Enzimas (enzimas) são compostos orgânicos de alto peso molecular de natureza proteica que desempenham o papel de catalisadores biológicos no corpo.
Mecanismo de ação da enzima
Esclarecimento dos mecanismos subjacentesa ação catalítica das enzimas é uma das tarefas fundamentais e problemas urgentes não só da enzimologia, mas também da bioquímica e biologia molecular modernas.
Muito antes de limparenzimas e sua natureza foi esclarecida, formou-se a crença de que a conexão da enzima com o substrato é de importância decisiva para a implementação do processo enzimático. As tentativas de detectar o composto complexo da enzima com o substrato por um longo tempo não levaram ao sucesso, já que tal complexo é lábil, se decompõe muito rapidamente. A utilização do método espectroscópico possibilitou a identificação de complexos enzima-substrato para catalase, peroxidase, álcool desidrogenase, enzimas dependentes de flavina.
Análise estrutural de raios-X permitidaobter muitas informações importantes sobre a estrutura e os mecanismos catalíticos da ação enzimática. Este método foi usado para estabelecer a ligação de análogos de substrato com as enzimas lisozima e quimiotripsina.
Alguma evidência direta de existênciaOs complexos enzima-substrato foram obtidos para os casos em que, em uma das etapas do ciclo catalítico, a enzima está ligada ao substrato por uma ligação covalente. Um exemplo é a reação de hidrólise do p-nitrofenil acetato catalisada pela quimiotripsina. Quando a enzima é misturada com este éster, a quimiotripsina é acetilada no grupo hidroxila do resíduo reativo de serina. Essa etapa é rápida, mas a hidrólise da acetilquimotripsina com a formação do acetato e da quimiotripsina livre é muito mais lenta. Portanto, na presença de acetato de n-nitrofenila, acumula-se acetilquimotripsina, o que é fácil de detectar.
A presença de um substrato na enzima pode ser"Catch" transferindo o complexo EC instável para uma forma inativa, por exemplo, tratando o complexo enzima-substrato com boro-hidreto de sódio, que tem um forte efeito redutor. Um complexo semelhante na forma de um derivado covalente estável foi encontrado na enzima aldolase. Descobriu-se que o grupo e-amino da lisina interage com a molécula do substrato.
O substrato interage com a enzima em uma parte específica, que é chamada de centro ativo ou zona ativa da enzima.
Sob o centro ativo, ou zona ativa,entender aquela parte da molécula de proteína da enzima que se liga ao substrato (e aos cofatores) e determina as propriedades enzimáticas da molécula. O centro ativo determina a especificidade e a atividade catalítica da enzima e deve ser uma estrutura de certo grau de complexidade, adaptada para proximidade e interação com a molécula do substrato ou suas partes diretamente envolvidas na reação.
Entre os grupos funcionais, encontram-se aqueles incluídos noa composição do sítio "cataliticamente ativo" da enzima e formando um sítio que fornece afinidade específica (ligação do substrato à enzima) - o chamado contato, ou "âncora" (ou sítio de adsorção do centro ativo do enzima).
O mecanismo de ação das enzimas é explicado pela teoria de Michaelis-Menten. Segundo essa teoria, o processo ocorre em quatro etapas.
Mecanismo de ação da enzima: estágio I
Uma ligação surge entre o substrato (C) e a enzima (E) - um complexo enzima-substrato EC é formado, no qual os componentes são ligados por ligações covalentes, iônicas, de água e outras.
Mecanismo de ação da enzima: estágio II
O substrato sob a influência da enzima anexada é ativado e torna-se disponível para as reações correspondentes de catálise de EC.
Mecanismo de ação da enzima: estágio IІI
A catálise da UE está em andamento. Esta teoria foi confirmada por pesquisas experimentais.
E, finalmente, o estágio IV é caracterizado pela liberação da molécula da enzima E e dos produtos da reação P. A sequência de transformações pode ser apresentada da seguinte forma: E + C - EC - EC * - E + P.
Especificidade da ação enzimática
Cada enzima atua em um substrato específicoou um grupo de substâncias de estrutura semelhante. A especificidade da ação das enzimas é explicada pela semelhança da configuração do centro ativo e do substrato. No processo de interação, um complexo enzima-substrato é formado.
