O que é atividade catalítica?

A atividade catalítica é o aumento da taxa e energia de uma reação química por uma substância que não é ela própria alterada na reação. Nos sistemas biológicos, é realizada por enzimas essenciais para os processos normais da vida. Ao diminuir a energia necessária para iniciar uma reação, as vias enzimáticas aumentam a taxa na qual as células desempenham funções químicas essenciais. A catálise é controlada por enzimas reguladoras. Alguns deles envolvem alterações na estrutura da enzima, enquanto outros operam alterando o ambiente celular no qual a atividade catalítica ocorre.

Em química geral, atividade catalítica ou catálise é qualquer alteração - aumento ou diminuição - na taxa de reação de um agente que não é quimicamente alterado pelo processo. Na indústria, isso pode significar qualquer número de agentes usados ​​para aumentar a taxa e o rendimento das reações, mas na bioquímica, a atividade catalítica se refere ao trabalho de enzimas, proteínas encontradas em todos os organismos que mediam a maioria das funções celulares, incluindo o metabolismo. Poucos ou nenhum processo biológico ocorreria a uma taxa suficiente para sustentar a vida sem catálise enzimática.

Algumas reações não aconteceriam sem a atividade catalítica das enzimas. Normalmente, muitas moléculas têm uma barreira energética para reagir em conjunto. Chamado de energia de ativação, esse limite deve ser superado para que as reações químicas prossigam.

Em alguns casos, um alto limiar de energia de ativação significa que é improvável que os reagentes reajam por conta própria ou o farão lentamente. Quando as enzimas se ligam temporariamente a um ou mais reagentes, a energia de ativação necessária é reduzida e a taxa de reação acelera. As enzimas também podem inibir a ativação de outras enzimas e retardar o processo.

A atividade enzimática geralmente resulta em reações bioquímicas em várias etapas, que dependem de um catalisador diferente e dependem do produto da etapa anterior. Fisicamente, a atividade catalítica de muitas enzimas diferentes ocorre na mesma organela celular, acelerando a taxa de reação como resultado. Alterações no pH e na temperatura podem, até certo ponto, trabalhar em sinergia para aumentar o ritmo da catálise. Temperaturas além de um certo intervalo podem danificar a estrutura das proteínas de uma enzima, tornando-a incapaz de atividade.

Nos sistemas biológicos, a atividade catalítica é regulada por vários mecanismos diferentes. As enzimas geralmente são produzidas a partir de proteínas precursoras inativas, e elas se tornam ativas apenas pela ação de outra enzima ou por uma mudança ambiental, como o movimento do interior da célula para o exterior. A inibição do feedback reduz a catálise quando o produto de uma ou mais vias enzimáticas se acumula na célula, bloqueando a liberação ou fabricação adicional da enzima que catalisou a reação inicial. Da mesma forma, quantidades reduzidas dos produtos da reação aumentarão a produção da enzima.