O que as enzimas são e como funcionam?

Uma enzima é definida como uma macromolécula que catalisa uma reação bioquímica. Neste tipo de reação química , as moléculas iniciais são chamadas de substratos. A enzima interage com um substrato, convertendo-o em um novo produto. A maioria das enzimas é denominada pela combinação do nome do substrato com o sufixo -ase (por exemplo, protease, urease). Quase todas as reações metabólicas dentro do corpo dependem de enzimas para que as reações sejam rápidas o suficiente para serem úteis.

Produtos químicos chamadosativadorespodem aumentar a atividade enzimática, enquanto osinibidoresdiminuem a atividade enzimática. O estudo de enzimas é denominadoenzimologia .

Existem seis categorias amplas usadas para classificar as enzimas:

1. Oxirredutases – envolvidas na transferência de elétrons
2. Hidrolases – clivam o substrato por hidrólise (captação de uma molécula de água)
3. Isomerases – transferir um grupo em uma molécula para formar um isômero
4. Ligases (ou sintetases) – acoplam a quebra de uma ligação de pirofosfato em um nucleotídeo à formação de novas ligações químicas
5. Oxirredutases – atuam na transferência de elétrons
6. Transferases – transfira um grupo químico de uma molécula para outra

As enzimas funcionamdiminuindo a energia de ativaçãonecessária para fazeruma reação química. Como outroscatalisadores, as enzimas alteram o equilíbrio de uma reação, mas não são consumidas no processo. Enquanto a maioria dos catalisadores pode atuar em vários tipos diferentes de reações, uma característica fundamental de uma enzima é que ela é específica. Em outras palavras, uma enzima que catalisa uma reação não terá qualquer efeito sobre uma reação diferente.

A maioria das enzimas são proteínas globulares que são muito maiores que o substrato com o qual elas interagem. Eles variam em tamanho de 62 aminoácidos a mais de 2.500 resíduos de aminoácidos, mas apenas uma parte de sua estrutura está envolvida na catálise. A enzima tem o que é chamado desítio ativo, que contém um ou mais sítios de ligação que orientam o substrato na configuração correta, e também umsítio catalítico, que é a parte da molécula que diminui a energia de ativação. O restante da estrutura de uma enzima atua principalmente para apresentar o sítio ativo aosubstrato da melhor maneira. Também pode haverlocal alostérico , onde um ativador ou inibidor pode se ligar para causar uma mudança de conformação que afeta a atividade da enzima.

Algumas enzimas requerem uma substância química adicional, chamadacofator, para ocorrer a catálise. O cofator pode ser um íon metálico ou uma molécula orgânica, como uma vitamina. Cofactores podem ligar-se frouxamente ou firmemente a enzimas. Os co-fatores ligados são chamados degrupos protéticos .

Duas explicações de como as enzimas interagem com os substratos são o modelo“lock and key”, proposto por Emil Fischer em 1894, eomodelo de ajuste induzido, que é uma modificação do modelo lock and key proposto por Daniel Koshland em 1958. o modelo de fechadura e chave, a enzima e o substrato têm formas tridimensionais que se ajustam umas às outras. O modelo de ajuste induzido propõe que as moléculas de enzima podem mudar sua forma, dependendo da interação com o substrato. Nesse modelo, a enzima e, às vezes, o substrato mudam de forma à medida que interagem até que o sítio ativo esteja totalmente ligado.

Mais de 5.000 reações bioquímicas são conhecidas por serem catalisadas por enzimas. As moléculas também são usadas em produtos industriais e domésticos. Enzimas são usadas para preparar cerveja e fazer vinho e queijo. As deficiências enzimáticas estão associadas a algumas doenças, como a fenilcetonúria e o albinismo. Aqui estão alguns exemplos de enzimas comuns:

• A amilase na saliva catalisa a digestão inicial de carboidratos nos alimentos.
• A papaína é uma enzima comum encontrada no amaciante de carnes, onde atua para romper as ligações que mantêm as moléculas de proteína juntas.
• As enzimas são encontradas em detergentes de roupa e removedores de manchas para ajudar a quebrar as manchas de proteína e dissolver os óleos nos tecidos.
• A DNA polimerase catalisa uma reação quando o DNA está sendo copiado e então verifica se as bases corretas estão sendo usadas.

Quase todas as enzimas conhecidas são proteínas. Ao mesmo tempo, acreditava-se que todas as enzimas eram proteínas, mas foram descobertos certos ácidos nucléicos, chamados RNAs catalíticos ou ribozimas, que possuem propriedades catalíticas. Na maioria das vezes, os estudantes estudam enzimas, eles estão realmente estudando enzimas baseadas em proteínas, já que muito pouco é conhecido sobre como o RNA pode agir como um catalisador.