¿Todas las enzimas necesitan agua para funcionar? ¿Y por qué?

He encontrado al menos un ejemplo donde se ha demostrado que las enzimas pueden funcionar después de la eliminación de agua.

La principal barrera que sospecho es el efecto que tiene la falta de un disolvente en la estructura de la proteína. Han evolucionado para trabajar en un entorno acuoso con una fuerza de iones dada. El agua no es neutral para la estructura de la proteína, la hidratación es un determinante importante que proporciona parte del entorno energético. A ese respecto, las proteínas transmembrana están ampliamente protegidas del agua y han evolucionado para funcionar en ese entorno, aunque su (s) sitio (s) catalítico (s) puede (n) estar expuesto (s) al disolvente.

Sin embargo, una enzima aún puede funcionar sin este solvente, y debería ser posible diseñarlos de modo que sean más estables en una fase gaseosa o incluso en vacío.

El otro aspecto que veo es la difusión de productos y productos. Puede no hacer ninguna diferencia, pero de nuevo, el agua no es neutral, y puede tener un impacto en la probabilidad, velocidad y eficiencia con la que las moléculas entran y salen de una enzima.

Tal vez más como “toda enzima necesita un entorno acuoso para trabajar”. Porque cada enzima tiene su propia región hidrofóbica (que odia el agua) e hidrofílica (que ama el agua). Y deben estar en solución acuosa para plegarse y funcionar correctamente, o se doblarán incorrectamente y no funcionarán si están en otro tipo de solución, como el aceite, que proporciona un entorno no polar. Por su función catalítica, no todas las enzimas necesitan H2O para funcionar, como las enzimas en las vías catabólicas.

No todo. Hay artículos y artículos sobre catálisis enzimática en disolventes no acuosos secos:
Página en jbc.org
Artículo 32 – Catálisis enzimática sin agua

Buena pregunta. Las proteínas de membrana integrales normalmente tienen porciones de su estructura en la fase acuosa y una porción en el interior hidrófobo de la bicapa lipídica. Si el sitio activo está en la membrana, como lo es para algunos sustratos hidrofóbicos, supongo que se podría decir que no es necesario que la enzima funcione. Pero no podrías simplemente poner la enzima en un solvente orgánico porque la estructura cambiaría.

Kristina Kučanda brindó una excelente respuesta. Un punto que creo que vale mencionar es que, salvo las enzimas que funcionan con sustratos y productos exclusivamente gaseosos (y no creo que existan, pero no es realmente imposible), una enzima necesita alguna fase líquida para permitir el movimiento de los sustratos en el sitio activo y productos fuera de él.