Em termos técnicos, como agem as enzimas?
Passo 1
O enunciado pergunta como, em termos técnicos, as enzimas atuam para acelerar reações químicas. Isso envolve o conceito de catálise enzimática, redução de energia de ativação e especificidade molecular.
Passo 2
Antes de mais nada, uma enzima é um catalisador biológico, ou seja, uma proteína (ou RNA catalítico) que não se consome na reação. Ela possui um sítio ativo, região bem definida onde se liga o substrato (molécula sobre a qual a enzima age). Ao formar o complexo enzima-substrato, chama-se
.
Passo 3
Dentro do sítio ativo, a enzima promove a estabilização do estado de transição do substrato, diminuindo a energia de ativação (
). Graças a isso, a velocidade da reação aumenta sem que a variação de energia livre
do processo seja alterada.
Passo 4
O mecanismo geral envolve estas etapas:
) Reconhecimento e ligação do substrato formando
.
) Conversão do substrato ao estado de transição estabilizado por interações não-covalentes e posicionamento preciso.
) Transformação química para gerar o produto, ainda ligado como
.
) Liberação do produto e regeneração da enzima livre
.
Passo 5
As enzimas usam vários modos de catálise simultâneos:
- Catálise por proximidade e orientação: aproxima o substrato dos grupos reativos.
- Catálise ácido-base geral: resíduos na cadeia lateral do sítio ativo doam ou aceitam prótons.
- Catálise covalente: forma intermédiário covalente transitório com o substrato.
- Catálise por íon metálico: usa cofatores metálicos para estabilizar cargas ou coordenar moléculas.
Passo 6
Combinando especificidade (modelo “lock-and-key” ou “induced fit”) e esses mecanismos catalíticos, as enzimas podem aumentar a rapidez das reações em até
–
vezes, mantendo-se intactas ao final do ciclo.
Resposta
Em termos técnicos, as enzimas agem como catalisadores biológicos: elas se ligam ao substrato no sítio ativo formando o complexo
, estabilizam o estado de transição (reduzindo a energia de ativação
) por meio de catálise ácido-base, covalente, por metais e de orientação, convertem o substrato em produto e o liberam, regenerando a enzima para um novo ciclo catalítico.