Curso de Enzimas

Aula 1 • Sistema Internacional de Classificação de Enzimas

Apresenta as seis principais classes de enzimas e o esquema de numeração sistemática usado globalmente. Os alunos conseguem atribuir uma enzima à sua classe correta com base no tipo de reação.

Aula 2 • Termodinâmica da Catálise

Explica energia livre, energia de ativação e estados de transição aplicados a reações catalisadas por enzimas. Fundamenta os conceitos cinéticos introduzidos em capítulos posteriores.

Aula 3 • O Sítio Ativo e a Ligação ao Substrato

Detalha como os substratos são reconhecidos e ligados, abordando os modelos chave-fechadura e ajuste induzido. Prepara os alunos para a análise mecanicista em capítulos subsequentes.

Aula 4 • O Que São e O Que Fazem as Enzimas

Define enzimas como catalisadores biológicos e as situa no metabolismo celular. Fornece a âncora conceitual para todo o conteúdo mecanicista e cinético subsequente.

Aula 1 • Mecanismos de Reação com Múltiplos Substratos

Estende a cinética de substrato único para reações envolvendo dois ou mais substratos. Os alunos distinguem mecanismos sequenciais e pingue-pongue a partir de padrões cinéticos.

Aula 2 • Fundamentos da Velocidade de Reação

Aborda velocidade inicial, dependência da concentração de substrato e o conceito de cinética de saturação. Estabelece a base experimental para toda a modelagem cinética.

Aula 3 • Dedução da Equação de Michaelis-Menten

Percorre a suposição de estado estacionário e a dedução matemática da equação de Michaelis-Menten. Os alunos compreendem o significado físico de cada parâmetro.

Aula 4 • Análise Gráfica de Dados Cinéticos

Ensina métodos de linearização e regressão não linear para extrair constantes cinéticas de dados experimentais. Enfatiza a precisão e as armadilhas de cada abordagem.

Aula 1 • Inibição Não Competitiva e Mista

Aborda inibidores que se ligam apenas ao complexo enzima-substrato ou tanto à enzima livre quanto ao complexo. Os alunos distinguem esses padrões usando métodos gráficos e algébricos.

Aula 2 • Visão Geral da Inibição Reversível

Apresenta o conceito de inibição reversível e sua base termodinâmica. Fornece a estrutura para classificar inibição competitiva, não competitiva e mista.

Aula 3 • Inibição Irreversível e Baseada em Mecanismo

Analisa modificadores covalentes e substratos suicidas que inativam enzimas permanentemente. Apresenta kinact e razão de partição como parâmetros chave.

Aula 4 • Inibição em Contextos de Fármacos e Toxicologia

Aplica princípios de inibição ao desenho farmacêutico e à análise de compostos tóxicos. Conecta a compreensão mecanicista a aplicações reais direcionadas a enzimas.

Aula 1 • Princípios da Regulação Enzimática

Examina as principais estratégias regulatórias que as células usam para modular a atividade enzimática de forma rápida e reversível. Prepara o terreno para a análise mecanicista detalhada nas seções seguintes.

Aula 2 • Enzimas Alostéricas e Cooperatividade

Explica como a ligação de efetores em sítios não ativos altera a velocidade catalítica por meio de mudanças conformacionais. Os alunos aplicam a equação de Hill para quantificar a cooperatividade.

Aula 3 • Modificação Covalente e Ativação de Zimogênios

Aborda fosforilação, adenililação e clivagem proteolítica como interruptores regulatórios. Os alunos traçam cascatas de ativação desde o zimogênio até a enzima ativa.

Aula 4 • Modelos Alostéricos MWC e KNF

Compara o modelo concertado de Monod-Wyman-Changeux com o modelo sequencial de Koshland-Nemethy-Filmer. Os alunos avaliam qual modelo se ajusta aos dados experimentais.

Aula 1 • Estratégias de Purificação Cromatográfica

Ensina os princípios de cromatografia de troca iônica, exclusão por tamanho, interação hidrofóbica e afinidade. Os alunos sequenciam etapas cromatográficas para maximizar o fator de purificação.

Aula 2 • Avaliando Pureza e Rendimento

Explica SDS-PAGE, PAGE nativa e coloração por atividade para avaliação de pureza, juntamente com tabelas de purificação. Os alunos calculam atividade específica, rendimento e fator de purificação.

Aula 3 • Estabilidade e Armazenamento de Enzimas

Aborda fatores que afetam a estabilidade enzimática durante a purificação e o armazenamento de longo prazo. Os alunos formulam condições de tampão estabilizante e selecionam formatos de armazenamento apropriados.

Aula 4 • Precipitação e Fracionamento em Massa

Apresenta precipitação com sulfato de amônio, precipitação por ponto isoelétrico e tratamento térmico como etapas iniciais de purificação. Os alunos calculam porcentagens de saturação e avaliam o rendimento.

Aula 1 • Estratégias Catalíticas Gerais

Apresenta catálise ácido-base, covalente, por íons metálicos e por proximidade-orientação como ferramentas universais. Fornece um vocabulário mecanicista aplicado ao longo do capítulo.

Aula 2 • Mecanismos de Oxidorredutases e Transferases

Examina transferência de elétrons, transferência de hidreto e reações de transferência de grupos com envolvimento de cofatores. Os alunos conectam a química dos cofatores à estequiometria geral da reação.

Aula 3 • Serino Proteases como Sistema Modelo

Usa a tríade catalítica das serino proteases para ilustrar catálise ácido-base concertada e covalente. Os alunos traçam cada etapa do ciclo de acilação-desacilação.

Aula 4 • Mecanismos de Isomerases e Ligases

Analisa rearranjos intramoleculares e reações de formação de ligações impulsionadas por ATP. Os alunos avaliam estratégias de acoplamento energético usadas por ligases.

Aula 1 • Banco de Dados de Proteínas e Visualização de Estruturas

Orienta os alunos na recuperação, visualização e anotação de estruturas enzimáticas a partir de bancos de dados públicos. Os alunos identificam resíduos do sítio ativo e contatos com ligantes em visualizadores 3D.

Aula 2 • Docking Molecular e Triagem Virtual

Aborda algoritmos de docking, funções de escore e seu uso na predição de modos de ligação de inibidores. Os alunos avaliam criticamente os resultados de docking em relação aos dados experimentais.

Aula 3 • Criomicroscopia Eletrônica e RMN em Enzimologia

Apresenta a criomicroscopia eletrônica e a RMN em solução como métodos estruturais complementares. Os alunos avaliam quando cada técnica é preferível à cristalografia.

Aula 4 • Cristalografia de Enzimas por Raios X

Explica crescimento de cristais, coleta de dados e interpretação de mapas de densidade eletrônica para estruturas enzimáticas. Os alunos leem indicadores de qualidade cristalográfica, como fator R e resolução.

Aula 1 • Engenharia de Enzimas e Evolução Direcionada

Aborda desenho racional, mutagênese aleatória e triagem de alta produtividade para melhorar propriedades enzimáticas. Os alunos comparam estratégias de engenharia com base no resultado desejado.

Aula 2 • Tecnologia de Enzimas Imobilizadas

Explica métodos de imobilização por adsorção, ligação covalente, aprisionamento e reticulação. Os alunos avaliam as compensações entre estabilidade, reutilização e retenção de atividade.

Aula 3 • Desenho de Biorreatores para Processos Enzimáticos

Apresenta configurações de biorreatores em batelada, batelada alimentada e contínuos para produção catalisada por enzimas. Os alunos calculam a produtividade e identificam desafios de escalonamento.

Aula 4 • Enzimas nas Indústrias Alimentícia e Agrícola

Examina amilases, proteases, lipases e celulases usadas no processamento de alimentos e na melhoria de cultivos. Os alunos associam propriedades enzimáticas a requisitos específicos de processos industriais.