9 - PROPRIEDADES E FUNCIONAMENTO DAS ENZIMAS

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PROPRIEDADES E FUNCIONAMENTO DAS ENZIMAS
As enzimas são proteínas especializadas que aceleram reações químicas em sistemas biológicos, não sendo consumidas no final do processo, podendo então serem reaproveitadas para novas reações.
 
SÍTIO ATIVO
Todas as enzimas possuem uma bolsa, uma fenda, chamada de sítio ativo/catalítico.
É no sitio ativo que o substrato (molécula sobre a qual a enzima vai agir) se liga. Quando esse substrato liga-se ao sítio ativo da enzima, forma-se o chamado complexo enzima-substrato. A ligação entre eles é do tipo não covalente.
O sítio ativo possui aminoácidos auxiliares que ajudam o substrato a se posicionar adequadamente e se orientar corretamente no sítio ativo. E aminoácidos de contato que vão estabelecer a ligação com o substrato, chamados de resíduos-chave, que vão auxiliar o substrato a se converter em produto.
 O substrato liga-se ao sítio ativo da enzima, formando o complexo enzima-substrato. Então o substrato é convertido em produto, e o produto é liberado do sítio ativo. A enzima fica intacta no final da reação podendo agir sobre um novo substrato, convertendo-os em mais produtos
As enzimas atuam em pequenas concentrações, sendo altamente eficientes. Porque no final de uma reação elas não estão alteradas, podendo então converter centenas de moléculas de seu substrato em produtos finais, sem haver a necessidade de produção de novas enzimas. 
 NÚMERO DE TURNOVER: É a quantidade de substrato que podem ser transformadas em produto, por segundo, por uma enzima.
As Enzimas possuem especificidade com relação a seu substrato, é a capacidade de distinguir entre o substrato e moléculas competidoras, agindo apenas sobre eles e não sobre outras moléculas.
A glicocinase é uma isoformas da Hexocinase (enzima que fosforila glicose no carbono 6, prendendo a glicose no interior da célula e destinando a glicose pro metabolismo celular). Essa isoforma expressa-se no fígado e também nas células β-pancreáticas. Podemos então observar os resíduos de aminoácidos que estabelecem relação com a molécula de glicose. Existe uma especificidade estereoquímica. A molécula de glicose consegue se colocar nesse sítio e estabelecer então ligações com esses resíduos de aa que compõem o sítio ativo da glicosinase. Apesar se também interagir com a galactose, a glicocinase não o faz de maneira tão eficiente quanto com a Glicose devido à posição da hidroxila, que não permite um encaixe tão perfeito no sítio ativo no caso da galactose. Essa especificidade estereoquímica é fundamental para a catálise enzimática.
Existem enzimas que apresentam especificidade de substrato, e existem enzimas que possuem especificidade de grupo, ou sejam, possuem especificidade por um conjunto de substratos que tenham características semelhantes.
Algumas enzimas precisam de ajudantes para poderem funcionar. Precisam de cofatores ou coenzimas ligadas ao sítio ativo.
As proteínas simples são aquelas que apresentam apenas aminoácidos em sua estrutura, sendo chamadas de apoproteínas e no caso das enzimas, de APOENZIMAS.
As proteínas conjugadas são aquelas que apresentam, associadas à parte proteica um cofator ou uma coenzima, podendo estar associados covalentemente (grupos prostéticos) ou podem participar apenas no momento da reação. A proteína então associada a esse Cofator/Coenzima é chamada de HOLOENZIMA.
Nada será degradado ou sintetizado se não houver necessidade. Quando uma rota de síntese de uma biomolécula estiver ativa em um determinado tecido, a sua rota de degradação estará inativa. Rotas antagônicas não são ativadas ao mesmo tempo. Isso é possível porque as enzimas são reguladas por sinais químicos. 
As enzimas estão organizadas em rotas metabólicas, que podem ser de síntese ou de degradação, e suas reações ocorrem em sequência, um conjunto de enzimas agindo em sequência, onde o produto de uma reação será o substrato da reação seguinte. Em cada reação teremos uma pequena alteração daquele substrato inicial até chegar no produto final. E ao longo dessa sequencia de reações, temos pelo menos uma enzima (depende da complexidade da rota metabólica) que vai ser regulatória (marca-passo). É aquela enzima que vai catalisar o passo mais lento de todo esse processo e que portanto pode ter a sua atividade regulada por algum sinalizador regulando assim a velocidade de todo o processo, de toda a sequencia de reações.
Essa compartimentalização é importante pois cada organela tem seu meio favorável para que a reação aconteça, e essa compartimentalização também acaba organizando milhares de enzimas presentes dentro da célula, facilitando então a interação dessas enzimas com os seus respectivos substratos e com as demais enzimas que compõem aquela mesma rota metabólica.
O Estado de Transição não é um intermediário da reação, ele é um momento molecular transitório/passageiro no qual as ligações podem ser quebradas/formadas, e a partir do estado de transição o substrato pode se transformar no produto.
As enzimas proporcionam, portanto, uma rota alternativa em que os substratos podem ser transformados mais rapidamente em produtos finais.
A Velocidade de uma reação é inversamente proporcional à energia de ativação.
 As enzimas podem ter a sua velocidade regulada e a partir desse momento elas regulam também a velocidade de todo o processo, de toda a rota.
 
O sitio ativo vai interagir com o substrato, empregando uma diversidade de mecanismos químicos para facilitar a conversão daquele substrato em produto. Ele vai acabar forçando aquele substrato a atingir o seu estado de transição para que ele possa formar o produto final.
O sítio ativo atua então como um molde complementar ao estado de transição ativado do substrato, forçando o substrato a atingir esse estado de transição, fazendo com que ele se transforme mais rapidamente nos produtos.
A energia que o substrato precisa para atingir o seu estado de transição é fornecida pela enzima com a interação dela com o substrato no sítio ativo, durante a formação do complexo Enzima-Substrato. 
A Energia de ativação diminui a liberdade de movimento, que reduz a probabilidade das moléculas reagirem, mantendo o substrato na orientação adequada no sitio ativo da enzima. Dessolvata o substrato, possibilitando a reação dele. Compensa termodinamicamente qualquer distorção ou redistribuição de elétrons que venham estabilizar e retirar esse substrato de seu estado de transição. Provocando mudanças conformacionais na enzima quando ela se liga ao substrato, alinhando os grupos catalíticos funcionais no sítio ativo para catalisar a reação no chamado encaixe induzido.
 Mudança conformacional da enzima quando a glicose liga-se ao sítio ativo, esse é o encaixe induzido, ela se molda ao substrato para forçar esse substrato a atingir o seu estado de transição.