Relação Estrutura

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20/05/2015 Relação Estrutura
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Relação Estrutura­Função das Enzimas
ENZIMAS são sofisticados dispositivos moleculares  responsáveis pela
aceleração das reações químicas que ocorrem em sistemas biológicos.
Dessa forma, são os catalisadores biológicos. 
Sem  a  ação  das  enzimas,  no  pH  e  na  temperatura  fisiológicos,  as
reações  necessárias  à  manutenção  da  vida  não  aconteceriam  em
velocidades  suficientemente  altas  para  satisfazer  as  demandas
metabólicas das células.
As  enzimas  são  proteínas  globulares.  Mais  recentemente  tem  sido
atribuída atividade catalítica a compostos biológicos não protéicos: são
as Ribozimas (RNAs catalíticos), o que faz emergir evidências de que o
RNA tenha sido o mais ancestral biocatalizador dos seres vivos.
 
O  conhecimento  da  estrutura  das  proteínas  é  fundamental  para
compreender a forma como estes catalisadores exercem sua atividade
catalítica e como esta se relaciona com a estrutura. 
Dois aspectos ressaltam da atividade catalítica das enzimas:
        Seu elevado poder catalítico
        Sua grande especificidade
 
Sítio Ativo e Centro Catalítico
Existe uma estreita relação entre a estrutura das enzimas e sua função
catalítica. Ou seja, é a estrutura protéica que determina as  interações
entre  a  enzima  (catalisador)  e  o  substrato  (reagente),  que  participam
desta catálise. 
 
O substrato deve ser  capaz de se  ligar de  forma específica à enzima
que, por meio desta interação, facilita a transformação do substrato em
produto.  Dessa  forma,  a  estrutura  do  catalisador  deve  favorecer  o
conjunto  de  interações  que  permitem  a  ligação  do  substrato  expondo
grupos  químicos  capazes  de  interagir  entre  si  formando,
transitoriamente, um COMPLEXO ENZIMA­SUBSTRATO.
 
20/05/2015 Relação Estrutura
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O substrato liga­se à enzima através do sítio ativo, local onde ocorrerá
a reação catalisada pela enzima. Esta é, portanto, a região da enzima
que  contém  resíduos  de  aminoácidos  capazes  de  interagir  com  o
substrato.  É  nesse  sítio,  também,  que  estão  os  resíduos  de
aminoácidos que diretamente participam da  ruptura e estabelecimento
de  ligações  químicas  que  resultam  na  formação  do  produto.  Estes
resíduos denominam­se GRUPOS CATALÍTICOS.
 
 
O sítio ativo da enzima é uma fenda (sulco) tridimensional localizada na
superfície  da  enzima,  formado  por  grupos  provenientes  de  porções
distintas  da  seqüência  polipeptídica.  São  geralmente    resíduos
distanciados entre si na seqüência primária da molécula enzimática que
adotam um arranjo conformacional que os aproxima como resultado de
interações  não­covalentes.  Com  efeito,  nestes  arranjos
conformacionais,  aminoácidos  distanciados  uns  dos  outros  na
seqüência polipeptídica podem interagir mais  intensamente entre si do
que  aminoácidos  adjacentes,  propiciando  um  ambiente  favorável  à
ligação do substrato. 
 
Apesar de o sítio ativo ser apenas uma pequena porção da enzima, a
participação de outros aminoácidos na catálise enzimática nem por isso
deve  ser  desprezada.  Na  verdade,  em  algumas  enzimas,  os
aminoácidos  restantes  constituem­se  em  sítios  regulatórios,  de
interação  com  outras  moléculas  (protéicas  ou  não)  ou  canais  de
aproximação dos substratos ao sítio ativo da enzima. A integridade da
molécula enzimática é por isso necessária à atividade catalítica.  
 
Texto: Maurilio Luciano Luiele
Comentários e sugestões: enzimas@bioqmed.ufrj.br