centro activo AMP sítio alostérico AMP

Um modelo possível para explicar a inibição de tipo não competitivo é admitir aexistência na enzima de um local de ligação diferente do centro activo cujaligação ao inibidor impedisse a formação do produto.A par da classificação que divide os inibidores em competitivos e nãocompetitivos existe uma outra que divide os modificadores (inibidores ouactivadores) em isostéricos ou alostéricos.Um modificador isostérico liga-se aocentro activo e é sempre inibidor:é um inibidor isostérico.Um ligando alostérico liga-se à enzima num sítio diferente do centro activo (umsítio alostérico) provocando uma alteração conformacional na enzima.Sítios alostéricosInibidor alostéricoSe a alteraçãoconformacional diminuir aactividade da enzimadizemos que há inibiçãoalostérica.De acordo com este modelo tudo se passaria como seas moléculas de enzima ligadas ao inibidor estivessem excluídas do processocatalítico, isto é, a concentração de enzima tivesse baixado.37Activador alostéricoSe a alteraçãoconformacional aumentar aactividade da enzimadizemos que há activação 38alostérica.Quando uma fibra muscular se contrai aumenta a velocidade de hidrólise doATP e aumenta a concentração de ADP (e AMP; 2 ADP → AMP + ATP).O AMP liga-se à fosforílase muscular induzindo uma conformação mais activa⇔ o AMP é um activador alostérico da fosforílase muscular.Fosforílasemuscular naconformaçãotensa (inactiva)AMPsítio alostéricoFosforílasemuscular naconformaçãorelaxada (activa)A cínase-1 da frutose-6-P (ATP+ Frutose-6-P→ ADP + Frutose-1,6-bisfosfato)o ATP é, simultaneamente, substrato e inibidor alostérico. Para concentraçõesfisiológicas de ATP, o AMP é um activador alostérico.(3) O AMPcompete com oATP pelo mesmosítio alostéricoimpedindo a suaacção inibidora.AMPcentro activo39(1) Um dos substratos da cínase da frutose-6-P é o ATP.(2) Contudo, existe naenzima umsítio alostérico onde oATP se liga inibindo-a.Para concentraçõesfisiológicas de ATP essaacção inibidora é muito40marcada.

A complexidade dos processos de regulação de enzimas induzida porhormonas e neurotransmissores tem levado a que a palavra “alostérico” não seuse neste contexto mesmo quando o termo seria adequado.O receptor da insulina pode servisto como uma enzima alostéricacom o seu centro alostéricoactivador virado para o lado extracelular(onde se liga a insulina) e ocentro activo no ladocitoplasmático.A ligação da insulina induz umaalteração conformacional noreceptor que se torna capaz decatalisar a fosforilação de resíduostirosina de proteínas designadas deSubstratos do Receptor da Insulina(IRS).41Quando uma célula excitável é estimulada a concentração citoplasmática deião Ca 2+ aumenta (de 0,1 µM para 10 µM) mas, logo a seguir, desce porque oCa 2+ estimula a bomba de Ca 2+ (Ca 2+ -ATPase) da membrana.Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+Ca 2+ -ATPaseCa 2+ -ATPaseCalmodulinalivrepolipeptídeoinibidorCa 2+Ca 2+Ca 2+Ca 2+Ca 2+Calmodulinaligada a Ca 2+1- O Ca 2+ entra para o citoplasma e a sua concentraçãoaumenta no citoplasma.2- O Ca 2+ liga-se à Calmodulina que modifica a suaconformação.3- Nesta nova conformação o complexo Calmodulina-Ca 2+liga-se a um poplipeptídeo inibidor da Ca 2+ -ATPase.4- O polipeptídeo inibidor desliga-se da Ca 2+ -ATPase que42deixa de estar inibida e passa a expulsar o Ca 2+ da célula.A ligaçãoentre os substratos e o centro activoentre os inibidores competitivos e o centro activo ouentre os modificadores alostéricos e os sítios alostéricosé reversível e é de tipo não covalente.Um ligando diferente do substrato que se liga ao centro activo é um inibidorisostérico (se se liga no centro activo só pode inibir).Se a ligação entre um inibidor isostérico e o centro activofor reversível (se poder se “deslocado” pelo substrato)esse inibidor comporta-se funcionalmente como inibidor competitivo... mas se a ligação do inibidor ao sítio activo for irreversível(não podendo ser “deslocado” por altas concentrações de substrato)as moléculas de enzima ligadas ao inibidor ficam excluídas do processo catalítico.sítio alostéricoAMPNeste caso o inibidor comporta-sefuncionalmente comonão competitivo.4344

A lípase pancreática catalisa ahidrólise de triacilgliceróis nointestino.A modificação da actividade de uma enzima pode envolver a sua modificaçãocovalente (hidrólise irreversível ou fosforilação reversível) por acção catalítica deenzimas.No tratamento da obesidade podeusar-se um fármaco (orlistat; xenical)que é um inibidor da lípasepancreática.O orlistat reage com uma serina(formando uma ligação covalente eirreversível)situada no centro activo da enzimabloqueando a sua actividade.45Certas enzimas são activadas por hidrólise irreversível.São exemplos a activação dos zimogénios na digestão dosnutrientes.46Muitas enzimas são reguladas por mecanismos de fosforilação/desfosforilaçãocatalisadas por enzimas (cínases e fosfátases).A fosfátase da desidrogénasedo piruvatocatalisa a desfosforilação dadesidrogénase do piruvatoque no estado desfosforiladofica activa.Forma desfosforilada(activa)O doseamento da actividade da desidrogénase do piruvato pode ser feito emhomogeneizados.Se o homogeneizado é preparado na presença de inibidoresquer da cínase (dicloroacetato) quer da fosfátase (fluoreto)...quando se faz o ensaio mede-se a actividade actual.Se o homogeneizado é preparado na presença do inibidorda cínase (dicloroacetato) mas na ausência de fluoreto...quando se faz o ensaio mede-se a actividade total.PiForma fosforilada(inactiva)A cínase da desidrogénase dopiruvatocatalisa a fosforilação dadesidrogénase do piruvatoque no estado fosforilado 47 ficainactiva.Na ausência deinibidor (fluoreto),a fosfátase dotecido transformatoda a PDH na suaforma activa.H 2OfluoretoPADPDicloroacetatoATP48

A regulação de uma via metabólica pode envolver activações e inibiçõesalostéricas e/ou isostéricas assim como activações e inibições por fosforilação edesfosforilação reversível que operam em cadeia.O AMPé activador alostéricode uma cínaseque inactiva acarboxílase de acetil-CoAo que baixa aconcentração demalonil-CoA.A descida do malonil-CoA “desinibe” acarnitina-palmitoiltransférase Icarnitina-palmitoil transférase IA carnitina-palmitoiltransférase I é a49enzima reguladora da oxidação dos ácidos gordos.A cólera é um infecção causada por uma bactéria que provoca diarreia. Omecanismo da acção da toxina da bactéria que causa a cólera envolve amodificação covalente (ADP-ribosilação) da subunidade Gαs da proteína Gintestinal.NAD +Toxinada cóleranicotinamidaA proteína Gαs modificada poracção catalítica da toxina da cóleraperde a capacidade GTPase masmantém capacidade para activar acíclase do adenilato⇒ADPriboseADPriboseAumento da concentração deAMPc que estimula secreção deágua e sais na mucosa intestinal(diarreia).50