Fundamentos da cinética enzimática
O estudo de quão rápido ocorrem as reações químicas sob a ação de biocatalisadores é realizado pela cinética das reações enzimáticas. Esta seção da enzimologia analisa a dependência da velocidade do processo em relação a dois grupos principais de fatores:
- A natureza química das próprias substâncias reagentes (substratos).
- As condições ambientais (temperatura, acidez e outros parâmetros).
Como a velocidade da reação é expressa?
Para avaliar a atividade catalítica, os especialistas sempre se orientam pela velocidade da reação. Na bioquímica, ela é definida como a variação na quantidade de moléculas por um intervalo de tempo estritamente determinado.
É possível registrar essa variação de duas maneiras equivalentes:
- Avaliando a diminuição da quantidade da substância inicial (substrato).
- Medindo o aumento da quantidade do produto formado.
Essa velocidade atua como uma medida universal da capacidade catalítica, comumente chamada de atividade enzimática.
Unidade Internacional de Atividade (UI)
Uma vez que os valores absolutos das moléculas são inconvenientes de contar, na prática médica e farmacêutica utilizam-se valores convencionais padronizados. O principal deles é a Unidade Internacional de Atividade (UI ou U).
Uma UI é exatamente a quantidade de enzima suficiente para catalisar a conversão de 1 µmol de substrato por 1 minuto.
Regra fundamental: as medições são sempre realizadas em condições padrão, que devem ser ótimas para a enzima específica. Via de regra, esta é uma temperatura de $37^\circ$C e um nível de pH do meio ideal para a proteína em questão.
Atividade específica e pureza da preparação
Em condições laboratoriais, as enzimas encontram-se frequentemente em solução juntamente com muitas outras proteínas teciduais. Para entender quão pura é a preparação isolada, calcula-se a atividade específica (At. Esp.).
Este indicador reflete o número de unidades de atividade enzimática presentes em 1 miligrama de proteína total na amostra.
Fórmula de cálculo: At. Esp. = Quantidade de substrato convertido (em µmol) / [Tempo (em min) × Quantidade de proteína (em mg)]
Significado clínico: O indicador aponta diretamente para o grau de purificação da enzima. A lógica é simples: quanto menos proteínas estranhas «desnecessárias» houver em sua amostra, maior será o valor da atividade específica.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quato fatores influenciam a cinética das reações enzimáticas?
A velocidade das reações enzimáticas depende da natureza química das substâncias reagentes e de fatores ambientais. Além disso, a velocidade das reações químicas homofásicas em geral é influenciada pela temperatura, concentração de substâncias e presença de catalisadores.
O que é um katal na bioquímica?
O katal é uma das unidades de atividade enzimática que serve como medida de sua capacidade catalítica. Uma definição detalhada de katal não é fornecida nas fontes.
Qual é a diferença entre atividade específica e atividade molecular (número de rotação)?
| Característica | Atividade específica | Atividade molecular |
|---|---|---|
| Definição | Número de unidades de atividade enzimática por 1 mg de proteína | Quantidade de moléculas de substrato convertidas por uma molécula de enzima por 1 min em condições ótimas |
| Finalidade | Avaliação do grau de pureza da preparação (quantidade de moléculas de enzima entre outras proteínas) | Comparação da atividade de uma mesma enzima de diferentes fontes e da eficiência catalítica de diferentes enzimas |
É fácil lembrar da fórmula da atividade específica pelo princípio «O trabalho em cima, a massa e o tempo embaixo»: em cima escrevemos o trabalho em si (micromoles de substrato) e embaixo — quem o realizou (miligramas de proteína) e por quanto tempo (minutos).
O que mais estudar sobre o tema
- Dependência da cinética em relação à natureza química das substâncias reagentes
- Influência de fatores ambientais (pH, temperatura) na velocidade da reação
- Métodos para avaliar a variação na quantidade de substrato e produto
- Aplicação clínica do indicador de atividade específica
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