O que é enzima: função, substrato e sítio ativo

Enzima é um catalisador: uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química sem ela própria sofrer mudança alguma. No corpo humano, as enzimas são os catalisadores mais importantes, e o livro-texto as define como catalisadores compostos de proteína ou de RNA. Elas funcionam baixando a energia necessária para a reação começar.

O que é

Toda reação química tem um custo de entrada: a energia de ativação, o nível “limiar” de energia necessário para quebrar as ligações dos reagentes. O problema do corpo é que a temperatura corporal normal não é alta o bastante para vencer sozinha esse limiar nas reações que sustentam a vida.

A enzima resolve isso sem aquecer nada: ela baixa o nível de energia que precisa ser investido. A reação passa a acontecer em temperatura de corpo, na velocidade que a célula precisa.

O que faz

Cada enzima trabalha com um reagente específico, chamado substrato. O substrato se liga a regiões da enzima chamadas sítios ativos, formando o complexo enzima-substrato. A reação acontece, a enzima libera o produto e retoma a forma que tinha.

Duas consequências vêm dessa mecânica:

• Especificidade — uma dada enzima catalisa apenas um tipo de reação química. O motivo é geométrico e elétrico: só um substrato com a forma e a carga certas consegue se ligar àquele sítio ativo.
• Reuso — como a enzima não muda, ela volta ao início do ciclo. Isso é o que permite a uma quantidade pequena de enzima processar uma quantidade grande de substrato.

Elas atuam nos dois sentidos do metabolismo: no anabolismo, formando moléculas maiores a partir de menores, e no catabolismo, quebrando as ligações de moléculas grandes — a rota que fornece a energia do ATP e que a mitocôndria completa.

Encaixe induzido: a enzima muda de forma para receber o substrato

A imagem da “chave na fechadura” é boa para explicar a especificidade e ruim para explicar o que acontece de fato. O livro-texto corrige: na presença do substrato, a estrutura da enzima muda ligeiramente para encontrar o melhor ajuste. Esse ajuste é o encaixe induzido.

A diferença não é sutil. Uma fechadura é rígida; a enzima é flexível. Ela se acomoda ao substrato no momento da ligação e volta à conformação original quando solta o produto — e é justamente por ser essa mudança temporária e reversível que a enzima continua se encaixando na definição de catalisador, que exige que ela não sofra mudança permanente.

É também por depender da forma que a enzima é frágil: proteínas expostas a calor extremo, a ácidos e a bases desnaturam, e uma enzima desnaturada não tem mais sítio ativo com a geometria certa. Por isso o corpo confina certas enzimas em compartimentos fechados, como o lisossomo, cuja função é exatamente conter enzimas que quebram e digerem componentes celulares desnecessários. A informação para fabricar cada uma dessas proteínas está em o que é gene.