O atividade enzimática é uma forma de expressar a quantidade da enzima presente em um determinado momento. Indica a quantidade de substrato transformado em produto, pela ação catalítica da enzima por unidade de tempo.
É influenciada pelas condições em que ocorre a reação enzimática, razão pela qual geralmente se refere à temperatura na qual é medida. Mas o que são enzimas? São catalisadores biológicos, capazes de acelerar a velocidade de uma reação sem sofrer uma mudança irreversível durante o processo catalisado..
As enzimas, em geral, são proteínas com exceção dos ribossomos, moléculas de RNA com atividade enzimática.
As enzimas aumentam a velocidade da reação reduzindo a barreira de energia (energia de ativação); que deve ser expirado para atingir o estado de transição e, assim, a reação ocorre.
As moléculas do substrato que atingem o estado de transição sofrem mudanças estruturais, que as levam a dar origem às moléculas do produto. Com base nas funções que desempenham, as enzimas são classificadas em seis grandes grupos: oxiredutases, transferases, hidrolases, liases, isomerases e ligases..
As enzimas bromelaína e papaína, por exemplo, são enzimas proteolíticas (hidrolases) encontradas no abacaxi ou abacaxi, e mamão ou mamão, respectivamente..
Sabe-se que tanto o abacaxi quanto o mamão facilitam o processo digestivo, pois por atuarem nas enzimas proteolíticas que contêm auxiliam na digestão das proteínas, ou seja, carnes e grãos..
Índice do artigo
A unidade de enzima (UI) é a quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 µmol de substrato em um minuto.
Posteriormente, o Sistema Internacional de Unidades (SI) definiu a unidade de atividade da enzima como a quantidade de enzima que converte 1 mol de substrato em produto por segundo. Esta unidade recebeu o nome de katal (kat).
1 mole = 106 µmol e 1 minuto = 60 segundos.
Portanto, 1 katal é igual a 60106 UI. Como o katal é uma unidade grande, costuma-se usar unidades menores, como: o microkatal (µkat), 10-6 katal, e o nanokatal (πkat), 10-9 katal.
É o número de unidades de atividade enzimática dividido pelos miligramas de proteína na amostra em teste. A atividade específica está diretamente relacionada ao grau de purificação da enzima.
Existem vários métodos para determinar a atividade de uma enzima. A escolha de um método particular dependerá do objetivo do ensaio enzimático; a aplicabilidade do método; acesso ao equipamento necessário para a realização do experimento; o custo de usar um método específico, etc..
Existem métodos espectrofotométricos, fluorométricos, quimioluminescentes, calorimétricos, radiométricos e cromatográficos..
Os métodos espectrofotométricos podem ser colorimétricos e lidos na região ultravioleta (UV) da radiação eletromagnética..
Baseia-se na geração de um cromóforo por ação enzimática. A atividade da enzima pode ser seguida de forma contínua ou descontínua.
Na forma contínua, os reagentes são colocados em uma cubeta do espectrofotômetro no comprimento de onda desejado, que corresponde àquele em que o cromóforo tem seu valor máximo de densidade óptica; e que, além disso, não há interferência com outra substância que possa ser gerada.
A reação enzimática é iniciada pela adição da amostra contendo a enzima, cuja atividade deve ser determinada. Simultaneamente, o cronômetro é iniciado e, de tempos em tempos, o valor da densidade óptica é anotado..
Como é conhecida a equivalência da densidade óptica com os moles de substrato ou produto da ação enzimática, dependendo da técnica utilizada, é possível calcular os moles de substrato consumidos ou produzidos..
Além disso, uma vez que o tempo decorrido da reação enzimática foi medido, os moles consumidos ou produzidos por segundo podem ser obtidos. Assim, a atividade enzimática é estabelecida em unidades katais.
Na forma de lote para determinação da atividade enzimática, os tubos de ensaio com os componentes da reação, exceto a amostra contendo a enzima ou outro componente, são colocados em um banho a 37 ° C. A reação então começa com a adição do componente que falta..
O tempo indicado pela técnica é permitido ocorrer, e a reação é terminada pela adição de um composto que interrompe a reação. A densidade óptica é lida naquele momento e, finalmente, procede da mesma forma que na forma contínua para determinar a atividade enzimática..
A coenzima nicotinamitinucleotídeo, por exemplo, tem duas formas: NADH (reduzido) e NAD+ (oxidado). Da mesma forma, a coenzima nicotinamitinucleotídeo fosfato tem duas formas NADPH e NADP+, reduzido e oxidado, respectivamente.
Tanto a forma reduzida quanto a forma oxidada da coenzima são lidas a 260 nm de luz ultravioleta; entretanto, apenas as formas reduzidas são lidas a um comprimento de 340 nm da luz ultravioleta.
Portanto, tanto nas reações de oxidação quanto nas reações de redução nas quais as coenzimas nomeadas intervêm, elas são lidas a 340 nm..
A determinação da atividade enzimática, em essência, é a mesma que se segue na forma contínua do método colorimétrico; exceto que a densidade óptica é lida em 340 nm para observar a geração de NADH ou NADPH, ou para medir o consumo dessas coenzimas.
Isso dependerá se a reação medida é oxidação ou redução. Por meio da correspondência entre a densidade óptica e os mols de NADH e NADPH, conforme o caso, a atividade enzimática pode ser calculada dividindo-se os mols da coenzima pelo tempo decorrido em segundos.
Conforme a concentração do substrato aumenta, a atividade da enzima aumenta. Mas em uma certa concentração do substrato, o sítio ativo ou sítios ativos da enzima ficam saturados, de modo que a atividade da enzima se torna constante..
Porém, o produto da ação enzimática também pode interagir com os sítios ativos da enzima, produzindo uma inibição da atividade enzimática..
O produto pode atuar como um inibidor competitivo; por exemplo, pode ser mencionada a enzima hexoquinase. Essa enzima produz a fosforilação da glicose originando a glicose-6-fosfato, composto que, quando acumulado, inibe a hexoquinase.
Pode acontecer que um grupo de enzimas (A, B, C, D, E e F) atuem sequencialmente em uma via metabólica. A Enzima B usa o produto da Enzima A como substrato, e assim por diante.
A célula, dependendo de seus requisitos metabólicos, pode ativar ou inibir as sequências de atividades enzimáticas. Por exemplo, o acúmulo do produto da enzima F, pode atuar inibindo a enzima A ou qualquer outra das enzimas da sequência.
Uma enzima pode ser composta de várias subunidades, cada uma com seus respectivos sítios ativos. Mas essas subunidades não agem de forma independente, de modo que a atividade de uma das subunidades pode ativar ou inibir a ação das demais..
Embora a hemoglobina não seja considerada uma enzima, é um modelo magnífico para o fenômeno do alosterismo. A hemoglobina é composta por quatro cadeias de proteínas, duas cadeias α e duas cadeias β, cada uma delas ligada a um grupo heme..
Dois fenômenos podem ocorrer entre as subunidades: homoalosterismo e heteroalosterismo.
A ligação do substrato a uma das subunidades aumenta a afinidade das outras subunidades pelo substrato, por sua vez aumentando a atividade enzimática de cada uma das subunidades restantes..
Da mesma forma, a inibição da atividade enzimática em uma das subunidades produz o mesmo efeito nas demais..
No caso da hemoglobina, a ligação do oxigênio a um grupo heme de uma das cadeias protéicas causará um aumento na avidez por oxigênio nas cadeias restantes..
Da mesma forma, a liberação de oxigênio de um grupo heme causa a liberação de oxigênio dos grupos restantes das cadeias de proteínas..
A ligação de uma substância ativadora ou inibidora, diferente do substrato, a uma das subunidades causará uma ativação ou inibição da atividade enzimática nas outras subunidades.
No caso da hemoglobina, a ligação ao grupo heme de H+, COdois e o 2,3-difosfoglicerato a uma das subunidades, diminui a afinidade do grupo heme pelo oxigênio, causando sua liberação. Esta liberação de oxigênio também é produzida nas outras cadeias de hemoglobina.
À medida que a concentração do substrato aumenta, também aumenta a atividade da enzima. Isso se deve ao aumento do acesso das moléculas do substrato aos sítios ativos da enzima..
Mas, para uma dada concentração do substrato, todos os sítios ativos da enzima ficam saturados com ele, fazendo com que a atividade enzimática não aumente mesmo que a concentração do substrato seja aumentada..
As enzimas têm um pH ótimo no qual a afinidade da enzima pelo substrato é mais alta. Neste pH, o valor máximo da atividade enzimática é alcançado.
O excesso de acidez ou basicidade do meio pode causar uma desnaturação da enzima, conseqüentemente reduzindo sua atividade..
O perfil de pH da atividade enzimática é variado. Assim, por exemplo, a pepsina tem uma atividade máxima entre 1-2 unidades de pH; a tripsina tem um pH ótimo de 8; e a papaína tem uma atividade constante entre uma faixa de pH entre 4 e 8.
A atividade da enzima aumenta com o aumento da temperatura. Em geral, a atividade enzimática dobra a cada 10 graus de aumento, até que a temperatura ideal para a atividade enzimática seja atingida..
No entanto, quando a temperatura ótima é excedida, a atividade da enzima tende a diminuir à medida que a temperatura da reação aumenta. Isso se deve ao fato de que as proteínas e, portanto, as enzimas, sofrem desnaturação devido ao aumento excessivo da temperatura..
Em geral, as enzimas têm atividade ótima em uma faixa de concentração compreendida entre 0 e 500 mmol / L. No entanto, para concentrações mais altas, a atividade enzimática tende a diminuir.
Nessas circunstâncias, certas interações iônicas em enzimas, necessárias para sua atividade máxima, são bloqueadas..
Ainda sem comentários