Efeito das enzimas sobre as reações. Quais dos seguintes efeitos ocorreriam se uma enzima catalisasse a reação
\mathrm{S} \underset{k_{2}}{\stackrel{k_{1}}{\rightleftharpoons}} \mathrm{P} \quad \text { quando } \quad K_{\mathrm{eq}}^{\prime}=\frac{[\mathrm{P}]}{[\mathrm{S}]}
(a) Diminuição em K’eq; (b) aumento em \mathrm{k}_{1}; (c) aumento em K’eq; (d) aumento em \Delta \mathrm{G} \ddagger; (e) diminuição em \Delta \mathrm{G}^{\ddagger}; (f) \Delta \mathrm{G}^{\prime \circ} mais negativo; (g) aumento de k_{2}.

Passo 1

O enunciado pergunta quais efeitos uma enzima teria sobre a reação
\mathrm{S}\underset{k_{2}}{\stackrel{k_{1}}{\rightleftharpoons}}\mathrm{P}
Consideramos a constante de equilíbrio
K'_{\mathrm{eq}} = \frac{[\mathrm{P}]}{[\mathrm{S}]}
e várias grandezas cinéticas e termodinâmicas k_{1},k_{2},K'_{\mathrm{eq}},\Delta G^\ddagger,\Delta G'^\circ. Para resolver, precisamos usar o princípio de que enzimas aceleram ambas as taxas de reação sem alterar o equilíbrio nem a energia livre padrão.

Passo 2

Enzimas funcionam diminuindo a energia de ativação da reação \Delta G^\ddagger, o que aumenta as constantes de taxa de ida e volta, k_{1} e k_{2}. Como elas não mudam o estado inicial nem final da reação, a constante de equilíbrio K'_{\mathrm{eq}} e a variação de energia livre padrão \Delta G'^\circ permanecem inalteradas.

Passo 3

De (a) a (g), avaliamos cada item:
  • (a) diminuir K'_{\mathrm{eq}}? Não, enzimas não alteram o equilíbrio.
  • (b) aumentar k_{1}? Sim, menor \Delta G^\ddagger para a reação direta aumenta k_{1}.
  • (c) aumentar K'_{\mathrm{eq}}? Não, permanece igual.
  • (d) aumentar \Delta G^\ddagger? Não, enzimas diminuem a barreira.
  • (e) diminuir \Delta G^\ddagger? Sim, essa é a essência do catálise enzimática.
  • (f) tornar \Delta G'^\circ mais negativo? Não, \Delta G'^\circ é termoquímica intrínseca da reação.
  • (g) aumentar k_{2}? Sim, a barreira menor para a reação inversa também aumenta k_{2}.

Passo 4

Portanto, os efeitos que ocorrem são o aumento das constantes de taxa k_{1} e k_{2} e a diminuição da energia de ativação \Delta G^\ddagger, sem alteração de K'_{\mathrm{eq}} ou \Delta G'^\circ.

Resposta

(b), (e) e (g)

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