Catalase enzimática

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Willian Rafael Rodrigues do Prado
R.A 14054906
CATÁLISE ENZIMÁTICA
Ponta Grossa
2015
CATÁLISE ENZIMÁTICA
No nosso organismo ocorrem constantemente reações essenciais para a manutenção da vida. Por exemplo, os nutrientes dos alimentos que consumimos, como as proteínas, os carboidratos e as gorduras são convertidos em outras substâncias que podemos absorver. Essas transformações se dão de forma demasiadamente rápida graças à presença de enzimas.
As  enzimas são moléculas de proteínas com grande massa molar que atuam como catalisadores biológicos, também chamados de bicatalisadores, ou seja, elas conseguem acelerar o metabolismo (reações do organismo).
Por exemplo, um pirulito sobre uma mesa demorará muito tempo para se decompor em contato apenas com o oxigênio do ar. Mas, quando o consumimos, a reação entre o açúcar do pirulito e o oxigênio de organismo ocorre em poucos segundos, pois as enzimas agem sobre as moléculas de açúcar criando estruturas que reagem mais facilmente, acelerando a reação.
As enzimas são altamente especificas, o que significa que cada uma age como catalizadora biológica de apenas uma reação. Isso ocorre porque a enzima possui um centro ativo que se combina com o composto que irá sofrer a ação enzimática. Esse composto é chamado de substrato. É como se a enzima fosse a chave de uma fechadura (substrato).
No esquema abaixo, isso é exemplificado:
Observe que a enzima reage com o substrato de maneira específica, criando um composto intermediário que se decompõe facilmente, originando os produtos. Além disso, a enzima é regenerada não sendo consumida na reação, como ocorre com todos os catalisadores.
Um exemplo de enzima que está presente no estômago é a pepsina . Se colocarmos um pedaço de carne em contato com a pepsina, a carne será decomposta rapidamente. Se no lugar da pepsina, usarmos somente o ácido clorídrico, que é o principal componente do suco gástrico, veremos que a carne demorará muito tempo para ser decomposta. Portanto, a presença dessa enzima em nosso organismo é essencial para decompor as proteínas, que são os substratos da pepsina.
 Outro exemplo está no transporte de gás carbônico no corpo humano. No interior das nossas hemácias existe a enzima anidrase carbônica que converte o gás carbônico em ácido carbônico cerca de 5 mil vezes mais rápido do que sem a sua presença!
Agora, uma catálise enzimática que podemos visualizar no cotidiano é quando nos machucamos e aplicamos água oxigenada sobre o ferimento. No momento ocorre uma intensa efervescência, que é a decomposição da água oxigenada. Essa decomposição ocorre muito lentamente, mas quando colocamos o produto em contato com o sangue, uma enzima chamada catalase  aumenta a velocidade da reação.
Além disso, visto que a catalase do sangue não é consumida, a efervescência continuará à medida que adicionarmos mais água oxigenada no local.
Uma utilização benéfica desse conceito é feita em exames laboratoriais para diferenciar dois tipos de bactérias: os estafilococos e os estreptococos. Apenas os estafilococos contêm catalase. Assim, no teste, adiciona-se água oxigenada na amostra, se efervescer, é os estafilococos, se não efervescer, é os estreptococos.
A água oxigenada é uma solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) que, com o tempo, sofre uma reação de decomposição, liberando os gases oxigênio e hidrogênio:
H2O2(aq) → H2O(l) + O2(g)
Essa reação ocorre de forma bem lenta. Todavia, quando colocamos a água oxigenada de 10 volumes em um machucado, notamos uma grande efervescência, que é a mesma reação de decomposição mostrada acima, só que muito mais rápida. O que acelerou essa reação? Uma enzima presente no sangue chamada catalase.
Um exemplo de catálise enzimática que ocorre no interior das hemácias é a realizada pela enzima anidrase carbônica. O gás carbônico (CO2) é transportado dentro de nosso corpo 70% das vezes dissociado em HCO3-. Para tal, o CO2 reage com a água, formando o ácido carbônico, H2CO3, que se dissocia nos íons HCO3- e H+. Mas essa reação demora alguns segundos. Por outro lado, dentro das hemácias, a anidrase carbônica converte instantaneamente o gás carbônico em ácido carbônico, acelerando essa reação cerca de 5 mil vezes!
REFERÊNCIAS
FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Catálise enzimática"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm>. Acesso em 13 de dezembro de 2015.