz que: • [S] = KM quando a velocidade da reação é a metade da velocidade máxima. • Quando KM é grande a [S] deve ser maior para atingir a máxima velocidade de catálise. • KM pequeno exige menos S para atingir a VMAX e portanto é mais eficiente.

20. A equação de Michaelis-Menten pode ser representada na forma inversa (eq. 13) que representa uma equação do tipo y =ax+ b: • Essa é uma equação de reta (y = ax + b) em que a inclinação (a) é igual a KM/Vmáxe o intercepto (b) é igual a 1/Vmáx, • Essa é a forma mais comum de se determinar os parâmetros cinéticos (KM e Vmáx).

21. O gráfico dos duplos recíprocos determinação precisa de KM e Vmáx já que na extrapolação dos dados experimentais, chegamos a uma situação em que 1/V= 1/Vmáx quando 1/[S] = 0; ou seja, quando a concentração de substrato for muito alta!!!!

22. Efeito da Concentração de Enzima na Velocidade da Reação • concentração de substrato seja alta aumento na concentração de enzima um aumento na velocidade de reação

23. Quando fazemos o gráfico da velocidade da reação (V) em função da concentração de enzima, podemos observar uma relação linear: Como vimos:

24. Ao se utilizar uma concentração maior de enzima, VMAX será maior utilizando-se a mesma concentração de substrato Vmax é maior em [E] maior, utilizando a mesma [S]