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ENZIMAS. ENZIMAS. As enzimas são proteínas globulares solúveis sintetizadas pelos organismos vivos com a finalidade específica de catalisar as reações bioquímicas, que, de outro modo, não ocorreriam sob as condições fisiológicas habituais.
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ENZIMAS As enzimas são proteínas globulares solúveis sintetizadas pelos organismos vivos com a finalidade específica de catalisar as reações bioquímicas, que, de outro modo, não ocorreriam sob as condições fisiológicas habituais.
Com exceção de moléculas de RNA com propriedades catalíticas chamadas de RIBOZIMAS, todas as Enzimas são PROTEÍNAS
Características das Enzimas • Apresentam alto grau de especificidade; • São produtos naturais biológicos; • Reações seguras; • São altamente eficientes acelerando a velocidade das reações (108 a 1011 + rápida); • reduz a energia de ativação; • Não são tóxicas.
Catalase H2O2 O2 H2O + As enzimas... • Aceleram reações químicas Ex: Decomposição do H2O2
Catalase H2O2 O2 H2O + E+P E +S • Não são consumidas na reação
Atuam em pequenas concentrações decompõe 5 000 000 de moléculas de H2O2 pH = 6,8 em 1 min 1 molécula de Catalase Número de renovação =n° de moléculas de substrato convertidas em produto por uma única molécula de enzima em uma dada unidade de tempo.
Emil Fischer (1894): alto grau de especificidade das enzimas originou Chave-Fechadura , que considera que a enzima possui sitio ativo complementar ao substrato.
Koshland (1958): Encaixe Induzido, enzima e o substrato sofrem conformação para o encaixe. O substrato é distorcido para conformação exata do estado de transição.
1955 - Comissão de Enzimas (EC) da União Internacional de Bioquímica (IUB) nomear e classificar. • Cada enzima código com 4 dígitos que caracteriza o tipo de reação catalisada: • 1° dígito - classe • 2° dígito - subclasse • 3° dígito - sub-subclasse • 4° dígito - indica o substrato
pH; • temperatura; • concentração das enzimas; • concentração dos substratos; • presença de inibidores. • ação do cofator
pH • O efeito do pH sobre a enzima deve-se às variações no estado de ionização dos componentes do sistema à medida que o pH varia. • Enzimas grupos ionizáveis existem em diferentes estados de ionização.
Temperatura • temperatura causa dois efeitos: - a velocidade de reação aumenta; - a estabilidade da proteína decresce devido a desativação térmica. Atemperatura ótima para que a enzima atinja sua atividade máxima, é a temperatura máxima na qual a enzima possui uma atividade constante por um período de tempo.
Concentração de Enzimas • Desvios da linearidade ocorrem: • Presença de inibidores na solução de enzima; • Presença de substâncias tóxicas; • Presença de um ativador que dissocia a enzima; • Limitações impostas pelo método de análise. • Recomenda-se: • Enzimas com alto grau de pureza; • Substratos puros; • Métodos de análise confiável.
Concentração de Substratos • [S] varia durante o curso da reação à medida que S é convertido em P. • Medir Vo = velocidade inicial da reação. vo Vmax [S]
Presença de Inibidores • Inibidor é qualquer substância que reduz a velocidade de uma reação enzimática. INIBIDORES REVERSÍVEIS IRREVERSÍVEIS
COFATOR • Moléculas pequenas • Não proteicas • Termo estáveis • Derivadas de Vitamina B1 e B6, nucleotídeos
Determinação da Atividade Enzimática • As enzimas são medidas através de suas atividades catalíticas e seus resultados expressos em termos de quantidade de atividade presente em determinado volume ou massa da amostra - Quantidade do produto formado - Quantidade do substrato consumido
Determinação da Atividade Enzimática • Comissão Enzimas da União Internacional de Bioquímica - Unidade Internacional (UI) – é a quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 micromol de substrato/min.
Enzimologia Clínica É a aplicação da ciência das enzimas ao diagnóstico e tratamento das doenças.
Enzimas x Laboratório Clínico • Aplicação diagnóstica • Aplicação prognóstica • Acompanhamento das diversas patologias
Métodos para Determinação das Atividades Enzimáticas Métodos que analisam: • Consumo de substrato • Produto formado • Variação de absorção da coenzima que participa da reação enzimática
Erros na Coleta da Amostra • Uso de Anticoagulantes • Hemólise • Estase venosa • Coagulação • Lipemia
Erros na Conservação da Amostra • Realizar o mais breve possível • Conservar à 4°C • Evitar congelamento da amostra
Determinação da Atividade Enzimática Importante • Estabilidade do reagentes • Pipetagem • Limpeza da vidraria • Controle de qualidade das análises
Enzimas nas Doenças Cardíacas • AST – GOT - TGO ( Aspartato aminotransferase) • Encontrada em concentrações elevadas no músculo cardíaco, fígado e músculos esqueléticos • Em menor concentração nos rins e pâncreas • Aumenta em lesões do parênquima hepático • Eleva mais de 10 vezes na hepatite virótica aguda • Na cirrose alcoólica ativa se eleva moderadamente
AST-GOT-TGO • Catalisa especificamente a transferência do grupo amina do ácido aspártico para cetoglutarato AST L-Aspartato + cetoglutarato Oxalacetato + L-Glutamato MDH Oxalacetato + NADH Malato + NAD
Aspartato Aminotransferase • AST – TGO • Valores elevados são encontrados: • Hepatite virótica crônica ativa • Mononucleose infecciosa • Hepatite aguda na fase de recuperação • Disfunção hepática induzida por drogas • Tumor hepático metastático • Obstrução extra hepática • Infarto do miocárdio
Aspartato Aminotrasferase • AST –TGO • Fatores Interferentes: • Exercícios • Anticoncepcionais orais • Anti-hipertensivos • Isoniazida • Agentes colinérgicos • Drogas hepatotóxicas
Enzimas nas Doenças Cardíacas Creatinoquinase (CK- CPK) • pH ótimo: 6,8 no sentido da formação de ATP e 9,0 no sentido da fosforilação da creatina • Encontrada no músculo cardíaco, na musculatura esquelética e no cérebro • Aumentos podem ocorrer numa faixa de 60 a 100% com infarto agudo do miocárdio
Creatinoquinase (CK- CPK) Valores elevados são encontrados: • Infarto agudo do miocárdio • Miosites • Distrofia muscular • Exercício intenso • Doença vascular cerebral • Convulsões • Alcoolismo crônico
Diagnóstico do Infarto do Miocárdio Isoenzimas de Creatinoquinase (CK) • CK-BB (CK1) • CK-MB (CK2) • CK-MM (CK3)
Isoenzimas de Creatinoquinase (CK) CK-BB (CK1) • Encontrada no cérebro e pulmão • Eleva-se após embolia pulmonar, carcinoma de próstata e de pulmão • Não é comum a elevação em distúrbios cerebrais
Isoenzimas de Creatinoquinase (CK) CK-MB(CK2) • Fração híbrida de cadeias M e B • Encontrada predominantemente no músculo cardíaco • Determinação bastante específica para diagnóstico de infarto agudo do miocárdio • Aumenta de 3 a 6 horas após a ocorrência do infarto com valor máximo em 12-24 horas • Retorna ao normal em 24-48 horas
Isoenzimas de Creatinoquinase (CK) CK-MM(CK3) • Compreende + de 95% da CK dos músculos esqueléticos • Cerca de 70-75% da enzima do miocárdio Níveis elevados: • Lesão, hipóxia do músculo esquelético (exercício intenso, traumatismo, inflamação)
Isoenzimas de Creatinoquinase (CK) • Drogas que causam aumento no soro: • Ampicilina • Anfotericina B • Alguns anestésicos • Lítio • Lidocaína
Desidrogenase Láctica LDH – LD - DHL • pH ótimo: 8,8 a 9,8 no sentido da formação de ácido pirúvico e 7,4 a 7,8 no sentido da formação de ácido láctico • Encontrada no coração, hemácias, músculo esquelético, rim, cérebro, pulmões e tecido linfóide • Não é indicador específico de doença hepática e cardíaca
Desidrogenase Láctica Valores elevados LD total: • Anemia megaloblástica • Carcinoma • Infarto do miocárdio e pulmonar, cirrose • Leucemia • Hepatite aguda • Icterícias obstrutivas • Doenças do parênquima renal
Infarto Agudo do Miocárdio Importância • Cerca de 50% óbitos no mundo • 1/3 faixa etária de 35 a 65 anos • Prevalência nos países industrializados • Evolução diagnóstica com marcadores mais sensíveis e específicos • Compreender a “Janela Diagnóstica”
Desidrogenase Láctica Isoenzimas de LD • LD1: coração, hemácias e rins • LD2: coração e sistema retículo endotelial • LD3: pulmão e outros tecidos • LD4: placenta e pâncreas • LD5: fígado e músculos esqueléticos
Desidrogenase Láctica Fatores Interferentes • Hemólise • Álcool, anestésicos, aspirina ↑ • Ácido ascórbico ↓
Marcadores Clássicos • AST – década de 50 (substituído por CK) • LD – década de 70 (mais sensível que AST), porém com janela diagnóstica tardia • CK-MB com CK total mais indicada • CK total aumenta de 65 a 100% no IAM • Troponina
Troponina • São proteínas estruturais envolvidas no processo de contração das fibras musculares esqueléticas e cardíacas. • O complexo troponina é composto por três proteínas:troponina T, troponinaI e troponina C • As troponinas T (cTnT) e I (cTnI) são marcadores bioquímicos mais específicos e sensíveis para o diagnóstico de lesão isquêmica do miocárdio.
Troponina • Elevação dos níveis de cTnI no soro ocorre entre 4 e 6 horas após início da dor precordial • Atinge um pico em 12 horas e permanece elevada por 3 a 10 dias após um evento isquêmico único • A isoenzima CK-MB só se eleva após lesão isquêmica irreversível • As troponinas são liberadas mesmo em situação de isquemia reversível