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Complexo de substrato enzimático

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do complexo de substrato enzimático

O complexo do substrato enzimático é uma molécula temporária formada quando uma enzima entra em contato perfeito com seu substrato. Sem seu substrato, uma enzima é uma forma ligeiramente diferente. O substrato causa uma mudança conformacional ou alteração de forma quando o substrato entra no site ativo. O local ativo é a área da enzima capaz de formar ligações fracas com o substrato. Essa mudança de forma pode forçar duas ou mais moléculas de substrato juntas ou dividir moléculas individuais em partes menores. A maioria das reações que as células usam para permanecer vivas exigem que as ações das enzimas aconteçam rápido o suficiente para serem úteis. Essas enzimas são diretamente codificadas no DNA do organismo.

O complexo do substrato enzimático é extremamente importante por vários motivos. Primeiro, o complexo do substrato enzimático é apenas temporário. Isso significa que, uma vez que o substrato mude, ele não pode mais se ligar à enzima. Os produtos são liberados e a enzima está pronta para outra molécula de substrato. Uma única enzima pode operar repetidamente milhões de vezes, o que significa que apenas uma pequena quantidade de enzima é necessária em cada célula.

As enzimas são moléculas complexas, como pequenas máquinas destinadas a um propósito. Construído em uma cadeia de aminoácidos, essa longa corda experimenta interações entre os diferentes aminoácidos e torções e se transforma em estruturas complexas. Essas estruturas podem operar como dobradiças, cunhas e todos os tipos de outras formas destinadas a acelerar certas reações. Diferentes mutações dão origem a formas ligeiramente diferentes de enzima. Em mutações benéficas para o organismo, o complexo do substrato enzimático é alterado de uma maneira que afeta a saída do produto ou a função da enzima como um todo. Essa mudança no organismo só é benéfica se de alguma forma ajudar o organismo a se reproduzir mais.

As enzimas geralmente recebem o nome do substrato em que trabalham e têm o sufixo -e para designar as enzimas. Cada enzima possui uma certa especificidade para o substrato em que funciona, que determina quais moléculas elas podem se ligar. Algumas moléculas semelhantes em estrutura ao substrato podem ficar presas no local ativo, porque não podem sofrer a reação pretendida pela enzima. Neste complexo de substrato enzimático distorcido, o inibidor competitivo se liga à enzima e inibe sua ação adicional. Outros inibidores não copiam o substrato, mas modificam a enzima de outras maneiras para que o complexo de substrato enzimático não possa ser formado.

Exemplos de complexo de substrato enzimático

Amilase e amilose

A amilose é um açúcar complexo produzido pelas plantas. Em nossa saliva, é uma enzima, a amilase, usada para quebrar a amilose. A amilase utiliza uma molécula de amilose de substrato e um cofator de uma molécula de água para produzir um complexo de substrato enzimático. O complexo reduz severamente a quantidade de energia necessária para iniciar a reação, o que aumenta o tempo em que acontece. Uma molécula típica de açúcar levaria milhões de anos para se separar, se não fosse pelas ações de enzimas como a amilase.

De fato, as enzimas são tão importantes para digerir os alimentos que comemos que nosso corpo produz uma enzima para quase todos os tipos de alimentos que o corpo está evolutivamente preparado para consumir. Novos alimentos são mal processados, porque as enzimas não tiveram tempo de ajustar sua eficiência. Por exemplo, a dieta moderna dos alimentos processados está levando a uma epidemia de obesidade porque os alimentos do processo são ricos em nutrientes facilmente acessíveis, mas apenas para os caminhos usados para armazenar gordura. Como resultado, grande parte da população experimenta doenças relacionadas ao peso. Muitos nutricionistas estão pressionando por dietas mais naturais, de alimentos integrais e à base de plantas que tendem a apoiar as enzimas que nossos corpos se desenvolveram naturalmente.

Regulação alostérica em enzimas

Embora o complexo do substrato enzimático que a formação seja rapidamente seja importante para a maioria das reações, em alguns casos é importante “desligar” a enzima para conservar energia ou recursos. Muitas enzimas são reguladas dessa maneira para fornecer a quantidade certa de energia e produtos. Um dos lugares mais importantes que isso acontece é na produção de trifosfato de adenosina (ATP) ou na molécula que fornece energia aos processos celulares. Muitas das enzimas na via que cria ATP são inativadas pelo ATP. Dessa forma, quando muito ATP é produzido, a enzima é desligada. Isso é conhecido como inibição de feedback, ou a capacidade de se auto-regular. Da mesma forma, as enzimas podem ser reativadas pela presença de adenosina difosfato ADP, um ATP que usou um grupo fosfato para fornecer energia a um processo ou reação.

Muitos processos corporais são controlados dessa maneira, e o complexo do substrato enzimático nesses casos só pode ser formado com as moléculas adequadas presentes. Muitos dos cofatores que ativam enzimas são vitaminas, minerais e outras moléculas inorgânicas presentes na dieta.

Termos de biologia relacionados

  • Enzima – catalisadores de proteínas que diminuem a energia de ativação e a velocidade de reações biológicas.
  • Substrato – a molécula ou átomo em que uma enzima atua.
  • Energia de ativação – a energia necessária para que uma reação comece a ocorrer.
  • Catalisador – Qualquer molécula ou substância que reduz a energia de ativação de uma reação específica.

Questionário

1. O monóxido de carbono é uma molécula perigosa para inalar. Na sua corrente sanguínea, o monóxido de carbono pode entrar em suas células e se unir firmemente ao ferro, um cofator de uma enzima importante na produção de ATP. Sem essa função enzimática, o ATP não pode ser formado. Por que a enzima não pode funcionar? A. O complexo do substrato enzimático não pode ser formado. B. O monóxido de carbono impede que o oxigênio entre nos pulmões. C. Ainda pode, uma vez que o monóxido de carbono sofra uma reação.

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. Sem o complexo do substrato enzimático se formando totalmente com o substrato adequado, o substrato não pode ser transformado. O monóxido de carbono se liga ao cofator de ferro, alterando levemente a forma da enzima e fazendo com que ela não aceite mais seu substrato, em parte porque a molécula de monóxido de carbono está no caminho. A enzima não poderá trabalhar na molécula, mas acabará sendo lançada.

2. Algumas enzimas produzem um único produto de duas moléculas de substrato. Nessas enzimas, os substratos são carregados no local ativo, o complexo do substrato enzimático é formado e um único produto é liberado. Esse processo pode acontecer ao contrário, como em, o produto pode carregar na enzima e ser dividido em dois produtos? A. Sim B. Não C. Depende da enzima

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Não, a enzima não pode funcionar ao contrário. A enzima pode ser pensada como uma ferramenta. Embora você possa usar um machado para dividir um log, você não pode usá -lo para montar o log novamente. Nesse caso, você deve usar uma ferramenta diferente, como um grampo, para montar o log novamente. Da mesma forma, uma enzima é uma máquina projetada especificamente. As forças necessárias para forçar as moléculas juntas são muito diferentes das forças necessárias para quebrar a mesma molécula grande de volta. Como tal, as enzimas têm formas muito diferentes.

3. Qual das alternativas a seguir é uma enzima? A. lactose B. lactase C. lactol

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. O sufixo -e diz ao leitor que o produto químico em questão em uma enzima. O prefixo geralmente é a molécula que está sendo atuada, neste caso a lactose do açúcar. -Ose designa um açúcar. O lactol é um álcool formado a partir da lactose de açúcar, como designado pelo sufixo -ol.

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