Explicamos o que são enzimas e sua estrutura. Além disso, como essas proteínas são classificadas e como agem.
O que são enzimas?
As enzimas são um conjunto de proteínas responsáveis por catalisar (disparar, acelerar, modificar, desacelerar e até parar) várias reações químicas , desde que termodinamicamente possíveis. Isso significa que são substâncias reguladoras do corpo dos seres vivos , geralmente diminuindo a energia inicial necessária para iniciar a reação.
As enzimas são essenciais para a vida e catalisam cerca de 4000 reações químicas conhecidas , desde que as condições de pH , temperatura ou concentração química sejam estáveis , pois as enzimas, por serem proteínas, também podem se desnaturar e perder sua eficácia.
A primeira enzima foi descoberta em meados do século XIX por Anselme Payen e Jean-François Persoz, embora os experimentos em torno da fermentação de Louis Pasteur já tivessem intuído a presença de alguma substância orgânica “aceleradora” nesses processos, que na época eram considerado puramente químico.
As enzimas hoje são amplamente conhecidas e de fato utilizadas por diversas indústrias humanas ( alimentícia , química , agrícola, petrolífera, etc.), além de serem parte indispensável dos componentes que mantêm o equilíbrio interno do nosso corpo , acelerando reações necessárias (como aqueles que fornecem energia), ativando e desativando outros seletivamente (como os hormônios fazem) e uma mistura heterogênea etc.
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Estrutura de enzimas
A maioria das enzimas é composta por proteínas globulares de tamanho altamente variável: desde monômeros de 62 aminoácidos, até enormes cadeias de cerca de 2500. No entanto, apenas algumas delas estão diretamente envolvidas na catálise da reação, conhecida como centro ativo .
A seqüência em que todos esses aminoácidos são reunidos determina a estrutura tridimensional da enzima, que também dita seu funcionamento específico. Às vezes, essa estrutura também possui locais para atrair cofatores, ou seja, outras substâncias cuja intervenção é necessária para produzir o efeito desejado.
As enzimas são altamente específicas, ou seja, não reagem com nada nem participam de nenhuma reação. Eles têm uma tarefa bioquímica muito específica e precisa, que realizam com um percentual de erros muito baixo.
Classificação de enzimas
As enzimas são classificadas com base na reação específica que catalisam, da seguinte forma:
- Oxidorredutases. Eles catalisam reações de oxidação-redução, ou seja, a transferência de elétrons ou átomos de hidrogênio de um substrato para outro. Exemplos destes são as enzimas desidrogenase e c oxidase.
- Transferases. Eles catalisam a transferência de um grupo químico específico diferente do hidrogênio, de um substrato para outro. Um exemplo disso é a enzima glucoquinase.
- Hydrolases. Eles lidam com reações de hidrólise (quebra de moléculas moléculas orgânicas pela água ). Por exemplo, lactase.
- Liasas. Enzimas que catalisam a quebra ou soldagem de substratos. Por exemplo, acetato descarboxilase.
- Isomerases. Catalisam a interconversão de isômeros, ou seja, convertem uma molécula em sua variante geométrica tridimensional.
- Ligas. Essas enzimas catalisam reações específicas de ligação ao substrato por meio da hidrólise simultânea de nucleotídeos trifosfato (como ATP ou GTP). Por exemplo, a enzima carboxilase privada.
Como funcionam as enzimas?
As enzimas podem atuar de diferentes maneiras, mas sempre reduzindo a energia de ativação de uma reação química, ou seja, a quantidade de energia necessária para iniciá-la. Esses diferentes modos são:
- Ambiente. A energia de ativação é reduzida criando um ambiente favorável para que a reação ocorra, por exemplo, modificando as propriedades químicas do substrato por meio de reações com sua própria camada de aminoácidos.
- Facilite a transição. A energia de transição é reduzida sem modificar o substrato, ou seja, criando um ambiente com cargas ótimas para que a reação ocorra.
- Dê uma rota alternativa. Nesse caso, as enzimas reagem com o substrato para gerar um complexo ES (Enzima / Substrato) que “pula etapas” no caminho normal da reação, reduzindo o tempo necessário para que ela ocorra.
- Aumente a temperatura. Dentro de certos parâmetros, a ação da enzima pode ser acelerada por um aumento nos níveis de energia calórica , dado por reações exotérmicas paralelas.
