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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS BIOQUÍMICA ESTRUTURAL CURSO: BIOMEDICINA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA ESTRUTURAL NOME DO ALUNO: BEATRIZ BARIANI, CAMILLY PIRES, GIOVANNA MORETI, RENAN LOPES R.A: 2158982, 2157596, 0401834, 2157627 POLO: BAURU 2 1. INTRODUÇÃO A bioquímica é o estudo das reações químicas e biológicas dos organismos vivos. Neste contexto, aspectos estruturais e funcionais são importantes para entendermos como estas estruturas estão envolvidas com os mecanismos de transformação ou metabolismo, assim se permite observar como a versatilidade das biomoléculas são determinantes para a formação e adoração da célula ao ambiente. (VOET, 2000). As células vivas contêm carboidratos, lipídeos, aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos, nucleotídeos e compostos relacionados em quantidades variáveis. A massa de cada um desses compostos de estruturas químicas muito variadas é constituída basicamente por carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). Dois desses elementos, hidrogênio e oxigênio, combinam-se para formar o mais abundante componente celular, a água (H2O). Os nutrientes que a célula consome, o oxigênio usado na oxidação deles e os produtos residuais formados são todos transportados pela água. (NELSON, 2002). As enzimas são importantes moléculas do nosso corpo, com o papel fundamental de controlar as reações químicas, de maneira geral acelerando as reações, para cada função específica existe uma enzima, para cada parte do corpo outra, para cada substrato específico também. Para ocorrer a reação, o substrato se liga a enzima, em uma região específica chamada sítio ativo, logo após derivando o produto da reação. Existem fatores que podem influenciar na velocidade da reação, como temperatura e pH extremos, em temperaturas altas, as enzimas sofrem desnaturação, o que destrói suas estruturas, em temperatura baixa elas são inativadas, no caso do pH, independente se muito alto ou baixo, elas são desnaturadas. (MARZZOCO, 2000) O pH é uma medida que possibilita a representação do potencial hidrogenionico presente em soluções. A faixa de pH é representada numericamente de 0 a 10, onde valores de 0 a 6 indica acidez, 7 que a substância a ser analisada é neutra, e de 0 a 14 indica alcalinidade. Os métodos para determinação podem ser a partir de equipamentos como pHmetro que irão indicar o pH da solução de forma numérica, ou por substâncias que alteram a sua cor na presença de diferentes faixas de pH, como por exemplo o extrato de repolho roxo. (BIANCHI; ALBRECHT; MAIA, 2005). 3 Aula 1: Roteiro 1 - Indicadores de pH Objetivos Identificação do pH de diferentes materiais usando o suco de repolho roxo como indicador acidobásico. Materiais e métodos • Extrato de repolho roxo • Hidróxido de sódio 0,1M • Ácido clorídrico 0,5M • Cloreto de sódio 10% • Vinagre • Detergente incolor • Água sanitária, água sem gás • Sabão em pó • Leite • Bicarbonato de sódio e albumina. Em 11 tubos de ensaio foram adicionadas 2mL de extrato de repolho roxo, e em seguida, foram acrescentadas mais 2mL de cada substância listada nesses tubos, após a adição, foi feita a análise de cor para identificação do pH. Resultados Tabela 1 – Apuração dos resultados Extrato de repolho roxo Cor pH aproximado Ácido clorídrico 0,5 M Vermelho 1 (caráter ácido) Hidróxido de sódio 0,1 M Amarelo 13 (básico) Cloreto de sódio 10% Lilás 7 (neutro) Água sanitária Incolor (amarelada) 13 (básico) Sabão em pó Verde 11 (básico) Leite Lilás 6 (ácido) Detergente incolor Lilás 8 (básico) Vinagre Rosa 2 (ácido) Bicarbonato de sódio Verde 11 (básico) Água sem gás Lilás 6 (ácido) Fonte: Produzida pelo autor. 4 Figura 1 – Tubos de ensaio com suas colorações Fonte: Própria. Atividades de fixação 1- R: Pessoas com gastrite ou refluxo gástrico devem evitar alimentos muito ácidos, onde no experimento pode-se usar como exemplo o vinagre, com um pH próximo a 2. 2- R: Uma das técnicas utilizadas para a identificação de proteínas seria pela adição de ácido na substância a ser analisada, o ácido irá desnaturar as proteínas, facilitando na identificação. Aula 1: Roteiro 2 - pH e solução tampão Objetivo Manuseio e funcionamento do pHmetro; fundamentos sobre o pH e solução tampão. Matérias e métodos • Pipeta Pasteur • Béquer • Solução tampão • HCl 5M • NaOH 5M • pHmetro. Em um béquer com 20mL de água, foram adicionadas 10 gotas de HCl, e os valores de Ph foram anotados a cada gota. Em outro béquer, com 20mL, foram adicionadas 10 gotas de HCl, e os valores de pH foram anotados a cada gota. O mesmo processo foi realizado novamente com NaOH. 5 Resultados Água x HCl Tabela 2 – Gotas x pH Gotas pH 0 5,53 1 5,46 2 3,26 3 1,98 4 1,85 5 1,76 6 1,73 7 1,70 8 1,68 9 1,64 10 1,58 Gráfico 1 – Vaores de pH Fonte: Própria Fonte: Própria Água x NaOH Tabela 3 – Gotas x pH Gotas pH 0 5,40 1 10,90 2 11,09 3 11,13 4 11,63 5 11,65 6 11,92 7 12,05 8 12,15 9 12,29 10 12,31 Gráfico 2 – Valores de pH a cada gota em água com NaOH. Fonte: Própria Fonte: Própria 6 Solução tampão x HCl Tabela 4 - Gotas x pH Gotas pH 0 4,79 1 4,78 2 4,75 3 4,75 4 4,71 5 4,66 6 4,60 7 4,55 8 4,50 9 4,40 10 4,31 Gráfico 3 – Valores de pH a cada gota em solução tampão com HCl. Fonte: Própria Fonte: Própria Solução tampão x NaOH Tabela 5 - Gotas x pH Gotas pH 0 4,80 1 4,77 2 4,77 3 5,20 4 5,60 5 5,70 6 5,80 7 5,80 8 6,50 9 11,20 10 11,30 Fonte: Própria Gráfico 4 – Valores de pH a cada gota em solução tampão com NaOH Fonte: Própria 7 Atividade de Fixação 1- R: Gráficos. Com a confecção dos gráficos pode-se observar e entender melhor as mudanças de pH que ocorreram na água e na solução tampão quando adicionados HCl e o NaOH. Enquanto na água ao adicionar o NaOH os valores de pH se elevam de forma significativa, na solução tampão a mudança é quase mínima. Já ao adicionar HCl em água, o pH cai de forma evidente, e em solução tampão a mudança do pH é notada de forma bem sutil, com baixa variação. 2- R: O tampão bicarbonato/ ácido carbônico tem como função manter o pH do sangue em uma faixa segura, sendo ela entre 7,35 e 7,45, resistindo a variações que podem causar acidose ou alcalose. Quando um ácido é adicionado ao sangue, sua presença irá. Aula 2: Roteiro 1 - Titulação de aminoácidos Objetivos Aprender a determinar os valores de pH das soluções de aminoácidos utilizando a curva de titulação, manuseando um pHmetro. Materiais e métodos • Béqueres • HCl 0,5 M • NaOH 0,5 N • Solução de aminoácido • pHmetro Nos reunimos em pequenos grupos e primeiramente calibramos o pHmetro com solução pH = 4,0, em seguida separamos quatro béqueres identificando-os em A1 e A2 e B1, B2. No A1 e A2 adicionamos 20 mL de uma solução do aminoácido glicina 0,1 M e sob agitação titulamos com NaOH 0,5, gota a gota para analisar o pH (A1), já no A2 titulamos com Hcl 0,5 M. Nos B1 e B2 adicionamos a cada um 20 mL de uma solução do aminoácido de ácido glutâmico 0,1 M repetindo os mesmos procedimentos dos béqueres anteriores. 8 Resultados Tabela 1 – Concentração do pH obtidos em cada adição das substancias de NaOh e HCl Gotas/pH A1 A2 B1 B2 0 6,01 5,98 3,11 3,46 1 7,81 5,50 4,65 3,08 2 9,01 4,55 5,58 2,75 3 7,86 3,45 6,99 2,46 4 11,17 2,80 9,64 2,10 5 12,18 2,33 12,10 1,84 6 12,40 1,98 12,53 1,64 7 12,55 1,78 12,60 1,53 8 12,73 1,60 12,65 1,38 912,79 1,45 12,69 1,26 10 12,78 1,33 12,75 1,19 11 12,83 1,24 12,81 1,13 12 12,84 1,18 12,87 1,11 13 12,86 1,13 12,92 1,10 14 12,87 1,10 12,96 1,09 15 12,89 1,07 12,99 1,07 16 12,90 1,04 13,02 1,06 17 12,92 1,03 13,04 1,05 18 12,94 1,02 13,05 1,03 19 12,95 1,01 13,08 1,01 20 12,97 1,00 13,10 0,96 21 12,99 0,98 13,12 0,94 22 13,01 0,97 13,14 0,93 23 13,02 0,96 13,15 0,91 24 13,06 0,94 13,17 0,89 25 13,08 0,93 13,18 0,87 Atividades de fixação 1 – R: Gráfico do pH das soluções obtidas: Fonte: Própria 9 Fonte: Própria Fonte: Própria Fonte: Própria 10 2- R: As substâncias consideradas ácidos ou bases fortes são aquelas que tendem a se dissociar totalmente quando em solução, diminuindo ou aumentando o pH. Nas células e nos fluidos biológicos predominam ácidos e bases fracos, que não são completamente ionizáveis em solução. Aula 2: Roteiro 2 – Detecção de aminoácidos e proteínas em solução por meio de reações de coloração Objetivos Analisar as propriedades das proteinas e dos aminoácidos por reação da colorimétrica diferencial. Materiais e métodos • Solução de proteínas • Reagente do biureto • Solução de glicina 1% • Pipetas • Béquer • Solução de amido 1% em água • Suco de fruta • Óleo de cozinha • Leite • Garra para tubos • Estante para tubos Primeiramente separamos 8 tubos de ensaio e identificamos de 1 a 8. Em seguida adicionamos em cada tubo na ordem respetivamente: 1. 1 mL do reativo de biureto + 1 mL de água 2. 1 mL do reativo de biureto + 1 mL da solução de albumina 10% 3. 1 mL do reativo do biureto + 1 mL da solução de aminoácido glicina 1% 4. 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de leite sem ferver 5. 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de leite fervido 6. 1 mL do reativo de biureto + 1 mL de amido 1% 11 7. 1 mL do reativo de biureto + 1 mL de óleo de cozinha 8. 1 mL dp reativo de biureto + 1 mL de suco de fruta Após esse procedimento de separação iniciamos a detecção da presença de proteínas. A presença poderia ser notada pela coloração arroxeada nos respectivos tubos. Resultados Observamos e anotamos a mudança na coloração dos tubos de ensaio. Tivemos a coloração roxa nos tubos 2, 4 e 5 ou seja, esses em específico contém resultado positivo contendo proteína. Figura 1 – Resultado nos tubos de ensaio. Fonte: Própria Atividades de fixação 1- R: Teoricamente sim, porque o ovo cozido possui proteínas, porém o teste não é realizado em meio sólido. 2- R: Não, pois Cu liga-se apenas à ligação peptídica. 3- R: Imagem da resposta Fonte: Renato Massaharu Hassunuma 12 4- R: Imagem da resposta Fonte: Renato Massaharu Hassunuma Aula 3: Roteiro 1 – Desnaturação protéica Objetivos Reconhecer as estruturas comentadas na aula teórica. Verificar a alteração de solubilidade de proteínas em presença de soluções salinas e solventes orgânicos. Materiais e métodos • HCl 5 M • Solução saturada de sulfato de amônio • Etanol gelado • NaOH 5 M • Solução de proteínas 10% • Pipetas e pinças de madeira Separamos 4 tubos de ensaios e fizemos procedimentos parecidos. Em um tubo de ensaio colocamos 2 mL de solução ovoalbumina de 10% e colocamos para ferver. Em outro tubo de ensaio, colocamos 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e adicionamos 2 mL de HCl 5M. No terceiro tubo de ensaio, colocamos novamente 2 mL de solução de ovoalbumina 10% e adicionamos 2 mL de HCl 0,5M. No último tubo de ensaio, colocamos 2 mL de solução de ovoalbumina 10% e adicionamos 2 mL de etanol gelado. Resultados As substâncias presentes nos tubos passaram a ficar sólidas por conta das exposições diferentes em que sofreram. 13 Figura 1 – Resultado nos tubos de ensaio Fonte: Própria Atividades de fixação 1- R: E 2- R: A água fervente desnatura as enzimas, que convencem os açúcares em amido. 3- R: Nenhuma, pois os aminoácidos são os mesmos. O leite propriamente dito contém proteínas que não foram desnaturadas. 4- R: Os ácidos do limão desnaturam proteínas do leite. O mesmo ocorre no estômago pelo ácido clorídrico de suco gástrico. A pepsina possui o ph ideal em torno de 2,0. Aula 3: Roteiro 2 – Atividade enzimática Objetivos Evidenciar a importância das enzimas nos processos digestivos. Materiais e métodos • Abacaxi • Mamão • Maracujá • Peneira • Pó de gelatina 14 • Tubos de ensaio • Pipeta • Espátula • Faca • Béquer 50 ml • Bastão de vidro • Béquer 500 ml • Amido 1% e lugol. Preparamos quatro tubos de ensaio com as seguintes soluções: T1- 4 ml de gelatina+ 2 ml de água; T2- 4 ml de gelatina+ 2 ml de extrato de mamão; T3- 4 ml de gelatina+ abacaxi T4- 4 ml de gelatina+ 2 ml extrato de maracujá. Na segunda parte da prática da atividade enzimática da saliva preparamos seis tubos com 1,0 ml de água destilada misturada com 20 ml de amido 1%, em cada tubo adicionamos 1 gota de lugol. Resultados Observamos que as enzimas impediram a gelificação porque provocaram a degradação das macromolécula de proteínas presentes na gelatina. Na atividade enzimática não obtemos nenhuma alteração, pois a saliva foi substituída por água destilada para evitar a propagação do vírus da covid 19. Atividades de fixação 1- R: A 2- R: D 3 – R: Gráfico 1 - Velocidade da reação enzimática (Vo) em função da concentração da enzima (E) 15 Fonte: Própria Gráfico 2 - Variação da velocidade da reação enzimática (Vo) em função da concentração do substrato (S) Fonte: Própria Gráfico 2 e 4 – Velocidade e velocidade da ação Fonte: Própria Aula 4: Roteiro 1 – Determinação de açúcares em solução 16 Objetivos Relembrar a estrutura de diferentes carboidratos monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos, relembrar suas funções, fontes e diferenciar alguns carboidratos com base em reações especificas. Materiais e métodos • Tubos de ensaio • Reativo de Barfoed • Glicose a 10% • Lactose a 10% • Banho-maria • Solução de nitrato de prata • Amônia diluida • Solução de Fehling • Fehling B • Sacarose Teste de Barfoed: Primeiro separamos dois tubos de ensaio e identificamos como 1 e 2. No tubo 1 foi adicionado 2ml de reativo de Barfoed e em seguida 1ml de glicose a 10%. No tubo 2 foi adicionado 2 ml de reativo de Barfoed e 1ml de lactose a 10%. Em seguida aquecemos os dois tubos em banho-maria por mais ou menos 5 minutos. Teste de espelho de prata: Foi colocado 1ml da solução de nitrato de prata em um tubo de ensaio, em seguida adicionamos amônia diluída gota a gota até desaparecer o precipitado. Depois foi colocado mais 0,5ml de solução de glicose e foi aquecido em banho-maria por mais ou menos 5 minutos. Teste de Fehling: Separamos dois tubos de ensaio e foram identificados como 1 e 2. No tubo 1 foi adicionado 1ml de solução de Fehling A, mais 1ml de solução de Fehling B e 0,5ml de glicose. No tubo 2 foi colocado 1ml de solução de Fehling A e 1ml de solução de Fehling B, mais 0,5ml de sacarose. Os dois tubos foram aquecidos em banho-maria por 5 minutos aproximadamente. Resultados O resultaodo do teste de Barfoed tivemos o tubo 1 que apresentou um precipitado avermelhado no fundo, pois ele é um monossacarídeo redutor. 17 Figura 1: Resultado dos tubos em banho-maria Fonte: Própria O resultado do teste de prata foi a formação de um espelho de prata na presença dos açucares redutores. Figura 2 – Teste de prata no tubo após aquecido Fonte: Própria No resultado do teste de prata tivemos a presença da coloração avermelhada na presença deaçucares redutores. Figura 3 – Tubos com as colorações diferentes após aquecimento 18 Fonte: Própria Atividades de fixação 1- R: A) Um açúcar redutor é qualquer açúcar que em solução básica apresenta um grupo carboxílico livre aldeído. B) Foi aplicada na reação de Barfoed 2- R: Quando há ligação glicosídica ele perde poder redutor 3- R: [Ag (NH3)2] + + e- (do carboidrato) = Ag+2NH3 Diaminoprata Amônia 4- R: Barfoed positivo = Frutose Fehling positivo = Pentose Aula 4: Roteiro 2 – Lipídeos Objetivos Relembrar a forma geral dos ácidos graxos e hidrogenação, halogenação e saponificação. Materiais e métodos • Banho-maria • Tripé, tela de amianto, bico de Bunsen • Óleo de soja • Tubo de ensaio • Margarina e manteiga • Solução de amido 1% 19 • Lugol • Pipeta Pasteur • KOH 10% em álcool • NaCl 35% • CaCl2 10% Na primeira parte adicionamos 3ml de óleo de soja em um Erlenmeyer e mais 20ml de KOH. Foi aquecido por pouco tempo. Na segunda parte foram separados três tubos de ensaio e numerados do 1 ao 3. No primeiro tubo foi adicionado 2ml de solução de sabão preparada na parte 1 e 5 gotas de cloreto de sódio. No tubo 2, 2ml de solução de sabão da parte 1 e 5 gotas de cloreto de cálcio. No tubo 3 2ml de sabão da parte 1 e 5 gotas de ácido clorídrico Na terceira parte foram pegos dois tubos de ensaio e identificados como 1 e 2. No 1 foi adicionado 5ml de óleo de soja e 10 gotas de lugol. No tubo 2, 5ml de margarina derretida e 10 gotas de lugol. Foram, fervidos em banho-maria até o desaparecimento da cor provocada pelo lugol. Após esfriar colocamos 3 gotas de amido. Resultados Da primeira parte a saponificação foi completa pois foi adicionado uma alíquota da substância na água, e ela se misturou. Figura 1 – Após o aquecimento Fonte: Própria Na continuidade com a parte 1, na segunda parte do experimento o tubo 1 ficou meio turvo, o 2 formou um precipitado no fundo e o 3 não sofreu alteração visível. 20 Figura 2 – Tubos na ordem de 1 a 3 Fonte: Própria Figura 3 – Resultado da parte 3 Fonte: Própria No resultado da parte 3, acima podemos observar o tubo 2 com um precipitado branco ao fundo, já no 1 não é possível. Atividades de fixação 1- Halogenação e Hidrogenação quebram a dupla ligação da gordura insaturada, na saponificação transforma em sabão, tirando o glicerol e se tornando sal de ácido graxo. 2- Consome a gordura insaturada a transformando em saturada 3- A) -ooc – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 B) -ooc – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 C) -ooc – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH3 D) -ooc – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 O II 21 4- CH2–O–C–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 I I O I II CH2-O–C–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3+3H20 I CH2-O–C–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH3 II O 22 Referências BIANCHI, José Carlos de Azambuja; ALBRECHT, Carlos Henrique; MAIA, Daltamir Justino. Universo da química. São Paulo: Ftd, 2005. GOLDBERG, S. Descomplicando a bioquímica. 2 Ed. Porto Alegre: Artes Médicas, 1998. HASSUNUMA, Renato Massaharu; GARCIA, Patrícia Carvalho; MESSIAS, Sandra Heloísa Nunes. Distúrbios Acidobásicos. Bauru: Canal Editora, 2019. MARZZOCO, A. e Torres, B.B. (1990) Bioquímica Básica. Ed. Guanabara Koogan Médicas, 2000. MINGATTO, Fábio Erminio. Sistema Tampão. Dracena: Unesp Dracena, 2011. NELSON, D. L. & Cox, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. São Paulo: S.A., 232p. Sarvier, 3ª ed., 2002 O que são enzimas? Conheça suas funções e classificação. Hexag online, 2021. Disponível em: <https://www.hexag.online/blog-noticias/o-que-sao-enzimas-conheca- funcoes-classificacao >. Acesso em: 13, abril de 2022. VOET, D.; Voet, J.; Pratt, C. Fundamentos de Bioquímica. Porto Alegre: Artes
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