O que causa enzimas para acelerar as reações químicas?

As enzimas são catalisadores biológicos, o que significa que são moléculas capazes de acelerar reações químicas. São compostos grandes, à base de proteínas, que se ligam aos reagentes em uma reação química e, através de um ou mais mecanismos, auxiliam na reação sem serem alterados por si mesmos. Como as reações químicas são tão diversas, os mecanismos pelos quais as enzimas aceleram as reações químicas também são variados.

Estabilização do estado de transição

Em cada reação química, os reagentes devem passar por uma conformação temporária e altamente instável. chamado de “estado de transição”. Enquanto o estado de transição é tecnicamente o ponto na reação durante o qual as ligações estão sendo quebradas enquanto novas ligações estão sendo formadas, é mais fácil imaginar isso em termos de uma analogia física. Se uma pessoa que está em uma das margens de um rio deseja pular para a outra margem, o estado de transição seria o momento em que a pessoa está no ar, sobre o rio. Como nessa analogia, estados de transição química existem por frações minúsculas de tempo e são altamente instáveis. As enzimas podem ajudar a estabilizar o estado de transição de uma reação, tornando mais fácil para as substâncias químicas atingir esse estado - e, a partir daí, continuar a formar produtos. Isso acelera a taxa da reação. Em termos da analogia do salto de rio, uma enzima age como um trampolim, tornando mais fácil para a pessoa que pula o rio entrar no ar, e daí para o outro lado. p> Alguns componentes moleculares das enzimas atuam como ácidos e bases. Isso é muito importante, porque os reagentes de uma reação química devem encontrar-se fisicamente no espaço para reagir. Uma boa maneira de imaginar isso é imaginar bolas azuis e vermelhas saltando aleatoriamente em torno de uma sala, onde as bolas azuis representam um reagente e as bolas vermelhas representam um segundo. Se uma bola azul acertar uma bola vermelha, ela reagirá. Como o salto está ocorrendo aleatoriamente, as chances são de que, eventualmente, as bolas certas se acertem. Se a reação requer ácido ou base, a situação torna-se mais complexa. Nesse caso, uma terceira cor da bola - verde, por exemplo, representando ácido ou base - deve acertar a bola vermelha e azul exatamente no mesmo momento em que se acertam para que a reação ocorra. As chances disso são muito baixas. As enzimas têm a capacidade de reunir as substâncias químicas certas - as bolas vermelhas e azuis do exemplo, por exemplo - e também contêm o ácido ou a base necessária para completar a reação, eliminando a necessidade das bolas verdes e acelerando a reação. Proximidade e Orientação

Embora seja conveniente imaginar uma reação química como a colisão de duas bolas saltitantes, na realidade é mais complexa. Não apenas os reagentes devem entrar uns nos outros, eles devem fazê-lo com a orientação correta. Em vez de imaginar bolas colidindo, é mais preciso imaginar chaves e cadeados pulando pela sala, onde as chaves são um reagente e as travas são um segundo. Para que ocorra uma reação, não apenas uma chave e uma trava se chocam uma contra a outra, mas devem fazê-lo perfeitamente orientada no espaço, de modo que a chave grude na fechadura. As chances disso são muito baixas, e isso pode tornar as reações químicas muito lentas. As enzimas ajudam a posicionar os reagentes, ajustando a orientação da chave e da fechadura - os dois reagentes - de modo que quando eles se encontram, eles o fazem com a orientação apropriada e são capazes de reagir.