Enzimas-Conceitos-Funcoes-e-Condicoes-Ideais

Estudo dirigido 3 1 O que é uma enzima Quais as condições ambientais mais comuns em que as enzimas atuam Por que os chamados organismos extremófilos são capazes de viver em condições ambientais muito diferentes da maioria dos organismos conhecidos Uma enzima é uma proteína responsável pela catalização de uma reação através da diminuição da energia de ativação desta Elas são responsáveis pela degradação de nutrientes conservam e transformam energia produzem macromoléculas através de precursores simples e regulam vias metabólicas As condições ambientais mais comuns são temperatura ambiente 25 graus e pH neutro 7 Os organismos extremófilos são capazes de viver em condições ambientais muito diferentes devido ao bom funcionamento de suas enzimas nessas regiões Apesar de o comum ser condições amenas de pH e temperatura há certas enzimas que atuam bem em condições mais extremas como em regiões muito quentes ou muito frias possibilitando que organismos extremófilos sobrevivam nesses espaços 2 Discorra detalhadamente a ideia contida na seguinte frase As enzimas aumentam a velocidade de determinadas reações sem deslocar o equilíbrio químico destas mesmas reações Essa frase está correta As enzimas exercem papel fundamental na catalisação de reações químicas Nelas as enzimas não alteram o equilíbrio químico e sim aceleram a obtenção desse equilíbrio sem deslocálo Elas são capazes de aumentar a velocidade pois diminuem a energia de ativação energia necessária para chegar ao estado de transição e o tempo é mais curto para chegar ao estado de transição além de ter menor uso de energia para isso 3 Descreva o significado da seguinte reação E S ES EP E P Defina o que é o sítio ativo de uma enzima Essa reação representa a ligação entre uma enzima E com um substrato S formando o complexo chamado enzima substrato ES A partir dele ocorre a liberação do produto EP e consequentemente a enzima estaria livre novamente formando E P O sítio ativo de uma enzima é uma região dela em que ocorre a atividade enzimática catalítica É nele onde ocorre a interação entre a enzima e seu substrato É no sítio ativo que a enzima reconhece e se liga ao substrato de forma específica através de interações químicas como ligações iônicas pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas Essa interação entre a enzima e o substrato é essencial para a catálise da reação química na qual a enzima acelera a conversão do substrato em produtos O sítio ativo possui uma conformação tridimensional única que permite o reconhecimento e ligação específica do substrato e também é influenciado pela presença de cofatores ou moduladores alostéricos 4 Com base nos diagramas abaixo explique em termos termodinâmicos a diferença entre uma reação química não catalisada e catalisada por uma enzima O que é o estado de transição mencionado nos diagramas Uma reação química catalisada ocorre de maneira mais rápida que uma não catalisada Isso se dá devido ao fato de que a enzima diminuirá a energia de ativação que é a energia necessária para chegar ao estado de transição reagente se tornar produto Nesse estado representado pelo pico nos diagramas é a mesma probabilidade de voltar ao estado basal do substrato ou ir para o estado basal do produto Os diagramas acima representam a energia livre de uma reação química em função do tempo A energia livre é a energia disponível para fazer trabalho e é uma medida da espontaneidade de uma reação Quanto menor a energia livre de ativação mais espontânea será a reação Na figura 1 a reação química não catalisada é representada A energia livre da reação é mostrada no eixo vertical e o tempo da reação é mostrado no eixo horizontal O início da reação é representado pelo ponto A e a energia livre da reação é alta nesse ponto Para que a reação ocorra é necessário fornecer energia suficiente para superar a barreira de energia livre de ativação representada pela seta rosa para atingir o estado de transição representado pelo pico Após o estado de transição a energia livre da reação diminui e a reação ocorre espontaneamente até o ponto C Na figura 2 a reação química é catalisada por uma enzima Neste caso a energia livre da reação é menor e a energia livre de ativação necessária para atingir o estado de transição é reduzida Isso ocorre porque a enzima fornece um caminho alternativo para a reação que tem uma energia livre de ativação menor do que a rota não catalisada Assim o ponto de energia livre de ativação é representado pela seta azul que é muito menor do que a seta rosa na figura 1 Como resultado a energia livre da reação é menor e a reação ocorre muito mais rapidamente do que na reação não catalisada Em termos termodinâmicos a diferença entre uma reação química não catalisada e catalisada por uma enzima é que a presença de uma enzima reduz a energia livre de ativação necessária para a reação ocorrer A enzima fornece um caminho alternativo para a reação que tem uma energia livre de ativação menor tornando a reação mais espontânea e mais rápida A variação da energia livre padrão Gº