Conceito de Enzima
O
termo enzima foi introduzido
pelo fisiologista
Wilhelm Kühne
(século XIX) para denominar o
agente responsável pelo processo de fermentação e constituem um grupo específico
de proteínas, sendo o mais numeroso e especializado. A sua função no
organismo é a de
biocatalisador das milhares de reações
químicas que a cada
segundo ocorrem nas células.
As reacções enzimáticas podem ser de
anabolismo quando envolvidas em sínteses, ou de
catabolismo quando
envolvidas em decomposições. O total destas reacções num
organismo
constitui o seu metabolismo.
É conhecido um vasto número de enzimas
encontrando-se em todo o tipo de células vivas. A possibilidade de as
manipular fora do organismo torna-as muito interessantes do ponto de
vista industrial, sendo muitas vezes utilizadas em processos de catálise
em diversos processos químicos.
Todas as enzimas conhecidas têm composição
proteica, sendo formadas por uma ou mais cadeias de
polipéptidos.
Existem contudo algumas enzimas que requerem a presença de
componentes não proteicos para serem eficientes, os quais são designados
por cofactores. Ao conjunto formado pela enzima e pelo cofactor (iões
metálicos) é dada a
designação de holoenzima, designando-se por
apoenzima a parte da enzima
sem o seu cofactor.
Os cofactores podem variar desde simples
iões inorgânicos até moléculas orgânicas complexas:
. Grupos prostético: moléculas ligadas à apoenzima.
. Coenzima: composto orgânico ligado à
apoenzima mas temporariamente, podendo
também ser uma molécula metalorgânica.
. Iões metálicos tais como o Cu2+,
Mn2+ e Ca2+.
Apesar desta definição geral, existem
também moléculas biológicas com capacidade catalítica que não são
proteínas – as ribozimas. Estas enzimas de RNA removem intrões do RNA
mensageiro. Elas são RNAs com atividade catalítica.
A terminação
–ase é utilizada para as enzimas, e estas são geralmente
denominadas pela reação que catalisam. Por exemplo, a lactase - que é
uma enzima – catalisa a degradação da lactose, que é o
substrato. O substrato que pode aceder a uma enzima é determinado
pelo seu centro ativo, nomeadamente pela sua composição em diferentes
aminoácidos que lhe conferem determinadas
características
físico-químicas.
Devido ao elevado número de enzimas, estas
são geralmente classificadas de acordo com as reacções que catalisam daí
surgindo os seguintes grupos:
. Oxidorredutases
- catalisam reações de oxi-redução
. Transferases
- enzimas que transferem um grupo (por exemplo, o grupo metilo) de
um composto para outro
. Hidrolases
- enzimas hidrolíticas
. Liases
- clivam ligações C-C, C-O, C-N, e outras ligações por eliminação,
criando ligações duplas ou anéis, ou ainda por oposição, adicionando
grupos às ligações duplas
. Isomerases -
enzimas que catalisam alterações geométricas ou estruturais em
uma molécula
. Ligases -
catalisam a união
de duas moléculas acoplado com a hidrólise de um trifosfato
A
primeira enzima isolada e cristalizada foi a urease, um
feito que valeu o prémio Nobel da Química em 1946 a
James Batcheller Sumner,
John Northrop e Wendell Stanley.
As enzimas diminuem a energia de ativação das reações que
catalisam sem alterar o equilíbrio químico. O complexo enzima-substrato
é formado quando o substrato se liga ao centro ativo. O substrato sofre
então uma alteração e transforma-se num produto, que se encontra
temporariamente ligado
à enzima, sendo depois libertado.
Cada enzima tem
uma temperatura ótima e um pH ótimo de funcionamento, o que significa,
que a
essa temperatura ótima e pH ótimo a enzima apresenta atividade
máxima.
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