Resumo Bioquimica

Bioquímica Ambiental – Aula 6 – Enzimas – 1ª aula 2ª AVD

A chuva ácida é um meio que a atmosfera tem para eliminar os gases que estão presentes no ar. Então por exemplo, o óxido nitroso sai do escapamento do carro vai subir para a atmosfera, reagir com a água que está presente nas nuvens, formar o ácido nítrico, esse ácido nítrico cai no solo. O solo tem muitos sais que neutralizam essa acidez, ou então cai na água a água faz diluir esta acidez no tempo que gasta para um óxido nitroso eliminado dos escapamentos de um carro ou eliminado em uma indústria para ser inativado naturalmente. Ao emitir o óxido ele tem que “subir lá em cima”, reagir com a gota esperar chover, cair no solo, o solo tem carbonato e tudo o mais, neutraliza essa acidez. Bom, hoje os veículos automotores são obrigados a ter o catalisador (peça que faz parte do escapamento) que tem a função de acelerar, quando eu falo acelerar significa promover uma catálise. Acelerar a reação é promover uma catálise. Quando eu falo de catalisadores, tem duas definições:

Provavelmente vocês já ouviram falar nas ruas. Primeiro com uma definição química. Então em química o catalisador é um meio para acelerar a reação, sem ser consumido durante o processo. Vamos olhar aqui (slide 2, pág.1) a decomposição do peróxido de hidrogênio. Então aqui a água oxigenada, sem catalisador se decompõe em água mais oxigênio. Agora a mesma água oxigenada na presença de um catalisador, acontece a mesma decomposição, só que rápida. Olha um detalhe interessante: eu estou entrando com hidroxila aqui. A hidroxila saiu de alguma forma, reagiu com alguém aqui? Não. Então, estou mostrando aqui que é apenas um meio básico, é o suficiente para acelerar essa reação. Então, quimicamente falando tem outra definição: A termodinâmica também dá uma definição: O catalisador diminui a energia de ativação, então olhem só: eu tenho energia de ativação em uma determinada reação com o catalisador essa energia diminui (slide 2, pág.2) com isso ela vai desenvolver um caminho molecular diferente nessa reação, ou seja, eu to criando um atalho para desenvolver esta reação, isto a nível termodinâmico. Então na química eu acelero sem participar. Na termodinâmica eu crio atalhos para desenvolver esta aceleração na reação.

Bom, nós vimos com isso, o caminho do óxido nitroso na atmosfera. Hoje todos os veículos são obrigados a ter catalisadores, se não tiver catalisador não passa na vistoria do DETRAN.

O que o catalisador faz? Tem a função de acelerar, catalisar uma reação. E qual é essa reação? É pegar todos os gases tóxicos, óxido nitroso monóxido de amônia SOX, que ta saindo do escapamento e transformar em uma reação que naturalmente seria demorada, em uma reação instantânea. Os gases passam pelo leito expandido da peça e isso faz com que a reação das moléculas, acelere e acelere muito. Todos sabem que o catalisador tem que ficar bem próximo do motor, pois ele trabalha em temperatura elevada, pois elevando a temperatura dos gases no leito expandido, ajuda a quebrar estas moléculas e com isso catalisar esta reação. Assim o catalisador participa da reação sem se decompor e sem agregar nada à reação, só facilita. O motivo para trocar o catalisador de tempos em tempos é justamente a oxidação do enxofre. Então o enxofre quando está entrando na forma de SOx, quando ele passa por este leito ele se transforma em enxofre 0 (zero) enxofre coloidal ele perde elétron. O motivo para a troca do catalisador, não é porque ele perde sua capacidade de catálise, mas sim por ficar saturado de enxofre.

Já os catalisadores que veremos hoje são os catalisadores biológicos, que são uma proteína especializada que é denominada enzima. Então, vamos pensar nessa reação aqui (pág. 4, slide 2), eu tenho uma substância “A” reagindo com a substância “B”, gerando um produto “C”. Como está em equilíbrio, chegou um ponto que eu tenho a decomposição de C transformada em A e B. No equilíbrio, as velocidades de reação são iguais, ou seja a velocidade de decomposição é a mesma da de reação. Então o que, que o catalisador vai fazer? Vai acelerar a velocidade tanto da formação quanto da decomposição. Portanto o primeiro ponto importante é atingir o equilíbrio da reação. Um ponto importante quando se fala em velocidade catalisada, o catalisador não vai ser consumido, ele não se decompõe. Um detalhe interessante é que a maioria dos catalisadores, vão trabalhar com baixas concentrações. Imagine um catalisador veicular com cerca de dez anos: quanto de gás já não passou por este escapamento. Observe uma reação que acontece sem catálise (pág. 5, slide 1) isso aqui que eu estou mostrando (1014 contra 102 ou 103) numa pior das condições. Imagine uma energia de ativação da altura desse prédio, essa energia de ativação catalisada fica com altura de um milímetro. Dá para se ter uma ideia de o quanto de energia o catalisador dá. Um catalisador químico, o veicular, precisa de alta temperatura. No catalisador veicular todo gás que passa ali ele vai catalisar. Tudo que passar ali ele vai transformar em nitrogênio gasoso, enxofre, CO2 e H2O, vê-se por ai que o catalisador veicular não é específico.

Catalisadores biológicos não, estes são super específicos. Ao contrário dos catalisadores químicos, os biológicos não trabalham com altas temperaturas, estes trabalham de acordo com a temperatura do corpo em que estão. Se temos uma bactéria dentro de um organismo a 25 graus, esta vai trabalhar nesta temperatura também. Se por algum motivo, chegar uma água ali dentro a 30 ou 40 graus. Eu mato meu sistema. Se chegar uma água ali a 10 graus eu paraliso meu sistema. Então reações enzimáticas biológicas são extremamente específicas. Seja nível de temperatura, de pH, de concentração de oxigênio. Em química, quando temos uma coisa gerando outra coisa falamos que são reagentes e produtos. Em sistemas biológicos não, nesse caso não existe reagente e sim substrato que vai gerar um produto, após entrar, o primeiro, em contato com a enzima. Com isso a enzima não se altera, ela apenas recebe o substrato e o modifica. Toda enzima vai ter um ponto, um local para onde vai migrar o substrato quebrado, ou para fundir ou para modificar. Esse local é denominado centro ativo, sítio ativo ou sítio catalítico, onde são transformadas as substâncias. Como funciona uma reação catalisada pela enzima (pág. 5, slide 2). Na reação química normal temos reagentes gerando produtos. Toda reação catalisada tem um ponto que vai ser a ligação do meu reagente, no caso o substrato com a enzima. O substrato após um tempo em contato com a enzima para que depois ocorra a modificação. Então em uma reação