Explicamos o que são enzimas e sua estrutura. Além disso, como essas proteínas são classificadas e como agem.
O que são enzimas?
Enzimas são chamadas de um conjunto de proteínas responsáveis por catalisar (desencadear, acelerar, modificar, desacelerar e até parar) diversas reações químicas, desde que sejam termodinamicamente possíveis. Isto quer dizer que são substâncias reguladoras no organismo dos seres vivosgeralmente diminuindo a energia inicial necessária para iniciar a reação.
As enzimas são essenciais para a vida e catalisa cerca de 4.000 reações químicas conhecidasdesde que as condições de pH, temperatura ou concentração química sejam estáveis, pois as enzimas, sendo proteínas, também podem desnaturar e perder sua eficácia.
A primeira enzima foi descoberta meados do século 19 por Anselme Payen e Jean-Francois Persoz, embora os experimentos de Louis Pasteur sobre a fermentação já intuíssem a presença de alguma substância orgânica “aceleradora” nesses processos, que na época eram considerados puramente químicos.
As enzimas hoje são amplamente conhecidas e de fato utilizadas por diversas indústrias humanas (alimentícia, química, agrícola, petrolífera, etc.), além de serem parte essencial dos componentes que manter o equilíbrio interno do nosso corpoacelerando reações necessárias (como as que fornecem energia), ativando e desativando outras seletivamente (como fazem os hormônios) e uma miríade de etc.
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Estrutura da enzima
a maioria das enzimas são feitos de proteínas globulares de tamanho altamente variável: de monômeros de 62 aminoácidos a enormes cadeias de cerca de 2.500. Porém, apenas alguns deles estão diretamente envolvidos na catálise da reação, conhecida como centro ativo.
A sequência em que todos esses aminoácidos são montados 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 pontual e precisa, que realizam com uma porcentagem de erros muito baixa.
Classificação de enzimas
As enzimas são classificadas com base na reação específica que catalisam, como segue:
- Oxidorreductasas. Eles catalisam reações de oxidação-redução, ou seja, transferência de elétrons ou átomos de hidrogênio de um substrato para outro. Exemplos destes são as enzimas desidrogenase e c oxidase.
- Transferir. Eles catalisam a transferência de um grupo químico específico diferente do hidrogênio, de um substrato para outro. Um exemplo disso é a enzima glucoquinase.
- Hidrolases. Eles lidam com reações de hidrólise (quebra de moléculas orgânicas por moléculas de água). Por exemplo, lactase.
- Lias. Enzimas que catalisam a quebra ou soldagem de substratos. Por exemplo, acetato descarboxilase.
- Isomerases. Eles catalisam a interconversão de isômeros, ou seja, convertem uma molécula em sua variante geométrica tridimensional.
- Ligasas. 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 as enzimas funcionam?
As enzimas podem operar de diferentes maneiras, porém sempre diminuindo a energia de ativação de uma reação química, ou seja, a quantidade de energia necessária para iniciá-la. Esses diferentes modos são:
- definir. A energia de ativação é reduzida criando um ambiente propício para que a reação ocorra, por exemplo, modificando as propriedades químicas do substrato por meio de reações com sua própria camada de aminoácidos.
- Promova 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, diminuindo 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 térmica, dados por reações exotérmicas paralelas.