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 (desencadear, acelerar, modificar, desacelerar e até parar) diversas reações químicas, sempre que termodinamicamente possíveis. Isto quer dizer que São substâncias reguladoras do corpo dos seres vivosgeralmente diminuindo a energia inicial necessária para iniciar a reação.
As enzimas são essenciais para a vida e catalisar cerca de 4.000 reações químicas conhecidasdesde que as condições de pH, temperatura ou concentração química sejam estáveis, pois as enzimas, por serem proteínas, também podem desnaturar e perder sua eficácia.
A primeira enzima foi descoberta meados do século 19 por Anselme Payen e Jean-François Persoz, embora os experimentos de Louis Pasteur sobre fermentação já tivessem intuído 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 indispensável dos componentes que manter o equilíbrio interno do nosso corpoacelerando reações necessárias (como aquelas que fornecem energia), ativando e desativando outras seletivamente (como fazem os hormônios) e uma variedade de etc.
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Estrutura das enzimas
A maioria das enzimas são compostos de proteínas globulares de tamanho muito variável: desde monômeros de 62 aminoácidos, até enormes cadeias de cerca de 2.500. Porém, apenas alguns deles são aqueles 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 o 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 intervêm em nenhuma reação. Têm uma tarefa bioquímica muito pontual e precisa, que realizam com baixíssima percentagem de erros.
Classificação de enzimas
As enzimas são classificadas com base na reação específica que catalisam, como segue:
- Oxidorredutasas. Eles catalisam reações de oxidação-redução, isto é, transferência de elétrons ou átomos de hidrogênio de um substrato para outro. Exemplos destas 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. Estas enzimas catalisam reações específicas de ligação ao substrato através 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 diversas maneiras, embora sempre diminuindo 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 através 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 gerando 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 enzimática pode ser acelerada por um aumento nos níveis de energia térmica, dado através de reações exotérmicas paralelas.