Os pesquisadores ainda estão buscando compreender completamente os detalhes estruturais e funcionais das enzimas, mas essas moléculas orgânicas complexas são essenciais para a maioria das reações biológicas. As enzimas catalisam ou aceleram as reações químicas. Os processos biológicos que sustentam um organismo dependem de inúmeras reações químicas, e as enzimas garantem que essas reações ocorram com rapidez suficiente para sustentar a vida. Muitas enzimas, por sua vez, dependem de substâncias derivadas de vitaminas conhecidas como coenzimas.
Reações de ativação
Uma certa quantidade de energia, conhecida como energia de ativação, é necessária para iniciar qualquer reação química. O objetivo fundamental das enzimas é facilitar as reações, diminuindo essa energia de ativação. As enzimas conseguem isso ligando-se às moléculas reagentes e permitindo que elas interajam de uma maneira mais eficiente em termos de energia. As moléculas do reagente se ligam às enzimas em um local intrincadamente estruturado conhecido como sítio ativo, e a molécula envolvida nesse processo de ligação é chamada de substrato. As coenzimas, algumas das quais são vitaminas e outras sintetizadas diretamente das vitaminas, ativam as enzimas ajudando-as a se ligar ao seu substrato.
Assistentes de enzimas
As coenzimas ativam enzimas principalmente auxiliando na transferência de partículas ou compostos específicos envolvidos na reação química. Por exemplo, algumas coenzimas facilitam as reações enzimáticas ao transportar elétrons e íons de hidrogênio de um átomo para outro, enquanto outras estão envolvidas no transporte de átomos inteiros ou moléculas maiores. Explicado de outra forma, uma enzima pode não ser um ajuste perfeito para o substrato pretendido, a menos que o sítio ativo seja modificado pela adição de uma coenzima.
As vitaminas que as enzimas precisam
O termo "vitamina" refere-se a 13 compostos orgânicos que são essenciais para a saúde humana. Na maioria dos casos, as vitaminas devem ser fornecidas por meio da dieta, pois o corpo não pode sintetizá-las. As vitaminas se enquadram em duas categorias gerais: solúveis em água e solúveis em gordura. As vitaminas solúveis em água são encontradas principalmente em alimentos aquosos ou com amido, como grãos e vegetais, enquanto as vitaminas solúveis em gordura são encontradas principalmente em alimentos gordurosos, como manteiga, frutos do mar e carnes orgânicas. Apenas as vitaminas solúveis em água funcionam como coenzimas.
Deficiência de coenzima
A deficiência de vitaminas pode levar a sérios distúrbios de saúde porque processos biológicos importantes são interrompidos quando a falta de coenzimas impede que as enzimas catalisem reações químicas essenciais. Duas vitaminas coenzimáticas bem conhecidas são a tiamina e a niacina. Os compostos de tiamina servem como coenzimas para uma variedade de reações que envolvem a produção de energia celular, a síntese de proteínas e a função cerebral. A deficiência de tiamina causa um distúrbio conhecido como beribéri, com sintomas como irritabilidade, fraqueza e até insuficiência cardíaca. A niacina é necessária para inúmeras reações relacionadas à produção de energia e à síntese de ácidos graxos. A deficiência causa pelagra, o que leva à demência, problemas de pele, perda de peso e, eventualmente, morte.