Explique em termos das contribuição entálpica (De e entrópica (De para a variação da energia livre de Gibbs De, as seguintes observações experimentais:
a desnaturação tanto a quente quanto a frio de proteínas globulares.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para explicar, usando as contribuições entálpicas ( De) e entrópicas ( De) na variação da energia livre de Gibbs ( De), por que as proteínas globulares se desnaturam tanto quando estão quentes quanto quando estão frias.

Passo 2

Primeiro, vamos entender os conceitos básicos. A energia livre de Gibbs ( De) nos diz se um processo é espontâneo ou não. Se De for negativo, o processo acontece naturalmente. Essa energia depende de duas coisas:
  • Entalpia ( De): que está relacionada à energia envolvida nas ligações e interações dentro da proteína.
  • Entropia ( De): que está relacionada à desordem ou aleatoriedade no sistema.

Passo 3

A desnaturação de proteínas é quando elas perdem sua estrutura tridimensional normal, tornando-se funcionais de forma inadequada. Isso pode acontecer por mudanças na temperatura, pH, entre outros fatores.

Passo 4

Vamos analisar a equação De:
  • Quando De é positivo: Isso significa que é necessário absorver energia para quebrar as interações que mantêm a proteína estruturada. Esse processo é endotérmico.
  • Quando De é positivo: Significa que a desordem aumenta quando a proteína se desnatura, o que favorece processos espontâneos a alta temperatura, já que o termo T De se torna mais significativo.

Passo 5

Desnaturação a quente:
  • Alta Temperatura ( T alto): O termo T De aumenta, tornando -T De mais negativo.
  • De: Se -T De superar De, então De fica negativo, favorecendo a desnaturação.
  • Resultado: A proteína se desnatura porque a alta temperatura aumenta a desordem, superando a energia necessária para manter a estrutura.

Passo 6

Desnaturação a frio:
  • Baixa Temperatura ( T baixo): O termo T De é menos significativo.
  • De: Mesmo que a temperatura seja baixa, as interações podem ser frágeis e romper com pouca energia adicional, levando à desnaturação.
  • Resultado: A proteína também se desnatura em temperaturas baixas porque a estrutura pode se tornar instável devido à insuficiente energia para manter as interações.

Resposta

Assim, a desnaturação de proteínas globulares tanto a altas quanto a baixas temperaturas ocorre porque, em temperaturas altas, a entropia (desordem) favorece a perda da estrutura devido ao aumento de -T De, enquanto em temperaturas baixas, a estrutura se torna instável mesmo com menor contribuição entrópica, levando à desnaturação. Ambos os cenários resultam em De negativo, tornando o processo espontâneo.

Exercícios relacionados