Fatores que influenciam a ação enzimática na batata

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE RONDÔNIA 
CAMPUS COLORADO DO OESTE 
 DAMARES KLAINERT 
DIOGO BARBOSA CARVALHO 
EVELLYN DANYLA GUILHERME BARBOSA 
MATHEUS GENELHUD KRAUZE 
NIÉLISSA MELISSA FERREIRA DA SILVA 
ENZIMAS 
 
Colorado do Oeste – RO 
2021
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
RONDÔNIA CAMPUS COLORADO DO OESTE 
DAMARES KLAINERT 
DIOGO BARBOSA CARVALHO 
EVELLYN DANYLA GUILHERME BARBOSA 
MATHEUS GENELHUD KRAUZE 
NIÉLISSA MELISSA FERREIRA DA SILVA 
 
 
ENZIMAS 
Relatório de aula prática apresentado à disciplina 
de Bioquímica, ministrada na turma EA 120 do 
Curso Superior de Engenharia Agronômica do 
Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia de Rondônia – Campus Colorado do 
Oeste, sob orientação do Professor Dr. Diego 
Soares Carvalho. 
Colorado do Oeste – RO 
2021
SUMÁRIO 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 4 
2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 5 
3. PARTE EXPERIMENTAL ............................................................................................. 5 
3.1 Materiais e Reagentes ..................................................................................................... 5 
3.1.1 Materiais ....................................................................................................................... 5 
3.1.2 Reagentes ...................................................................................................................... 6 
3.2 Procedimento experimental ........................................................................................... 7 
4 CARACTERÍSTICAS DOS REAGENTES .................................................................... 9 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 10 
6 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 11 
7 REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 12 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As enzimas são, na grande maioria, de natureza proteica. Exceto um pequeno grupo 
de moléculas de RNA catalíticas, as ribozimas. As enzimas são catalisadores biológicos de 
alta especificidade, ou seja, aceleram a velocidade de determinadas reações químicas. 
Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por 
enzimas, as quais são consideradas como os catalisadores mais eficazes devido a sua alta 
especificidade. De acordo com o livro Princípios de Bioquímica de Lehninger, a catálise 
biológica foi reconhecida e descrita no final dos anos de 1700 em estudos da digestão de 
carne por secreções do estômago. A pesquisa continuou ao longo dos anos, e a partir do 
século XX, milhares de enzimas foram purificadas, suas estruturas elucidadas e seus 
mecanismos explicados. 
 A catálise enzimática das reações é considerada essencial, as reações não catalisadas 
costumam ser mais lentas. Algumas reações, como aquelas necessárias para digerir os 
alimentos, enviar sinais nervosos ou contrair os músculos, não ocorrem em velocidades 
adequadas sem catálise. As enzimas proporcionam um ambiente específico e adequado para 
que determinada reação ocorra de forma mais rápida. Algumas não necessitam de outros 
grupos químicos além dos seus próprios resíduos de aminoácidos, outras atuam juntamente 
com cofatores ou coenzimas. 
 As enzimas atuam diminuindo a energia de ativação da reação. Para catalisar uma 
reação, uma enzima irá se ligar à molécula, a qual é chamada de substrato. A parte da enzima 
em que o substrato se conecta é chamado de sítio de ativação, é onde a reação ocorre. O 
contorno da superfície do sítio ativo é delimitado por resíduos de aminoácidos com grupos 
nas cadeias laterais que ligam o substrato e que catalisam a sua transformação química.O 
conjunto de aminoácidos encontrado no sítio ativo, conferem a ele um tamanho, formato e 
comportamento químico muito específicos. Dessa forma, o sítio ativo de uma enzima 
encaixa-se unicamente num substrato específico e os ajuda a passar por uma reação química. 
Ao final das reações as enzimas retornam ao seu estado original, ou seja, elas não são 
alteradas pelas reações que catalisam. Quando terminam a catalisação de uma reação, liberam 
o produto e estão prontas para os próximos ciclos de catálise. Essa importante característica 
já havia sido observada, citado no livro Princípios de Bioquímica de Lehninger, em 1897, 
Eduard Buchner descreveu que extratos de levedura podiam fermentar açúcar em álcool, 
5 
 
provando que a fermentação era feita por moléculas que continuavam ativas mesmo após 
serem removidas das células. 
Os fatores que podem afetar o sítio ativo e a função da enzima incluem: temperatura, 
onde o aumento ou a diminuição da temperatura fora dos limites tolerados podem afetar as 
ligações químicas no sítio ativo, tornando-os menos compatíveis para se conectar ao 
substrato. Temperaturas muito elevadas podem causar a desnaturação de determinadas 
enzimas, que irão perder seu formato e sua atividade; as diferentes enzimas atuam em valores 
de pH variados, valores extremos de pH (ácidos ou básicos) podem causar desnaturação 
enzimática. 
 O experimento foi realizado com o intuito de observar a ação enzimática nas reações 
químicas biológicas em diferentes meios, e também compreender os fatores que podem 
influenciar nos processos de desnaturação e consequentemente inativação enzimática. 
 
2. OBJETIVOS 
 
• Observar a ação enzimática nas transformações químicas e biológicas; 
• Analisar os fatores que influenciam a desnaturação e inibição enzimática. 
 
 
3. PARTE EXPERIMENTAL 
 
3.1 Materiais e Reagentes 
 
3.1.1 Materiais 
• 1 faca de corte 
• 1 colher de sopa 
• 1 par de luvas 
• 3 recipientes de vidro com tampa 
• 3 xícaras transparentes 
• 3 copos 
• 3 mangueiras flexíveis 
• 1 termômetro 
• 1 chapa de aquecimento 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-acids/a/orders-of-protein-structure
6 
 
Figura 1 - Material utilizado 
 
 Fonte: Arquivo pessoal (2021) 
 
3.1.2 Reagentes 
• Batata crua e fresca 
• 2 folhas de couve frescas 
• 50 g de fígado cru e fresco 
• 1 frasco de água oxigenada 40 volumes 
• 500 mL de água mineral 
• 200 mL de solução ácida (ácido muriático - HCl comercial) 
• 200 mL de solução básica (soda cáustica - NaOH comercial) 
 
7 
 
Figura 2 - Reagentes 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021) 
 
 
3.2 Procedimento experimental 
 
Inicialmente, preparou-se uma solução ácida à base de HCl (ácido muriático 
comercial), dissolvida em 200 mL de água mineral, devido à falta de água destilada. 
Posteriormente, outra solução, básica, foi preparada à base de NaOH (diabo verde), acrescido 
de 200 mL de água. 
 Em seguida, um furo foi aberto em cada tampa dos dois recipientes, de modo que 
cada mangueira se encaixasse e permanecesse vedada à entrada de ar. 
A batata, a couve e o fígado foram cortados em pequenos pedaços, separou-se uma 
porção de batata e fígado, que foram cozidas em recipientes de aço inox por cerca de quatro 
minutos. 
Após o cozimento, a batata e o fígado, foram adicionados separadamente em dois 
frascos com tampa, adicionou-se também água mineral em ambos até submergir cada 
material no interior do frasco, realizados esses processos, com auxílio de uma seringa 
plástica, adicionou-se cerca de 1 ml de água oxigenada 40 volumes à mistura, e os frascos 
foram tampados com as tampas perfuradas e a mangueira inserida, a outra parte terminal da 
mangueira foi imergida em uma xícara com água. Foram aguardados aproximadamente 10 
minutos e anotado o ocorrido. 
 
8Figura 3 - Esquema de reação da batata e fígado cozidos. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021) 
 
Após a realização da primeira parte do experimento, os materiais foram descartados 
e os recipientes lavados com detergente neutro, para uma nova utilização, onde adicionou-se 
uma porção de fígado cru, uma porção de batata crua e uma porção de couve, também crua 
em três frascos idênticos, o volume foi completado com água mineral até a encobrir os 
materiais no interior do recipiente. Com a assistência de uma seringa plástica, adicionou-se 
1 ml de água oxigenada 40 volumes em cada mistura e agitou-se vagarosamente o frasco com 
movimentos giratórios, os recipientes foram tampados com o sistema tampa-mangueira, que 
teve uma extremidade imergida em água. Aguardou-se cerca de 10 minutos e anotou-se o 
ocorrido. 
Esses métodos foram adotados de maneira idêntica para experimentação com a 
solução ácida à base de HCl (ácido muriático comercial) e solução básica à base de NaOH 
(diabo verde). 
 
9 
 
Figura 4 - Esquema de reação da batata, fígado e couve em meio ácido e meio básico. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021) 
 
4 CARACTERÍSTICAS DOS REAGENTES 
 
 
 
Tabela 1 - Reagentes e suas características 
Substância 
Molaridade 
(g/mol) 
Densidade 
(g/cm3) 
Ponto de fusão 
(°C) 
Ponto de 
ebulição 
(°C) 
Solubilidade 
NaOH 
Hidróxido de 
Sódio 
39.997 2.13 318 1.388 
Água, etanol, 
metanol. 
HCl 
Ácido 
clorídrico 
36,458 1,194 
108,58 
(azeotrópico, 
solução 20%) 
-85 
Água, etanol, 
éter, benzeno. 
H2O2 Água 
oxigenada 
(30%) 
34 1,11 -26 106 
Água, solventes 
orgânicos 
polares 
 
 
10 
 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
TUBOS AMOSTRAS 
MEIO DE 
REAÇÃO 
H2O2 (1 ml) RESULTADOS 
1 Batata 
Água 
Água Oxigenada 
Reagiu 
2 Fígado Reagiu 
3 Couve Não houve reação 
4 Batata 
Solução Ácida 
Não houve reação 
5 Fígado Não houve reação 
6 Couve Não houve reação 
7 Batata 
Solução Básica 
Não houve reação 
8 Fígado Pouco reagente 
9 Couve Não houve reação 
10 Batata Cozida 
Água 
Não houve reação 
11 Fígado Cozido Não houve reação 
As reações procedidas nos diferentes meios, neutro em água mineral, ácido em HCl, 
e básico em NaOH apresentaram resultados diferentes para degradação da água oxigenada 
pela catalase. 
As reações mais intensas, ocorreram em meio neutro, com a batata e o fígado, esses 
dois alimentos contém altas concentrações de catalase, e com o pH neutro da água mineral, 
a ação da catalase dos alimentos sobre o H2O2
 adicionado a mistura foi bastante efetiva, 
podendo ser visualizado a formação de bolhas e uma espuma branca sobre a mistura. 
O centro metálico da catalase, o Fe3+ se liga ao H2O2, quebrando as moléculas de água 
oxigenada transformando-as em H2O e O2. a reação ocorre em duas etapas: 
Etapa 1: (H2O2 )(aq) + Fe
3+-E(aq) → H2O(l) + O=Fe
4+-E(aq) 
Etapa 2: (H2O2 )(aq) + O=Fe
4+-E(aq) → H2O(l) + Fe
3+-E(aq) + O2 (g) 
Equação global: 2(H2O2 )(aq) → 2H2O(l)+ O2 (g) 
Fe-E significa o átomo ferro ligado a um grupo hemo da enzima. 
11 
 
 
Figura 5 - Reação da catalase sob batata e fígado em meio neutro. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021) 
 
Nas amostras de fígado e batata cozida não houve reação, pois o calor empregado 
para cozer os materiais desnaturou a enzima catalase, transformando-a em outra substância, 
incapaz de catalisar a decomposição do H2O2. O mesmo ocorre nos meios muito ácido e 
muito básico, o potencial hidrogeniônico muito distante da neutralidade também propicia a 
desnaturação da catalase. 
 
6 CONCLUSÃO 
 
Com o presente trabalho realizado, pôde-se observar como é a ação da catalase sobre 
a água oxigenada, e como os diferentes meios, ácido, neutro e básico influenciam na 
transformação do H2O2 em água e gás oxigênio. 
Não foi possível observar todos os processos objetivados, uma vez que em a enzima 
catalase só tem ação sobre a água oxigenada em meios neutros, onde foi possível visualizar 
a formação de bolhas e espuma branca sobre a mistura. Essas reações não ocorreram nos 
meios ácidos e básicos. 
Este trabalho foi de suma importância para o aprofundamento do nosso conhecimento 
sobre a enzima catalase, visto que foi possível compreender de que maneira a ação enzimática 
ocorre em diferentes meios biológicos. 
12 
 
 
7 REFERÊNCIAS 
 
ÁCIDO CLORÍDRICO. Disponível em: 
<https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20clor%C3%ADdrico2003.
pdf>. Acesso em: 29 de abr. 2021. 
 
Nelson, David L.. Princípios de bioquímica de Lehninger [recurso eletrônico] / David L. 
Nelson, Michael M. Cox ; [tradução: Ana Beatriz Gorini da Veiga ... et al.] ; revisão técnica: 
Carlos Termignoni ... [et al.]. – 6. ed. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre: Artmed, 2014. 
 
ENZIMAS - UNIP (Universidade Paulista). Disponível em: 
<https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/36160.pdf>. Acesso em: 24 abr. 2021. 
 
Enzimas e o sítio ativo - Khan Academy. Disponível em: 
<https://pt.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/introduction-to-
enzymes/a/enzymes-and-the-active-site>. Acesso em: 24 abr. 2021. 
 
PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO E SOLUÇÕES AQUOSAS. Disponível em: 
<https://cloud.cnpgc.embrapa.br/igu/category/s12-administracao/c42-
gestao/administracao/srh/fispq/laboratorios/Per%C3%B3xido%20de%20hidrog%C3%AAn
io.pdf> Acesso em: 25 de abr. de 2021. 
 
https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/36160.pdf