Ciências da NaturezaBioquímica Celular (Respiração Celular, Fotossíntese e Enzimas)Médio

Questão de Bioquímica Celular (Respiração Celular, Fotossíntese e Enzimas) — ENEM

Em uma pesquisa sobre digestão, técnicos de laboratório estudaram o comportamento de duas enzimas digestivas: a pepsina, que atua no estômago, e a tripsina, que age no intestino delgado. Eles mediram a atividade de cada enzima em diferentes valores de pH e registraram que a pepsina apresentou atividade máxima em torno de pH 2, enquanto a tripsina alcançou seu pico em torno de pH 8. Fora de suas faixas ideais, a atividade de ambas caiu drasticamente. Os técnicos concluíram que cada enzima possui um pH ótimo diferente, relacionado ao ambiente em que normalmente atua no organismo. Esse conhecimento tem aplicação na medicina e na indústria alimentícia, pois influencia o uso de enzimas em condições controladas. Considerando os dados apresentados e os princípios que regem a atividade enzimática, o que explica o fato de cada enzima ter um pH ótimo específico?
AO pH afeta a ionização dos aminoácidos do sítio ativo, alterando a forma da enzima e sua afinidade pelo substrato.
BO pH aumenta a temperatura da reação, acelerando ou desacelerando as colisões entre enzima e substrato.
CO pH determina a quantidade de substrato disponível, de modo que ambientes ácidos possuem mais substrato que básicos.
DO pH ótimo garante que a enzima consuma mais ATP, fornecendo energia extra para catalisar a reação.
EO pH muda a composição dos lipídios da membrana, liberando enzimas aprisionadas para o meio extracelular.

Gabarito comentado

O pH ótimo de uma enzima é o valor em que o sítio ativo mantém a forma e as cargas necessárias ao encaixe com o substrato. Variações de pH alteram a ionização dos aminoácidos, deformam o sítio ativo e reduzem a atividade — ou causam desnaturação se extremas. A diversidade de pHs ótimos entre enzimas digestivas reflete a especialização de cada região do sistema digestório.

Resolução passo a passo

As enzimas são proteínas cujo sítio ativo depende de cargas elétricas precisas nos aminoácidos para se encaixar com o substrato. O pH influencia a ionização desses grupos funcionais: em pH inadequado, os aminoácidos perdem ou ganham prótons, alterando a forma tridimensional do sítio ativo e reduzindo a afinidade pela molécula a ser transformada. Por isso cada enzima possui um pH ótimo ligado ao ambiente em que atua — a pepsina no meio ácido do estômago e a tripsina no meio levemente alcalino do intestino. A opção sobre temperatura está errada, pois pH e temperatura são variáveis independentes. A concentração de substrato não é controlada pelo pH do meio de maneira direta. As enzimas não consomem ATP para catalisar reações — elas apenas reduzem a energia de ativação. A composição dos lipídios de membrana não é o mecanismo pelo qual o pH afeta enzimas intracelulares ou do suco digestivo. Portanto, apenas a ionização do sítio ativo explica corretamente os dados.

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