Atividade enzimática

Os exploradores europeus tinham conhecimentos, habilidades e equipamentos adequados, mas por que não chegaram ao Novo Mundo até o final do século 15? Você ficará surpreso ao saber que a resposta a essa pergunta está relacionada às pequenas moléculas biológicas chamadas enzimas, que atuam como catalisadores.

O que é um catalisador? É uma substância que permite que uma reação ocorra mais rapidamente, usando menos energia. Se você traçasse um gráfico da energia necessária para uma reação biológica não catalisada, seria mais ou menos assim. Essa altura representa a energia de ativação, que é a quantidade mínima de energia necessária para que a reação prossiga. As enzimas, funcionando como catalisadores, fornecem uma via de reação alternativa, com menor energia de ativação.

Então, como as enzimas realmente funcionam? A maioria das enzimas são proteínas. A parte de sua estrutura que interage com as moléculas que catalisam é chamada de sítio ativo, que tem afinidade apenas por certos substratos e não se liga a outros. Quando os substratos corretos entram no sítio ativo, a enzima muda sua forma para atingir uma configuração de maior afinidade. Esse estado de transição facilita a reação e converte os reagentes em produtos. A enzima, no entanto, tem uma afinidade menor com os produtos, por isso os libera e retorna à sua forma original, pronta para repetir o mesmo processo. Este é um exemplo de enzima catabólica porque pegou um único substrato e o quebrou para formar vários produtos. O oposto disso é a enzima anabólica, que pega dois substratos e os une para formar um produto maior.

Existem inúmeras outras maneiras pelas quais as enzimas funcionam. Por exemplo, essa enzima transfigura um único substrato em uma nova forma. Considerando que este, transfere parte de um substrato, para outro. Algumas enzimas não podem catalisar reações por conta própria e requerem cofatores ou coenzimas para catalisar sua reação.

Então, você pode estar se perguntando, como tudo isso se relaciona com as viagens do século 15? Naquela época, os marinheiros não tinham acesso a produtos frescos contendo vitamina C, uma coenzima essencial para a síntese de colágeno. Por causa disso, os marinheiros desenvolveriam escorbuto, uma doença por deficiência de vitamina C, que muitas vezes era fatal. Eles resolveram esse problema conservando frutas e vegetais ricos em vitamina C. A decapagem reduziu o pH do alimento, o que impediu a atividade das enzimas microbianas, responsáveis pelo apodrecimento. Portanto, a destruição de enzimas microbianas e a economia de uma coenzima essencial desempenharam um papel importante no sucesso de longas expedições.

Neste laboratório, você pode quantificar como diferentes condições afetam a função enzimática, avaliando a taxa de reação, a quantidade de produto produzido, por unidade de tempo. Você primeiro medirá a taxa de reação da linha de base em uma temperatura ambiente padrão e pH neutro. A taxa aumentará no início até que todas as moléculas enzimáticas estejam completamente saturadas com o substrato. E então, a catálise atingirá um nível constante, pois as enzimas estão ocupadas continuando o ciclo de substrato de ligação, catálise e liberação. Uma vez estabelecida a taxa de reação basal, ela pode ser usada como ponto de referência para outras condições. A enzima com a qual você trabalhará neste laboratório é a peroxidase de nabo. Você avaliará sua atividade sob valores variados de temperatura e pH.