Trabalho de bioquímica estrutural

Prévia do material em texto

Biomedicina 
Bioquímica Estrutural 
Relatório de Aula Prática 
 
 
 
Bruna Amorim Cau 
RA: 2113397 
 
 
 
 
 
 
 
Polo de Matrícula – Éden Sorocaba 
Aula Prática – UNIP SOROCABA 
 
 
 
 
2022 
 
Introdução 
 
A Bioquímica é a parte da Biologia responsável pelo estudo das estruturas, da 
organização e das transformações moleculares que ocorrem na célula. Essas transformações 
configuram o que chamamos de metabolismo, que nada mais é do que as reações extremamente 
coordenadas que são fundamentais para garantir a sobrevivência, o crescimento 
e reprodução dos organismos vivos. No nível bioquímico, apesar da grande diversidade de 
formas de vida, muitas estruturas e processos são compartilhados por seres vivos bastante 
diferentes, o que facilita o entendimento da vida como um todo. Todas as espécies, por exemplo, 
são formadas por elementos básicos, como o carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, 
enxofre e moléculas complexas, que realizam processos químicos para que a energia necessária 
à sobrevivência seja produzida. 
A palavra “bioquímica” vem do grego “bio” significa vida, nesse caso nas células, e 
“química” pode ser considerada uma ciência exata que estuda a composição, estrutura e as 
propriedades da matéria e as reações entre as substancias, se liberam ou consomem energia 
(livro-texto bioquímica estrutural unip) 
 
De uma maneira geral, podemos afirmar que todos os organismos realizam quatro 
processos bioquímicos básicos para que ocorra a manutenção da vida: 
→ Síntese de biomoléculas, tais como carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos 
nucleicos; 
→ Transporte de substâncias por meio das membranas; 
 
As substâncias químicas apresentam comportamentos diferenciados frente a um 
sistema. Isso decorre do fato de que cada substância possui características e propriedades 
específicas. É possível, no entanto, reuni-las em grupos em que as propriedades químicas são 
semelhantes. Esses grupos chamam-se funções químicas, classificadas em orgânicas e 
inorgânicas. As quatro principais funções químicas inorgânicas são: ácidos, bases, sais e óxidos. 
 
Calcular valores de pH a partir de soluções ácidas e básicas de concentrações 
conhecidas; 
 Verificar o pH de soluções ácidas e básicas e comparar com valores teóricos; 
 Verificar a aplicabilidade do pH a partir do uso de diversos indicadores ácido-base, em 
a mostra de solo. 
 
Como objetivo conhecer os fundamentos teóricos sobre o pH, os indicadores de pH e 
como substância tem a propriedade de mudar de cor, essa mudança de cor indica o caráter 
básico ou ácido da solução. A escala do pH é constituída de uma série de números variando de 
0 a 14, denotando vários graus de acidez ou alcalinidade. 
A solução tampão é uma mistura formada por um ácido ou por uma base fracos 
inorgânicos e por um sal inorgânico que apresente o mesmo ânion do ácido ou o mesmo cátion 
da base. Os tampões têm um papel importante em processos químicos e bioquímicos, nos quais 
é essencial a manutenção do pH. São capazes de doar ou capturar íons para neutralizar a 
solução. 
 
Na detecção em solução na aula 2 foi por meio de reações de coloração teve ênfase a 
estrutura primária (ligação peptídica), verificar as propriedades das proteínas e dos aminoácidos 
por reação colorimétrica diferencial. Na experiência foi observado a presença de proteínas. 
Na aula 3 desnaturação proteica verificamos a alteração de solubilidade de proteínas em 
presença de soluções salinas e solventes orgânicos, observamos a ação da temperatura na 
proteína. 
Na aula 4 de atividade enzimática evidenciamos a importância das enzimas nos 
processos digestivos. 
 Na aula foi abordada a determinação de açúcares em soluções e vimos a estrutura de 
diferentes carboidratos monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos, as funções e fontes 
dos carboidratos. Mediante as reações específicas diferenciamos os carboidratos, realizamos o 
teste de Barfoed, espelho de prata e o teste de Fehling. E também verificamos a hidrólise 
alcalina dos triglicerídeos na formação de sabão insolúvel. 
 
 
Resultados e Discussões 
 
Aula 1 Roteiro 1 Título: Indicadores de pH 
 
O pH é definido como a concentração, ou atividade, dos íons de hidrogênio, ou de 
hidroxila (pOH) em um determinado material. É possível atribuir a partir do valor da medida 
de pH caráteres ácido (valores de pH 0,00 a 7,00), alcalino (valores de pH 7,00 a 14,00) e ainda 
caráter neutro (pH igual a 7,00) aos materiais¹ Os indicadores ácido-base ou indicadores de pH 
são substâncias orgânicas fracamente ácidas (indicadores ácidos) ou fracamente básicas 
(indicadores básicos). 
 
https://beduka.com/blog/materias/quimica/o-que-e-ph/ 
 
 
 
Aula 1 Roteiro 2 Titulo da aula: pH e solução tampão 
 
Solução-tampão é uma solução que contém, geralmente, um ácido fraco com um sal 
desse ácido, ou uma base fraca com o sal dessa base, com a finalidade de evitar que o pH varie. 
Uma solução-tampão é uma mistura usada para evitar que o pH ou o pOH do meio sofra 
variações quando for adicionado ácidos fortes ou bases fortes. 
Como um dos principais indicadores de qualidade, o pH desempenha um papel vital nas 
indústrias. Ele determina o sabor e preservação dos produtos alimentícios e garante a 
composição adequada da biotecnologia. 
Solução-tampão é formado por um ácido fraco misturado a um sal que possua o mesmo 
ânion ou por uma base fraca com um sal de mesmo cátion. Ao receber um ácido ou uma base 
forte, a solução-tampão ácida tem a tendência de manter seu pH inalterado. Ao receber um 
ácido ou uma base forte, a solução-tampão básica tem a tendência de manter seu pH inalterado. 
Soluções-tampão podem ser utilizadas em eletroforese, quebra de DNA, lavagem de 
células, reações eletrônicas e de precipitação, etc. 
 
Aula 2 Roteiro 1 Titulação dos aminoácidos 
 
Aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem um átomo de carbono ao qual se 
ligam um grupo carboxila, um grupo amino, um hidrogênio e um grupo variável. Existem 20 
aminoácidos considerados como padrões e que são os responsáveis por formar todas as 
proteínas existentes. A grande quantidade de proteínas resulta da combinação dos aminoácidos 
de diferentes maneiras. 
Essas moléculas podem ser classificadas em aminoácidos essenciais e não 
essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que os seres humanos são incapazes de 
produzir, enquanto os não essenciais são produzidos no nosso corpo. 
Os aminoácidos são uma classe de moléculas que apresentam uma estrutura em comum. 
Todos eles possuem um carbono assimétrico chamado de carbono alfa, o qual detém quatro 
ligantes distintos: 
Grupo amino; 
Grupo carboxila; 
Átomo de hidrogênio; e 
um grupo variável (representado por R). 
Esse grupo variável, também denominado cadeia lateral, promove a variabilidade 
química dos aminoácidos. 
 
Gráficos construídos através das gotas adicionadas 
 
 
Gráfico: Glicina + gotas de NaOH e HCl 
 
 
Gráfico: Tampão + gotas de NaOH e HCl 
 
Aula 2 Roteiro 2 Título da aula: Detecção de aminoácidos e proteínas em solução 
por meio de reações de coloração. 
 
Quando os aminoácidos são aquecidos em solução contendo excesso de ninidrina, todos 
aqueles que têm grupamento amino livre produzem um composto púrpura, conhecido 
como Púrpura de Rüehmann. Essa reação também pode ser utilizada na detecção de peptídeos 
Em condições apropriadas, a intensidade da cor produzida é proporcional à concentração de 
espécies (aminoácidos, peptídeos ou proteínas) presentes. 
Na experiência da aula 2 roteiro 2 estudamos a ligação peptídica entre duas moléculas 
ocorre quando o grupo carbóxilo de molécula reage com o grupo amina da outra molécula, 
liberando uma molécula de água (H2O). Exemplo: 
 
 
 
 
pH 1 – 4 apresenta cor vermelha 
pH 5 – 8 apresenta cor violeta 
pH 9 – 10 apresenta cor azul 
 pH 11 – 12 apresenta cor verde 
 pH 13 apresenta coramarela 
 
Fonte: Própria 
 
Aula 3 Roteiro 1 Título da aula: Desnaturação proteica 
 
A desnaturação é um processo no qual moléculas biológicas perdem suas funções, 
devido a alguma mudança no meio, seja em altas temperaturas, variações de PH, entre outras. 
Ela acontece comumente com proteínas. 
Proteínas são importantíssimas moléculas orgânicas, envolvidas em praticamente toda 
atividade celular. A síntese proteica se inicia no núcleo e termina no citoplasma dentro 
dos ribossomos, onde uma cadeia de polipeptídeos é formada. Um aminoácido se liga a outro 
por uma ligação covalente, o que chamamos de ligação peptídica, formando a cadeia primária 
da proteína. Na estrutura secundária, aquela cadeia primária pode interagir com ela mesma, 
formando dobramentos que podem ser em forma de hélice, folhas ou laços. Na estrutura 
terciária podemos ver a disposição tridimensional da secundária em relação ao 
espaço, ligações de hidrogênio e dissulfeto garantem maior estabilidade desta estrutura. A 
quaternária é uma estrutura em que mais de uma proteína estão ligadas em um complexo. 
A sua estrutura está estritamente ligada à sua função. Dentre as milhares de proteínas, 
cada uma delas têm funções específicas, que evoluíram em um meio, com determinadas 
características. O processo de desnaturação proteica ocorre quando este meio é alterado de 
forma que mude a estrutura tridimensional da proteína, afetando sua atividade biológica. A 
desnaturação não afeta as ligações peptídicas entre os aminoácidos, a estrutura primária é 
mantida. 
 
http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/introducao_proteinas/introducao_prot
einas_quatro.htm 
 
 No tubo 1 foi adicionado 2ml de ovo albumina em um tubo de ensaio. Em seguida, os 
alunos ferveram a solução; No tubo 2, foi adicionado 2ml de ovo albumina e 2ml de HCl (ácido 
clorídrico); No tubo 3, foi adicionado 2ml de ovo albumina e 2ml de etanol; No tubo 4, foi 
adicionado 2ml de ovoalbumina e 2ml de sulfato de amônia 
 
 
Fonte: Própria 
 
Tubo 1: 2ml de clara - ao aquecer a proteína observamos que a proteína depreciou com 
o calor as moléculas de água se agitaram e houve o rompimento da ponte de hidrogênio, ou 
seja, formou grumos mudou a estrutura e grudou nas paredes do tubo. 
No tubo 2: Após adicionarmos a albumina com HCl, o frasco foi delicadamente agitado. 
Percebeu-se que mudou a consistência da reação, pois teve sua interação iônica destruída. Esta 
composição é semelhante a qual os humanos encontram no estômago. 
 
No tubo 3: A baixa temperatura do etanol provoca aumento da precipitação. A 
velocidade alta da precipitação faz desnaturação imediata, formando uma película. Isso pode 
desnaturar o sistema inteiro do aminoácido. Neste caso, formam-se pontes de hidrogênio, 
devido ás hidroxilas do etanol que possuem OH 
 
Tubo 4: 2ml de clara + 2ml sulfato de amônia - o sulfato de amônio saturado altera as 
características estruturais das proteínas, os sais atraem as moléculas de água do meio, de modo 
ficar menos água disponível para as moléculas proteicas o que acarreta a diminuição da 
solubilidade e precipitação, desligamento da interação iônica 
 
Aula 3 Roteiro 2 Título da aula: Atividade enzimática 
 
Enzimas são catalisadores biológicos responsáveis por aumentar a velocidade de uma 
determinada reação química. Geralmente as enzimas são proteínas, mas existem alguns ácidos 
ribonucleicos que atuam como enzimas, sendo chamados de ribozimas. 
 
Para que possam aumentar a velocidade de uma reação, as enzimas devem se ligar a 
reagentes, os quais são conhecidos como substratos. Por muito tempo, acreditou-se que essa 
ligação ocorria de maneira bastante rígida, um modelo conhecido como chave-fechadura. 
Atualmente, no entanto, aceita-se o modelo conhecido como encaixe induzido, o qual admite 
que leves mudanças ocorrem na forma da enzima à medida que o substrato entra no sítio ativo. 
 
São enzimas que possuem função de quebrar as ligações entre os aminoácidos da cadeia 
proteica. 
 Foram enumerados 4 tubos de ensaio. Em seguida, foi adicionado em cada tubo 4ml de 
gelatina. Depois, foi colocado sob a gelatina, respectivamente: água, extrato de mamão, extrato 
de abacaxi e suco de laranja. 
 
Fonte: Própria 
 
Tubo 1 (4ml de gelatina + 2ml de água): Se tornou colágeno solidificou, Tem ligações 
peptídicas preservadas. 
 
Tubo 2 (4ml de gelatina + 2ml de extrato de mamão): O mamão possui papaína que faz 
a quebra das ligações peptídicas, por isso não fica com consistência firme 
 
Tubo 3 (4ml de gelatina + 2ml de extrato de abacaxi): Tem proteína, também quebra 
ligação peptídica. Quando aquecido, destrói a bromelina. 
 
Tubo 4 (4ml de gelatina + suco de laranja): Ficou sólido, pois na laranja não tem enzima. 
Possui antioxidantes, vitamina C, mas nada que interfira nas ligações peptídicas. 
 
Aula 4 Roteiro 1 Título da aula: Determinação de açúcares em solução 
 
Os açúcares estão presentes em quase todos os alimentos, podendo ser encontrados na 
forma de monossacarídeos ou polissacarídeos. 
Nos dias atuais, com o avanço da tecnologia analítica, temos à nossa disposição uma 
ampla gama de métodos e técnicas oficiais de análise para a determinação da concentração de 
açúcares redutores, não redutores e açúcares totais. 
As técnicas analíticas para a determinação de teor de açúcar baseiam-se nas diferentes 
propriedades físicas, químicas ou ópticas de cada açúcar para determinar sua concentração em 
uma amostra de interesse. 
Nesta parte do artigo vamos discutir um pouco sobre cada método de determinação de 
açúcar, iniciando do mais básico e mais barato: refratômetro manual até o mais sofisticado, 
seguro e preciso (e também mais caro): a cromatografia líquida de alta eficiência 
 
 Os monossacarídeos, principalmente as hexoses, podem se unir em cadeia, formando 
desde dissacarídeos (com duas unidades, como a sacarose, que une uma frutose e uma glicose) 
até polissacarídeos (com grande número de unidades, como o amido, que tem cerca de 1.400 
moléculas de glicose). 
 
Procedimento 1: Teste de Barfoed 
 
Barfoed: O Teste de Barfoed é um teste químico usado para detectar a presença de 
monossacarídeos. Foi inventado pelo químico dinamarquês Christen Thomsen Barfoed e 
é usado principalmente em botânica. O teste é semelhante à reação da solução de 
Fehling aos aldeídos. Reagente de Barfoed. 
 
 
 
http://kimiagar2010.blogspot.com/2010/04/barfoeds-tests-for-carbohidrate.html 
Negativo (esquerda) Positivo a (direito) 
 
Procedimento 2: Teste do espelho de prata 
O Reagente de Tollens pode ser preparado dissolvendo nitrato de prata em água, 
adicionando hidróxido de sódio para precipitar a prata como Ag2O (óxido de prata I) e 
adicionando amônia aquosa para redissolver a prata como um íon complexo de amônia e prata. 
 
Quando o Reagente de Tollens é adicionado a um aldeído, o aldeído é oxidado a um 
ânion carboxílico e a prata é reduzida a prata metálica. 
 
 
https://www.tutorbrasil.com.br/forum/viewtopic.php?t=66236 
 
Positivo: formação de um espelho de prata para açúcares redutores. 
 
Procedimento 3: Teste de Fehling 
 
Consiste num teste químico para determinar o carácter redutor de uma substância 
orgânica (substância que, em reação química, cede eletrões a outra substância). Este teste é 
geralmente utilizado para detetar açúcares redutores (monossacarídeos, como a glucose, e 
dissacarídeos, como a maltose e a lactose) e aldeídos. 
A solução de Fehling é constituída por uma solução de sulfato de cobre(II) e por uma 
solução alcalina de tartrato de sódio 2,3-di-hidroxibutanodiato. 
Se se adicionar à solução-teste uma quantidade igual das duas soluções e se se aquecer até à 
fervura, verifica-se a formação de um precipitado vermelho cor de tijolo de óxido de cobre(I) 
que prova que a substância em estudo é redutora. 
 
 
Foto: Própria 
 
Positivo: formação de um precipitado avermelhado para açúcaresredutores. 
 
Aula 4 Roteiro 2 Título da aula: Lipídeos 
Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas 
funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), isolante 
térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática das células 
(os fosfolipídios). São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes 
polares e a solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, 
ou seja, aversão à molécula de água. 
Essa característica é de fundamental importância mesmo que organismo possua 
considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface mantida 
entre o meio intra e extracelular. 
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras 
(substâncias saturadas), que são encontrados nos alimentos tanto de origem vegetal quanto 
animal, como nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e também 
na gema de ovo. Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto, 
algumas classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas 
lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais. 
 
Tubo A: 2ml sabão + água 
 Tubo B: 2ml sabão + sal 
Tubo C: 2ml sabão + cloreto de cálcio 
Tubo D: 2ml sabão + ácido clorídrico 
 
Fonte: Própria 
Reação ocorrida: 
 
Foto: Própria 
 
 
Foto Própria 
 Reage em meio aquoso com uma base forte, ou seja, é uma hidrólise alcalina, os 
produtos formados são um sal e um álcool. Para ocorrer a reação foi adicionado 3 mL de óleo 
de soja em um erlenmeyer de 125 mL e 20 mL de KOH (hidróxido de potássio) 10% em álcool. 
Após a mistura, os reagentes submeteram-se ao banho-maria por aproximadamente 5 minutos.