Por dentro da Bioquímica Básica, de Anita Marzzoco e Bayardo Baptista Torres 4º edição. Capítulo 5, Enzimas

 Por dentro da Bioquímica Básica,
de Anita Marzzoco e Bayardo Baptista Torres
4º edição

Capítulo 5: Enzimas

O Capítulo 5. Enzimas aborda um dos temas centrais da bioquímica: o papel das enzimas como catalisadores biológicos responsáveis por tornar possíveis, rápidas e eficientes as reações químicas que sustentam a vida. Os autores destacam que, sem a ação enzimática, a maioria das reações metabólicas ocorreria de forma extremamente lenta ou sequer aconteceria em condições fisiológicas, o que inviabilizaria os processos celulares.

O capítulo inicia-se com a definição de enzimas como proteínas especializadas que aceleram reações químicas sem serem consumidas durante o processo. Essa aceleração ocorre porque as enzimas reduzem a energia de ativação, isto é, a barreira energética necessária para que os reagentes alcancem o estado de transição. Os autores enfatizam que as enzimas não alteram a variação de energia livre (ΔG) nem o equilíbrio da reação, apenas aumentam a velocidade com que o equilíbrio é atingido.

Em seguida, é discutida a especificidade enzimática, uma das propriedades mais marcantes dessas moléculas. Cada enzima reconhece seletivamente seu substrato, formando um complexo enzima–substrato altamente específico. Esse reconhecimento ocorre no sítio ativo, região da enzima cuja estrutura tridimensional e composição química são complementares ao substrato. Os modelos clássicos de interação são apresentados, com destaque para o modelo da chave-fechadura e, de forma mais refinada, o modelo do encaixe induzido, no qual a ligação do substrato provoca ajustes conformacionais na enzima, otimizando a catálise.

O capítulo também descreve os mecanismos gerais de catálise enzimática, como a catálise ácido-base, a catálise covalente e a catálise por íons metálicos. Esses mecanismos explicam como grupos funcionais presentes no sítio ativo participam diretamente da reação, estabilizando intermediários ou facilitando a transferência de elétrons e prótons. Os autores ressaltam que, frequentemente, mais de um mecanismo pode atuar simultaneamente em uma mesma enzima.

Outro ponto central do capítulo é a classificação das enzimas, baseada no tipo de reação que catalisam. São apresentadas as seis grandes classes: oxidoredutases, transferases, hidrolases, liases, isomerases e ligases. Essa organização sistemática facilita a compreensão do papel das enzimas nas diversas vias metabólicas e permite correlacionar estrutura, função e tipo de reação catalisada.

A cinética enzimática recebe atenção especial, com destaque para o modelo de Michaelis-Menten, que descreve matematicamente a relação entre a velocidade da reação e a concentração de substrato. São introduzidos conceitos fundamentais como velocidade máxima (Vmax) e constante de Michaelis (Km), sendo esta última interpretada como um indicador da afinidade da enzima pelo substrato. Os autores explicam como a análise cinética fornece informações importantes sobre o comportamento da enzima em condições fisiológicas e experimentais.

O capítulo também aborda os fatores que influenciam a atividade enzimática, como temperatura, pH, concentração de substrato e presença de inibidores. Destaca-se que cada enzima apresenta condições ótimas de pH e temperatura, refletindo sua adaptação ao ambiente celular específico. Alterações extremas nessas condições podem levar à desnaturação enzimática, com perda da estrutura tridimensional e, consequentemente, da atividade catalítica.

A inibição enzimática é discutida de forma clara e aplicada, diferenciando-se os principais tipos, como inibição competitiva, não competitiva e incompetitiva. Esses mecanismos são fundamentais tanto para a regulação metabólica quanto para aplicações farmacológicas, uma vez que muitos fármacos atuam como inibidores enzimáticos específicos.

Por fim, os autores introduzem o conceito de regulação enzimática, destacando mecanismos como ativação alostérica, modificação covalente reversível e controle da síntese e degradação das enzimas. Essa regulação garante que as vias metabólicas operem de forma coordenada, eficiente e ajustada às necessidades da célula.

O Capítulo 5 apresenta uma visão abrangente e integrada das enzimas, conectando princípios estruturais, mecanismos catalíticos, cinética e regulação metabólica. A abordagem adotada permite compreender como essas proteínas especializadas são essenciais para a organização, eficiência e controle do metabolismo, consolidando o papel central das enzimas como pilares da bioquímica e da vida celular.