Faça a distinção entre os modelos chave-fechadura e encaixe induzido para a ligação do substrato a uma enzima. Qual destes modelos melhor explica o funcionamento das enzimas?
Passo 1
O enunciado pede para distinguir dois modelos de interação entre enzima e substrato — o modelo chave-fechadura e o modelo de encaixe induzido — e indicar qual deles oferece melhor explicação para o funcionamento real das enzimas. O conteúdo envolve bioquímica de enzimas e noções de estrutura e dinâmica proteica.
Passo 2
No modelo chave-fechadura, proposto por Emil Fischer em 1894, a ideia é que o sítio ativo da enzima tem forma rígida e complementar à do substrato, exatamente como uma “chave” se encaixa em uma “fechadura”. Nesse esquema, apenas substratos com geometria idêntica ao sítio ativo conseguem ligar-se, formando o complexo enzima-substrato sem necessidade de mudança conformacional da proteína.
Passo 3
O modelo de encaixe induzido, formulado por Daniel Koshland em 1958, reconhece que as enzimas são moléculas flexíveis. Quando o substrato começa a se ligar ao sítio ativo, essa interação provoca uma mudança conformacional na enzima, ajustando a forma do sítio ao substrato. Assim, a complementaridade não é perfeita a priori, mas é “induzida” pela própria ligação inicial, promovendo um encaixe mais eficaz e favorecendo a catálise.
Passo 4
Comparando os dois modelos, observa-se que o modelo chave-fechadura não explica como substratos de formatos levemente diferentes ainda conseguem ser convertidos, nem justifica a estabilização do estado de transição. Já o encaixe induzido acomoda variedade de substratos semelhantes e explica melhor como a enzima ajusta interações (ligações de hidrogênio, forças de van der Waals, interação eletrostática) para estabilizar o estado de transição e acelerar a reação.
Passo 5
Evidências experimentais (cristalografia de estados intermediários, espectroscopia de dinâmica rápida e mutagênese site-direcionada) mostram mudanças conformacionais na enzima durante a catálise, confirmando que o encaixe induzido é mais realista para descrever o funcionamento enzimático.
Resposta
O modelo de encaixe induzido oferece a melhor explicação para o funcionamento real das enzimas.