Papel das enzimas na respiração celular

Respiração celular é o processo pelo qual as células convertem a glicose (um açúcar) em dióxido de carbono e água. No processo, a energia na forma de uma molécula chamada trifosfato de adenosina, ou ATP, é lançado. Como o oxigênio é necessário para alimentar essa reação, a respiração celular também é considerada um tipo de Reação de "queima" onde uma molécula orgânica (glicose) é oxidada, ou queimada, liberando energia no processar.

As células requerem energia ATP para realizar todas as funções necessárias à vida. Mas de quanto ATP precisamos? Se nossas próprias células não substituíssem ATP constantemente por meio da respiração celular, usaríamos quase todo o nosso peso corporal em ATP em um dia.

A respiração celular ocorre em três etapas: glicolise, o ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa.

Enzimas são proteínas que catalisam, ou afetam a taxa, de reações químicas sem que elas mesmas sejam alteradas no processo. Enzimas específicas catalisam cada reação celular.

O principal papel das enzimas durante a reação respiratória é auxiliar na transferência de elétrons de uma molécula para outra. Essas transferências são chamadas de reações “redox”, onde a perda de elétrons de uma molécula (oxidação) deve coincidir com a adição de elétrons a outra substância (redução).

Esta primeira etapa da reação respiratória ocorre no citoplasma, ou fluido, da célula. A glicólise consiste em nove reações químicas separadas, cada uma catalisada por uma enzima específica.

Os atores principais na glicólise são a enzima desidrodgenase e uma coenzima (auxiliar não proteico) chamada NAD +. A desidrodgenase oxida a glicose ao retirar dois elétrons dela e transferi-los para o NAD +. No processo, a glicose é “dividida” em duas moléculas de piruvato, que continuam a reação.

A segunda etapa da reação respiratória ocorre dentro de uma organela celular chamada de mitocôndria, que devido ao seu papel na produção de ATP são chamadas de “fábricas de energia” para a célula.

Pouco antes do início do ciclo do ácido cítrico, o piruvato é “preparado” para a reação, sendo convertido em uma substância de alta energia chamada acetil coenzima A, ou acetil-CoA.

Enzimas específicas localizadas na mitocôndria, então, alimentam as muitas reações que compõem o ácido cítrico ciclo (também conhecido como ciclo de Krebs) reorganizando ligações químicas e participando de mais redox reações.

Na conclusão desta etapa, as moléculas portadoras de elétrons deixam o ciclo do ácido cítrico e começam a terceira etapa.

A etapa final da reação respiratória, também chamada de cadeia de transporte de elétrons, é onde ocorre a compensação de energia para a célula. Durante esta etapa, o oxigênio impulsiona uma cadeia de movimento de elétrons através da membrana da mitocôndria. Essa transferência de elétrons aumenta a capacidade da enzima ATP sintase de produzir 38 moléculas de ATP.