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Sítio Ativo de Enzima & pH

Sobre esta simulação

Sítio Ativo de Enzima & pH é um laboratório interativo de bioquímica em 3D que mostra como enzimas globulares reconhecem substratos específicos e catalisam reações. Os alunos arrastam a molécula de substrato verde para a fenda esculpida do sítio ativo para acionar um abraço conformacional de ajuste induzido que divide o substrato em produtos. Eles também podem arrastar um inibidor competitivo vermelho para o sítio ativo ou um inibidor não competitivo roxo para o bolso alostérico lateral. Controles deslizantes para temperatura, pH da solução e concentração de substrato atualizam leituras em tempo real para taxa de reação, conformação do sítio ativo, porcentagem de enzima ligada e Vmax efetiva.

O que os alunos podem explorar

  • Arraste a molécula de substrato verde para a fenda brilhante do sítio ativo e observe as mandíbulas da enzima se fecharem por ajuste induzido antes de liberar dois lobos de produtos.
  • Eleve a temperatura acima de 46 °C e observe as mandíbulas da enzima se desdobrarem à medida que a desnaturação térmica destrói o sítio ativo e reduz a taxa de reação.
  • Selecione o inibidor competitivo e eleve a concentração de substrato para 100 mM para ver como níveis altos de substrato podem superar um bloqueador competitivo.
  • Selecione o inibidor não competitivo para se ligar ao bolso alostérico e observe por que adicionar mais substrato não consegue restaurar a Vmax.
  • Varie o pH da solução de 1 a 14 para encontrar o ótimo de pH neutro 7 e observe a desnaturação em ácido ou álcali forte.

Objetivos de aprendizagem

  1. 1Explique o modelo de ajuste induzido da catálise enzima-substrato e como as enzimas reduzem a energia de ativação.
  2. 2Descreva por que temperaturas extremas altas ou valores extremos de pH causam desnaturação irreversível do sítio ativo.
  3. 3Distingua entre inibição competitiva no sítio ativo e inibição não competitiva em um sítio alostérico.
  4. 4Previna como a concentração de substrato afeta a taxa de reação na presença e ausência de inibidores.

Perguntas frequentes dos professores

Qual é a diferença entre o modelo chave-fechadura e o ajuste induzido?

O modelo clássico de chave-fechadura tratava o sítio ativo como completamente rígido. O modelo moderno de ajuste induzido mostra que, à medida que o substrato se liga, as mandíbulas proteicas flexíveis se moldam firmemente ao redor dele, tensionando as ligações do substrato para acelerar a catálise.

Por que as enzimas se denaturam acima de 45 °C?

Até a temperatura ótima, o calor aumenta as colisões moleculares. Acima de aproximadamente 45 °C em enzimas humanas, a vibração térmica quebra as fracas ligações de hidrogênio e iônicas que mantêm a estrutura terciária 3D unida, desdobrando o sítio ativo.

Como diferem os inibidores competitivos e não competitivos?

Um inibidor competitivo se assemelha ao substrato e compete diretamente pelo sítio ativo, de modo que a adição de substrato extra pode superá-lo. Um inibidor não competitivo se liga a um sítio alostérico separado, distorcendo o sítio ativo de modo que a velocidade máxima Vmax diminui independentemente do nível de substrato.

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