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Biblioteca de Biologia
Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 21
Lição 4: Metabolismo- Introdução ao metabolismo: anabolismo e catabolismo
- Visão geral do metabolismo
- Energia celular
- Estrutura e catálise enzimáticas
- Revisão sobre enzimas
- pH e velocidade de reação enzimática
- Impactos ambientais na função enzimática
- Variação molecular
- Fitness
- ATP sintase
- Respiração celular
- Evolução da fotossíntese
- Revisão sobre fotossíntese
- Fotossíntese
- Receptores acoplados à proteína G
- Junções célula-célula
- Ativação e inibição das vias de transdução de sinal
- Transdução de sinal
- Mudanças nas vias de transdução de sinal
- Comunicação celular
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pH e velocidade de reação enzimática
Explorando a relação entre pH e atividade enzimática.
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Transcrição de vídeo
RKA21MC - Neste vídeo nós vamos
falar sobre as enzimas. Mais especificamente, nós vamos falar
sobre como o pH afeta as enzimas, como a acidez ou basicidade do ambiente
afetam a atividade da enzima. Enzimas são moléculas que
ajudam a catalisar reações, e todas elas funcionam
em sistemas biológicos. As enzimas são proteínas
feitas de cadeias de aminoácidos, como essa que
eu estou desenhando. Cada círculo
representa aminoácido. A estrutura primária é só
uma sequência de aminoácidos, mas também existe
a estrutura secundária, onde essa cadeia de aminoácidos interage
com ela mesma através de pontes de hidrogênio. As pontes de hidrogênio são interações entre
o hidrogênio e um átomo mais eletronegativo. Nós vimos isso na água, então eu vou desenhar duas
moléculas de água para mostrar a ponte de hidrogênio. Na água, nós temos ligações covalentes
entre o oxigênio e o hidrogênio, então eles estão dividindo os elétrons,
mas como o oxigênio é mais eletronegativo, ele segura mais os elétrons, os elétrons
passam mais tempo em volta do oxigênio, então o oxigênio de uma molécula de água
tem uma carga parcialmente negativa, enquanto o hidrogênio tem
uma carga parcialmente positiva. Esse símbolo que eu estou desenhando é o delta minúsculo
(δ), que é usado para indicar cargas parciais, assim, o terminal parcialmente negativo vai ser atraído
pelo terminal parcialmente positivo de outra molécula. Isso é o que chamamos
de ponte de hidrogênio. Não acontece sempre entre
o hidrogênio e o oxigênio, às vezes acontece entre hidrogênio e nitrogênio,
que é um outro átomo eletronegativo, e as pontes de hidrogênio não ajudam somente
a definir a estrutura secundária da proteína, elas também podem interagir com o substrato da proteína,
que é o que as proteínas precisam catalisar. Então, por exemplo, se esse é um substrato ele vai
formar pontes de hidrogênio com a enzima, e essa é uma figura mais complexa
que mostra exatamente isso. Essa parte circulada em amarelo é o substrato
e tudo o que está em volta é a enzima. Essas linhas pontilhadas que vocês
veem são as pontes de hidrogênio, E onde o pH é entra nisso? O pH é o log negativo da
concentração de íons de hidrogênio, e como isso afeta a forma das enzimas e a
habilidade delas de interagir com o substrato? Depende de quantos íons de hidrogênio
você vê flutuando ao redor. Um íon de hidrogênio pode tanto
atrair o terminal mais negativo, quanto repelir o terminal mais
positivo dessas molécula. Então, você pode imaginar
que enzimas diferentes podem ter um nível diferente de
atividade em diferentes níveis de pH, e é esse mesmo o caso. Existe um gráfico que mostra
a atividade enzimática pelo pH, então aqui no eixo vertical nós temos a velocidade
da reação, e na horizontal nós temos o pH. Por causa desse negativo, quanto
maior a concentração de íons H⁺, menor vai ser o pH, ou seja,
mais ácido vai ser o ambiente, e quanto menor a concentração desses íons,
maior vai ser o pH, mais básico vai ser o ambiente. Agora, voltando ao gráfico, algumas enzimas tem um pH ótimo e uma maior
velocidade de reação em um pH ácido, por exemplo, um pH 4. E algumas enzimas têm seu
pico de reação em um pH neutro, o pH 7. E algumas, ainda, têm o seu
pico de reação em um pH básico. Isso acontece
no nosso corpo. A lipase, que é uma enzima
responsável pela quebra de gordura, quando encontrada no estômago tem o seu
pico de reação em um pH próximo de 4 ou 5, e, quando encontrada no intestino, tem o seu
pico em um pH próximo de 8, mais neutro. Então, hoje vou
parar por aqui. Nós vimos que as várias formas de enzimas e
sua habilidade de interagir com substratos são baseadas em
pontes de hidrogênio, e, como imaginamos, pontes de hidrogênio podem ser
influenciadas pela concentração de íons de hidrogênio, e por causa disso, dependendo da sua enzima,
e às vezes do substrato, você pode ter velocidades de reação
diferentes em pHs diferentes, com algumas enzimas atuando
melhor em ambientes ácidos e outras enzimas atuando melhor
em ambientes neutros ou básicos.