Bioquímica Básica
5.7 Regulação da atividade enzimática
Arginina
Canavanina
Citosina arabinosídio Citidina
Acicloguanosina
Guanosina
5.7 Regulação da atividade enzimática
A coordenação das numerosas vias metabólicas presentes nas células, a capacidade de responder adequadamente a mudanças no meio ambiente, o crescimento e a diferenciação harmônicos do organismo são resultantes da possibilidade de regular a ação enzimática. Basicamente, existem dois mecanismos para a modulação da atividade enzimática:
1. Controle da disponibilidade de enzimas, exercido sobre as
velocidades de síntese e de degradação das enzimas, que determinam sua concentração celular
2. Controle da atividade da enzima, efetuado por mudanças
estruturais da molécula enzimática e que redundam em alterações da velocidade de catálise.
A interferência hormonal sobre o nível de enzimas-chave do metabolismo e o controle da atividade enzimática por regulação alostérica e modificação covalente são
analisados nos Capítulos 19 e 20.
Outros dois processos de regulação enzimática, de ocorrência mais restrita, estão descritos a seguir.
Zimogênios são formas inativas de enzimas
Certas enzimas, cujo local de ação é extracelular (plasma, trato digestório), são sintetizadas na forma de precursores inativos, chamados zimogênios. Para que um zimogênio adquira propriedades de enzima, é necessária a hidrólise de determinadas ligações peptídicas, com a consequente remoção de um segmento da cadeia de aminoácidos. A cadeia polipeptídica remanescente adquire nova estrutura espacial, onde é organizado um centro ativo funcional.
Várias enzimas proteolíticas, como pepsina e quimotripsina, são sintetizadas como zimogênios e assim mantidas enquanto estão armazenadas em suas células de origem, sem risco de haver digestão das proteínas celulares. A transformação zimogênio → enzima processa-se fora destas células, no local onde a atividade digestiva deve ser exercida. Este é o caso de pepsinogênio, que origina pepsina na cavidade gástrica, por remoção de 42 resíduos de aminoácidos, sob a ação de íons H+. A própria pepsina formada catalisa a conversão de novas cadeias de pepsinogênio em pepsina. Analogamente, tripsinogênio e quimotripsinogênio, de origem pancreática, são transformados em tripsina e quimotripsina no intestino delgado, sob a ação de enzimas hidrolíticas específicas.
Isoenzimas e isoformas são versões diferentes de uma mesma enzima
Existem enzimas que catalisam a mesma reação, mas que apresentam estruturas diversas, dependendo do tecido ou organela em que ocorrem em um organismo — são as isoenzimas e as isoformas. Isoenzimas resultam de vários loci gênicos ou de genes alelos de um mesmo locus: cada uma tem seu locus gênico próprio. Isoformas resultam de modificações pós-transcricionais (clivagem proteolítica, modificação covalente de aminoácidos etc.) de uma estrutura proteica comum.