Biología

Efeito da concentração enzimática na atividade enzimática

O que é uma enzima?

Você provavelmente já ouviu falar de lipídios (gorduras), proteínas e carboidratos. Esses são os blocos de construção de uma dieta balanceada e também os blocos de construção de nossos corpos. Todos eles pertencem a uma categoria conhecida como macromoléculas , um termo usado para descrever moléculas grandes ('macro'). As enzimas pertencem à categoria das proteínas porque as enzimas são longas cadeias de aminoácidos unidas por ligações peptídicas.

Então, o que torna essas proteínas específicas únicas? Bem, as enzimas têm uma função muito importante: elas catalisam reações, o que significa que iniciam interações químicas entre as moléculas, e sua participação na reação na verdade resulta na aceleração de todo o processo. Eles são como um gerente de projeto eficiente que não apenas conclui o projeto rapidamente, mas também abaixo do orçamento.

Como funcionam as enzimas?

As enzimas têm um marcador especial chamado de sítio ativo que, como uma peça de quebra-cabeça, se encaixa em apenas um outro tipo de molécula, geralmente conhecido como substrato. O substrato é uma molécula que passará por uma reação que resultará em sua divisão em duas moléculas separadas, chamadas produtos. O substrato específico para uma determinada enzima se ligará ao sítio ativo, formando o que é conhecido como complexo enzima / substrato . Em outras palavras, um complexo formado pela união da enzima e do substrato.

Essa união cria uma mudança de energia que resulta na divisão do substrato em moléculas menores (aqueles produtos sobre os quais acabamos de aprender), e o complexo passa a ser conhecido como complexo enzima / produtos . Esta é uma fase de curta duração; uma vez que o substrato se torna um produto, o trabalho da enzima está oficialmente concluído, então ela libera os produtos e segue em busca de um novo substrato para dividir.

Uma característica importante das enzimas é que elas não apenas reduzem a quantidade de tempo e energia necessária para que uma reação ocorra, mas também não são consumidas ou alteradas de nenhuma forma pela própria reação. Isso significa que, uma vez que seu site ativo seja liberado, eles podem passar a instigar mais reações. Isso nos leva à questão: é melhor quando se trata de reações enzimáticas?

Os efeitos das quantidades enzimáticas

Então, se funcionar um pouco, melhor? Bem, esta é uma boa pergunta e, dependendo se 'mais' se refere à enzima ou ao substrato, a resposta pode ser sim. Adicionar mais substrato a uma solução cujo ambiente é adequado para atividade enzimática não aumentará a atividade enzimática. No entanto, adicionar mais enzimas. Em outras palavras, mais enzima significa mais sítios ativos disponíveis para catalisar as reações.

Outra maneira de pensar sobre isso é imaginar que você deixaria um grupo de crianças de cinco anos ir para a cidade em um saco de cinco libras de M & Ms (por favor, não tente fazer isso em casa; não seremos responsáveis ​​pelo resultado da corrida do açúcar!). De qualquer forma, se você derramar os M & Ms (o substrato) sobre a mesa, cada criança de cinco anos (ou enzima) só pode retirar da pilha o que pode segurar em suas mãozinhas (ou locais ativos), o que significa que a taxa de consumo seria bastante estável. Mas se você adicionasse mais crianças de cinco anos à mistura, a taxa aumentaria drasticamente porque você teria mais mãos livres a qualquer momento que buscavam mais M & Ms. Portanto, se você continuar adicionando mais crianças (aumentando assim a concentração da enzima), a taxa de reação continuará a aumentar até que todos os M & Ms (substrato) sejam usados.

Ok, então o que acontece se invertermos essa dinâmica e mantermos a concentração de enzima estática, mas aumentarmos a concentração de substrato? Bem, você encontraria um resultado muito diferente, certo? Se você tivesse 10 crianças de cinco anos trabalhando na sacola de M & Ms, a taxa inicial de consumo aumentaria à medida que suas mãozinhas se ocupassem em agarrar e elas se acomodassem em um ritmo precário. Mas, depois de um tempo, essa taxa se estabilizará. Portanto, não importa quantos pacotes adicionais de M & Ms você adicionar à mistura, a taxa não aumentará porque cada criança tem apenas algumas mãos (ou locais ativos) disponíveis em um determinado momento.

Resumo da lição

As enzimas são macromoléculas de proteínas que catalisam reações, reduzindo assim a energia necessária para a reação e aumentando a taxa, enquanto as macromoléculas , se você se lembra, são moléculas grandes (isto é, macro). As enzimas têm sítios ativos , que se encaixam em apenas um outro tipo de molécula, que se ligam a um substrato específico que, por meio da reação, se divide em moléculas separadas chamadas produtos. Uma vez que as moléculas se dividem, ele cria o complexo enzima / produtos , uma fase de vida muito curta. Assim que o substrato se torna um produto, o trabalho da enzima está oficialmente concluído, então ela libera os produtos e prossegue para encontrar um novo substrato para dividir, e o oposto do complexo enzima / substrato, um complexo formado pela união da enzima e do substrato. Adicionar mais substrato a uma solução cujo ambiente é adequado para atividade enzimática não aumentará a atividade enzimática, mas adicionar mais enzima irá. Em outras palavras, mais enzima significa mais sítios ativos disponíveis para catalisar as reações.

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