Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP RELATORIO DE AULAS PRATICAS CURSO: BIOMEDICINA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA ESTRUTURAL NOME DO ALUNO: THIANE TESTI BUSSOLO R.A: 2797075 POLO: DUTRA DATA: 11/05/2023 Sumário Introdução ..................................................................................................................................... 3 Aula 1 ............................................................................................................................................ 4 Aula 1 ............................................................................................................................................ 6 Aula 2 ............................................................................................................................................ 7 Aula 2 ............................................................................................................................................ 8 Aula 3 .......................................................................................................................................... 13 Aula 3 .......................................................................................................................................... 17 Aula 4 .......................................................................................................................................... 21 Aula 4 .......................................................................................................................................... 25 Referencias .................................................................................................................................. 29 Introdução Compreender a estrutura e o funcionamento das moléculas vivas é um objetivo fundamental no campo da bioquímica. Para os cientistas biomédicos em particular, é fundamental compreender os mecanismos complexos que sustentam os processos fisiológicos, o desenvolvimento de doenças e as abordagens terapêuticas. Este artigo explora a relevância da bioquímica estrutural no contexto da prática biomédica, enfatizando seu papel crítico no avanço da ciência biomédica e na melhoria dos resultados de saúde. A bioquímica estrutural é o estudo de biomoléculas em três dimensões, incluindo proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídios, e a compreensão de suas interações em sistemas biológicos. Os pesquisadores usam vários métodos, como cristalografia de raios X, espectroscopia de ressonância magnética nuclear e microscopia crioeletrônica, para determinar as propriedades atômicas dessas moléculas, fornecendo informações importantes sobre sua função e atividade. A bioquímica estrutural serve como um recurso fundamental para especialistas biomédicos ao estudar as intrincadas vias moleculares que contribuem para as doenças. Ao examinar as características estruturais de biomoléculas, como enzimas e receptores associados a processos fisiopatológicos, os profissionais podem criar abordagens personalizadas que atendem a uma grande variedade de doenças. Por exemplo, se a estrutura tridimensional de uma determinada proteína ligada à progressão do câncer for identificada, isso pode levar à criação de medicamentos direcionados que forneceriam terapias mais personalizadas e potentes. A bioquímica estrutural desempenha um papel significativo no domínio das ciências biomédicas, especialmente para os profissionais biomédicos. Ao aprimorar nossa compreensão dos processos biológicos, auxiliar no diagnóstico e tratamento de doenças e promover abordagens terapêuticas inovadoras, a bioquímica estrutural revela as complexidades tridimensionais das biomoléculas e suas interações. Ao adotar os conceitos da bioquímica estrutural, os profissionais biomédicos podem contribuir de forma significativa para a melhoria dos resultados de saúde e o bem-estar geral das pessoas. Aula 1 Título da Aula: Indicadores de pH Durante nosso experimento atual, realizamos um estudo com extrato de repolho roxo e várias substâncias. Este extrato contém antocianinas, que são pigmentos orgânicos com capacidade de mudar de cor com base no pH do ambiente em que estão. . Quando entramos em contato com ácido clorídrico 0,5 M, ficou evidente que o extrato de repolho roxo havia adquirido uma coloração vermelha intensa, o que indicava a presença de um meio ácido. Por outro lado, quando entramos em contato com hidróxido de sódio 0,1M, a cor do extrato de repolho roxo se transformou em uma tonalidade azul, indicando a presença de um meio alcalino. Por fim, ao entrar em contato com cloreto de sódio a 10%, o extrato de repolho roxo manteve sua cor original, significando um pH neutro. Outras substâncias também foram testadas. Quando em contato com o vinagre, o extrato de repolho roxo adquire uma coloração avermelhada, indicando um pH ácido. Quando misturado com um detergente incolor, o extrato de repolho roxo fica verde, indicando um pH neutro a ligeiramente alcalino. Quando exposto ao alvejante, o extrato de repolho roxo fica azul, indicando um pH alcalino. Quando em contato com água parada, o extrato de repolho roxo mantém sua cor original, indicando um pH neutro. Quando misturado com sabão em pó, o extrato de repolho roxo assume uma tonalidade verde-azulada, indicando um pH alcalino. Após o contato com o leite, o extrato de repolho roxo tornou-se rosa, indicando um pH ácido. Quando misturado com bicarbonato de sódio, o extrato de repolho roxo fica verde-azulado, indicando um pH alcalino. Quando em contato com a albumina, o extrato de repolho roxo manteve sua cor original, indicando um pH neutro. Esse experimento demonstra a capacidade dos indicadores de pH, como o extrato de repolho roxo, em fornecer informações visuais sobre a acidez ou alcalinidade de diferentes substâncias. Esses indicadores são amplamente utilizados em diversas aplicações, como testes clínicos, controle de qualidade de produtos e estudos bioquímicos, devido à sua adaptabilidade e facilidade de uso. Fotos dos resultados da turma: Atividades de fixação 1. A partir dos resultados obtidos, fazer uma discussão sobre o caráter ácido/básico das substâncias analisadas e, se possível, discutir se as pessoas com gastrite ou refluxo podem ingerir essas substâncias., Com base nos resultados obtidos ao utilizar o extrato de repolho roxo como indicador de pH, é possível realizar algumas observações sobre o caráter ácido/básico das substâncias analisadas e discutir sua adequação para pessoas com gastrite ou refluxo. Ácido clorídrico 0,5M: O ácido clorídrico é altamente ácido e, ao entrar em contato com o extrato de repolho roxo, apresentou uma coloração vermelha intensa. Para pessoas com gastrite ou refluxo, que já possuem altos níveis de acidez no estômago, a ingestão de ácido clorídrico pode agravar essas condições e deve ser evitada. Hidróxido de sódio 0,1M: O hidróxido de sódio é uma base forte e, ao entrar em contato com o extrato de repolho roxo, resultou em uma coloração azul, indicando seu caráter alcalino. Pessoas com gastrite ou refluxo geralmente sofrem com acidez excessiva no estômago, portanto, o consumo de uma base forte como o hidróxido de sódio pode aumentar a alcalinidade e causar desconforto. É recomendado evitar o consumo de hidróxido de sódio nessas condições. Cloreto de sódio 10%: O cloreto de sódio, conhecido como sal de cozinha, é neutro e não afeta significativamente o pH. O extrato de repolho roxo manteve sua coloração original. O consumo moderado de cloreto de sódio geralmente não afeta diretamente o pH do estômago, mas é importante ter em mente que o consumo excessivo de sal pode agravar a retenção de líquidos e outros problemas de saúde. Vinagre:O vinagre é ácido e, ao entrar em contato com o extrato de repolho roxo, apresentou uma coloração vermelha clara. Embora o vinagre possua propriedades ácidas, seu consumo em pequenas quantidades diluídas em alimentos geralmente não causa efeitos significativos na acidez do estômago. No entanto, pessoas com gastrite ou refluxo devem monitorar a ingestão de vinagre, pois ele pode causar desconforto em alguns casos. Detergente incolor: O detergente incolor não provocou alterações significativas na cor do extrato de repolho roxo, indicando que é neutro ou levemente alcalino. O consumo de detergentes é altamente desencorajado, pois contêm substâncias químicas prejudiciais ao organismo. Água sanitária: A água sanitária é alcalina e, ao entrar em contato com o extrato de repolho roxo, resultou em uma coloração azulada. A ingestão de água sanitária é extremamente perigosa e pode causar danos graves à saúde. Portanto, seu consumo não é recomendado em nenhuma circunstância. Água sem gás: A água sem gás é neutra e não teve impacto na coloração do extrato de repolho roxo, mantendo sua cor original. Aula 1 Título da Aula: pH e solução tampão O equilíbrio dos sistemas biológicos depende em grande parte do pH e das soluções tampão usadas em bioquímica. O pH é uma escala que mede o número de íons de hidrogênio (H+) presentes em uma solução, em uma escala de 0 a 14. Valores acima de 7 indicam um pH alcalino, enquanto valores abaixo de 7 indicam um pH ácido. No corpo humano, vários processos bioquímicos ocorrem dentro de faixas específicas de pH. Por exemplo, o ambiente ácido do estômago (pH em torno de 2) é essencial para uma boa digestão dos alimentos. Em contraste, o pH do sangue é ligeiramente alcalino (cerca de 7,4), o que é essencial para o bom funcionamento de enzimas e outros componentes biológicos. As soluções tampão desempenham um papel crucial na manutenção do pH estável de uma solução na bioquímica. Elas consistem na combinação de um ácido fraco e sua base conjugada, ou uma base fraca e seu ácido conjugado. Os tampões atuam absorvendo íons de hidrogênio extra ou hidróxido presentes na solução, evitando mudanças significativas de pH. Muitos fluidos biológicos no corpo humano, incluindo o sangue, contam com soluções tampão para manter o pH estável. O conhecimento de soluções tampão e valores de pH é crítico em muitas aplicações em pesquisa e prática biomédica, como fabricação de medicamentos, desenvolvimento de tratamentos médicos e estudo de sistemas biológicos. Ao ajustar o pH e usar soluções tamponadas, os pesquisadores são capazes de entender e influenciar o comportamento de moléculas e sistemas biológicos, abrindo novas perspectivas e avançando a ciência biomédica. Para a realização da atividade proposta, utilizamos uma fita métrica de pH, pois não dispúnhamos de um medidor de pH. A experiência consistiu na preparação de quatro recipientes, dois dos quais com água e um com solução tampão. Avaliamos as curvas de pH resultantes adicionando duas gotas de NaOH ou HCl a cada recipiente. Fotos do resultado divulgado no grupo da sala: Aula 2 Título da Aula: Titulação de aminoácidos No campo da bioquímica estrutural com foco na biomedicina, a titulação de aminoácidos é uma técnica essencial para determinar suas propriedades químicas e concentrações. Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas e desempenham papéis vitais nos processos biológicos. Entender sua identidade e concentração é fundamental para uma variedade de aplicações biomédicas, incluindo análise de estrutura de proteínas, desenvolvimento de medicamentos e diagnóstico de doenças. A titulação envolve a adição gradual de um titulante (geralmente um ácido ou base) a uma solução contendo um aminoácido. O titulante reage com grupos funcionais específicos na molécula de aminoácido, resultando em uma mudança no pH ou em um sinal indicador visível. Isso permite a determinação de vários parâmetros, incluindo o valor de pKa, que representa as propriedades ácido-base dos aminoácidos. Durante o processo de titulação, o pH da solução é monitorado utilizando um medidor de pH ou um indicador colorimétrico. Em pontos específicos, conhecidos como pontos de equivalência, o titulante adicionado reage completamente com o aminoácido, resultando em uma mudança abrupta no pH. Esses pontos fornecem informações importantes sobre o comportamento ácido-base do aminoácido e podem ser utilizados para determinar sua concentração ou identificar grupos funcionais específicos presentes. A titulação de aminoácidos desempenha um papel especialmente relevante no campo da bioquímica estrutural, pois auxilia na compreensão dos estados de ionização e das propriedades ácido-base dos aminoácidos dentro das proteínas. Esse conhecimento é fundamental para prever o dobramento das proteínas, estudar a catálise enzimática e investigar as interações entre proteínas e ligantes. A titulação de aminoácidos é um componente crucial dos testes laboratoriais clínicos no campo da biomedicina. Ele permite medir os níveis de aminoácidos nos fluidos corporais, o que auxilia na detecção e monitoramento de várias doenças metabólicas hereditárias, como fenilcetonúria e condições de urina com sabor de xarope de bordo. Para concluir, a titulação de aminoácidos é um método essencial em bioquímica estrutural, com aplicações significativas em biomedicina. Ele oferece detalhes úteis sobre características ácido- base e concentrações de aminoácidos, auxiliando em diagnósticos clínicos e tratamentos terapêuticos, ao mesmo tempo em que avança nossa compreensão da estrutura e função das proteínas. Imagens da atividade: Aula 2 Roteiro 2 Título da Aula: Detecção de aminoácidos e proteínas em solução por meio de reações de coloração A detecção de aminoácidos e proteínas em solução por meio de reações de coloração é um método amplamente empregado na bioquímica para identificar e quantificar essas biomoléculas. Essas reações exploram as propriedades químicas e estruturais dos aminoácidos e proteínas, resultando em uma mudança visível na cor que pode ser observada e mensurada. Diversas reações de coloração são utilizadas para detectar aminoácidos e proteínas. Alguns exemplos incluem a reação de ninidrina, a reação de biureto, a reação de ácido pícrico e a reação de Bradford. Cada uma dessas reações se baseia em interações específicas entre as moléculas de aminoácidos e proteínas e os reagentes utilizados. Na reação de ninidrina, por exemplo, a ninidrina reage com os grupos amina dos aminoácidos, resultando na formação de um produto de cor violeta intensa. Essa reação é frequentemente empregada para detectar aminoácidos individuais em solução. Na reação de biureto, o reagente de biureto reage com as ligações peptídicas presentes nas proteínas, formando um complexo de cor violeta. Essa reação é utilizada para a detecção de proteínas totais em solução. A reação de ácido pícrico é outra reação de coloração comumente usada para detectar proteínas. Nessa reação, o ácido pícrico reage com os resíduos de aminoácidos básicos, como lisina e arginina, resultando em uma mudança de cor para amarelo ou vermelho. A reação de Bradford é uma das técnicas mais empregadas para a quantificação de proteínas em solução. Nessa reação, o corante Coomassie Brilliant Blue se liga seletivamente às proteínas, resultando em uma mudança de cor de marrom para azul. A intensidade da cor formada está diretamente relacionada à concentração de proteínas presentes. Essas reações de coloração proporcionam uma maneira rápida e relativamente simples de detectar e quantificar aminoácidos e proteínas em solução. Elas são amplamente utilizadas em pesquisa científica, diagnóstico clínico e controle de qualidade nas indústrias farmacêutica e alimentícia, permitindo uma análise ágil e confiável dessas biomoléculas essenciais.Para resumir: Os aminoácidos são as unidades básicas que compõem as proteínas, compostos por um grupo amina (-NH2), um grupo carboxila (-COOH) e uma cadeia lateral variável (R), ligados a um átomo de carbono central. As proteínas são macromoléculas constituídas por uma sequência linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas, formadas pela reação de condensação entre o grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amina de outro. As propriedades das proteínas e aminoácidos podem ser avaliadas por meio de reações de coloração seletivas, que indicam a presença de grupos funcionais específicos. Segue a proposta da aula: PROCEDIMENTOS (O técnico do laboratório deve deixar preparada a solução de biureto para uso) Reação com biureto: 1) Separar 8 tubos de ensaio e identificá-los de 1 a 8. 2) Adicionar ao tubo 1 (tubo branco) o volume de 2 mL do reativo do biureto + 1 mL de água. 3) Adicionar ao tubo 2 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL da solução de albumina 10%. 4) Adicionar ao tubo 3 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL da solução de aminoácido glicina 1%. 5) Adicionar ao tubo 4 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de leite sem ferver. Manual de Estágio 6) Adicionar ao tubo 5 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de leite fervido. 7) Adicionar ao tubo 6 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de amido 1%. 8) Adicionar ao tubo 7 o volume de 1 mL do reativo do biureto + 1 mL de óleo de cozinha. 9) Adicionar ao tubo 8 o volume de mL do reativo do biureto + 1 mL de suco de fruta. 10) Anote em quais tubos se detectou a presença de proteínas. A presença delas poderá ser notada pela coloração arroxeada nos respectivos tubos. Atividades de fixação 1. Os resultados da utilização do método de biureto na detecção das proteínas da clara do ovo cru seriam semelhantes ao do ovo cozido? Justifique. Sim, os resultados obtidos ao utilizar o método de biureto para detectar proteínas na clara do ovo cru seriam semelhantes aos do ovo cozido. Isso ocorre porque o processo de cozimento não afeta a estrutura primária das proteínas, que consiste na sequência linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. O método de biureto funciona detectando a presença dessas ligações peptídicas, as quais estão presentes tanto nas proteínas da clara do ovo cru quanto do ovo cozido. Portanto, o método de detecção de proteínas com biureto pode ser aplicado a ambas as amostras sem comprometer a validade dos resultados. 2. É possível também detectar aminoácidos livres por esse mesmo teste (biureto)? Justifique. Não, o teste de biureto não é adequado para detectar aminoácidos livres. Esse método se baseia na reação entre as ligações peptídicas e o reagente de biureto, resultando em uma mudança característica na cor. Entretanto, os aminoácidos livres não possuem ligações peptídicas, pois não estão ligados a outros aminoácidos para formar uma cadeia polipeptídica. Portanto, a presença de aminoácidos livres não seria detectada pelo teste de biureto. Para detectar aminoácidos livres, são necessários métodos de análise específicos capazes de identificar e quantificar individualmente essas moléculas, como cromatografia ou espectroscopia. 3. Sabendo-se que um peptídeo apresenta os aminoácidos em sequência Gly-Ala-Cys, esboce o peptídeo. A inversão da ordem dos aminoácidos no peptídeo (Cys-Ala-Gly) altera a molécula? Por quê? Para representar o peptídeo Gly-Ala-Cys, devemos listar os aminoácidos na ordem indicada: N-terminus: Gly - Ala - Cys - C-terminus Inverter a ordem dos aminoácidos para Cys-Ala-Gly resultaria em: N-terminus: Cys - Ala - Gly - C-terminus A inversão da ordem dos aminoácidos no peptídeo altera a molécula, uma vez que a sequência de aminoácidos determina a estrutura e a função da proteína ou peptídeo. A ordem específica dos aminoácidos na cadeia polipeptídica é essencial para a formação de interações e estruturas tridimensionais características. No caso do peptídeo Gly-Ala-Cys, a mudança para Cys-Ala-Gly altera a sequência de aminoácidos e, consequentemente, a disposição espacial dos grupos funcionais e das interações químicas possíveis. Isso pode afetar as propriedades físicas e químicas do peptídeo, como sua solubilidade, estabilidade estrutural e capacidade de se ligar a outras moléculas. Portanto, a inversão da ordem dos aminoácidos no peptídeo pode ter um impacto significativo na molécula, alterando sua estrutura e função. Portanto, a inversão da ordem dos aminoácidos no peptídeo pode ter impacto significativo na molécula, alterando sua estrutura e função. Aula 3 Roteiro 1 Título da Aula: Desnaturação proteica A desnaturação proteica é um processo que resulta na perda da estrutura tridimensional natural de uma proteína, levando à perda de suas propriedades biológicas e funcionais. As proteínas normalmente possuem uma estrutura complexa e organizada, essencial para sua função específica. A desnaturação pode ser desencadeada por diversos fatores físicos, químicos ou biológicos que interferem nas interações não covalentes responsáveis pela estabilidade da estrutura proteica. Esses fatores incluem alterações no pH, variações de temperatura, presença de agentes químicos como detergentes, solventes orgânicos ou sais, exposição à radiação ultravioleta e ação de enzimas específicas. Quando uma proteína é desnaturada, ocorre a quebra das ligações e interações entre os aminoácidos, resultando no desdobramento da estrutura secundária, terciária e quaternária. Isso leva à perda da forma tridimensional funcional da proteína e, consequentemente, à perda de sua atividade biológica. A desnaturação proteica pode ser reversível ou irreversível, dependendo das circunstâncias. Em certos casos, quando as condições adversas são corrigidas, a proteína pode passar por um processo de refolding, recuperando sua estrutura nativa e função. No entanto, em outros casos, a desnaturação é irreversível, levando à formação de agregados proteicos ou precipitação da proteína. A desnaturação proteica tem implicações em diversas áreas, incluindo biomedicina, alimentação e indústria. Por exemplo, durante o processo de cozimento de alimentos, as proteínas podem ser desnaturadas, resultando em alterações de textura e sabor. Além disso, em contextos biomédicos, a desnaturação proteica está associada a doenças neurodegenerativas, nas quais as proteínas se agregam de forma anormal, comprometendo a função celular. Em resumo, a desnaturação proteica é um processo que afeta a estrutura e função das proteínas, podendo ser reversível ou irreversível. É influenciada por fatores físicos, químicos e biológicos, e sua compreensão é importante em várias áreas científicas e aplicadas. PROCEDIMENTOS 1. Ação da temperatura nas proteínas A) Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e, com auxílio de uma pinça, colocá-lo sobre o bico de Bunsen, ferver (anotar o resultado). 2. Ação do pH nas proteínas A) Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e adicionar 2 mL de HCl 5M (anotar o resultado). B) Em outro tubo de ensaio, colocar 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e adicionar 2 mL de HCl 0,5M (anotar o resultado). 3. Ação de solventes orgânicos sobre as proteínas A) Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e adicionar 2 mL de etanol gelado (anotar o resultado). Serviço Social 4. Ação de sais sobre as proteínas A) Em um tubo de ensaio, colocar 2 mL de solução de ovoalbumina a 10% e adicionar 2 mL da solução saturada de sulfato de amônio (anotar o resultado). Resultado: Atividades de fixação 1. Analise a figura a seguir que mostra a mudança da estrutura terciáriade uma proteína enzimática, pela modificação das condições às quais ela está exposta. Essa mudança é chamada de: a) Saturação e pode ser causada pela alteração do pH do meio. b) Renaturação e pode ser causada pela alteração da temperatura do meio. c) Saponifização e pode ser causada pela alteração de pH do meio. d) Floculação e pode ser causada pela mudança de densidade do meio. e) Desnaturação e pode ser causada pela alteração de temperatura do meio. Resposta: Alternativa E 2. Logo após a colheita, os grãos de milho apresentam sabor adocicado, devido à presença de grandes quantidades de açúcar em seu interior. O milho estocado e vendido nos mercados não tem mais esse sabor, pois cerca de metade do açúcar já foi convertida em amido por meio de reações enzimáticas. No entanto, se o milho for, logo após a colheita, mergulhado em água fervente, resfriado e mantido em um congelador, o sabor adocicado é preservado. Por que esse procedimento preserva o sabor adocicado dos grãos de milho? Ao mergulhar o milho recém-colhido em água fervente, resfriá-lo rapidamente e armazená-lo em um congelador, é possível preservar o sabor adocicado dos grãos de milho. Isso ocorre porque esse processo interrompe a ação das enzimas responsáveis pela conversão do açúcar em amido. Após a colheita, o milho possui enzimas que continuam a catalisar a conversão do açúcar em amido. Essa conversão é parte natural do processo de amadurecimento do milho. No entanto, ao submeter o milho a um rápido aquecimento em água fervente e, em seguida, resfriá-lo no congelador, essas enzimas são inativadas, impedindo que continuem a converter o açúcar. Dessa forma, ao interromper a atividade enzimática por meio do calor e resfriamento, o milho mantém uma quantidade maior de açúcar em seus grãos, preservando seu sabor adocicado. Enquanto o milho estiver congelado, as enzimas permanecem inativas, retardando a conversão do açúcar em amido. É importante ressaltar que, ao descongelar o milho e expô-lo a condições favoráveis para as enzimas, a conversão do açúcar em amido pode recomeçar, resultando em uma diminuição gradual do sabor adocicado ao longo do tempo. Portanto, o congelamento é uma maneira eficaz de preservar temporariamente o sabor adocicado do milho, mas não é uma solução permanente. 3. Sabe-se que quando se colocam gotas de limão no leite aparece o coalho. Qual a possível explicação? Relacione com a digestão de proteínas pelo estômago. Explicar por que a enzima pepsina (que é responsável pela digestão, junto com o HCl) não se comporta como as proteínas que se submetem à digestão no estômago. Quando gotas de limão são adicionadas ao leite, ocorre a formação de coalho devido à presença do ácido cítrico no limão. O ácido cítrico reduz o pH do leite, tornando-o ácido. Essa acidez provoca a desnaturação das proteínas presentes no leite, especialmente a caseína, que é a principal proteína do leite. A desnaturação da caseína leva à formação de um precipitado chamado coalho. Esse processo é similar ao que acontece durante a digestão das proteínas no estômago. No estômago, as células parietais secretam ácido clorídrico (HCl), reduzindo o pH gástrico e criando um ambiente ácido. Esse ambiente ácido facilita a desnaturação das proteínas presentes nos alimentos. Em seguida, a enzima pepsina é liberada como pepsinogênio e ativada pelo ambiente ácido. A pepsina é uma enzima proteolítica que quebra as proteínas em fragmentos menores chamados peptídeos. No entanto, a pepsina não se comporta como as proteínas que são submetidas à digestão no estômago, pois ela é uma enzima. As enzimas são moléculas proteicas especializadas em catalisar reações químicas específicas. A pepsina possui um sítio ativo que interage com as proteínas alvo e promove sua quebra em peptídeos. Enquanto as proteínas são desnaturadas e fragmentadas pela ação do ácido no estômago, a pepsina atua de forma específica na quebra dessas proteínas em peptídeos menores. A pepsina não se comporta como as proteínas submetidas à digestão porque ela é uma enzima adaptada para desempenhar uma função específica no processo digestivo. Enquanto as proteínas são desnaturadas e fragmentadas, a pepsina permanece ativa e capaz de catalisar a quebra das proteínas em peptídeos, contribuindo para a digestão no estômago. Aula 3 Roteiro 2 Título da Aula: Atividade enzimática A atividade enzimática está relacionada à capacidade das enzimas de acelerar reações químicas específicas em sistemas biológicos. As enzimas são proteínas especializadas que desempenham papéis cruciais em uma variedade de atividades metabólicas e processos biológicos. No contexto da digestão, as enzimas desempenham um papel fundamental na quebra de macromoléculas presentes nos alimentos em componentes menores que podem ser absorvidos pelo organismo. A digestão é um processo complexo que envolve várias etapas e diferentes enzimas em diferentes partes do sistema digestivo. No estômago, a pepsina é uma enzima secretada pelas células do revestimento gástrico e é responsável pela fragmentação das proteínas em peptídeos menores. Ela atua em um ambiente ácido, criado pela secreção de ácido clorídrico (HCl), o que facilita a desnaturação das proteínas e a ativação da pepsina. No intestino delgado, as enzimas digestivas, como amilase, lipase e várias enzimas proteolíticas, são secretadas pelo pâncreas e pelo revestimento intestinal. Essas enzimas atuam na quebra de carboidratos, lipídios e proteínas, respectivamente, em unidades menores, como açúcares, ácidos graxos e aminoácidos. A atividade enzimática no processo digestivo é essencial para a eficiente degradação dos nutrientes dos alimentos, permitindo sua absorção e utilização pelo organismo. As enzimas digestivas são altamente específicas em relação aos substratos com os quais interagem, garantindo a eficácia e seletividade das reações de digestão. Em resumo, a atividade enzimática desempenha um papel vital na digestão, possibilitando a quebra dos nutrientes em formas mais simples e absorvíveis pelo organismo. Isso assegura a disponibilidade dos componentes essenciais dos alimentos para a nutrição e o adequado funcionamento do organismo. PROCEDIMENTO 1 – atividade enzimática de extratos vegetais 1) Preparar a gelatina conforme as instruções da embalagem. 2) Preparar os extratos das frutas previamente picadas (o abacaxi sem casca, o mamão com casca e a fruta regional escolhida de acordo com a indicação popular de uso, isto é, com ou sem a casca), utilizando o liquidificador e um pouco de água. 3) Peneirar os extratos (pode ser com gaze). 4) Numerar os tubos de ensaio de 1 a 4 e preparar a sequência de tubos de ensaio, conforme apresentado na tabela a seguir. 5) Colocar os tubos no freezer até que o tubo 1 (controle) gelifique. Isso deverá ocorrer após alguns minutos. A ocorrência ou não da proteólise será avaliada por meio da gelificação. Após um banho de gelo de alguns minutos (o suficiente para ocorrer a gelificação do controle – tubo 1), incline os tubos ligeiramente para verificar a viscosidade do meio em cada um deles. 6) Observar os tubos e anotar na tabela apropriada os resultados positivos e negativos para a gelificação dos tubos. PROCEDIMENTO 2 – atividade enzimática da saliva (importância da amilase salivar) 1) Coletar saliva em um béquer e diluir com água destilada (se for necessário, filtrar em gaze). 2) Em outro béquer, adicionar 20 mL de amido a 1% e colocar, aproximadamente, 1,0 mL de saliva diluída. 3) Identificar sete tubos de ensaio, como segue: T0, T1, T2, T3, T4, T5 e T6 e em cada tubo adicionar 1 gota de Lugol. 4) Homogeneizar o béquer (com o preparado descrito no item 2) e retirar alíquotas de 1 mL a cada 1 minuto (a contar do tempo zero), até 5 minutos transferindo cada alíquota para um dos tubos identificadosanteriormente (totalizando sete tubos). Atividades de fixação 1. As enzimas estão presentes em pequenas quantidades no organismo. Elas são moléculas extremamente específicas, atuando somente sobre um determinado composto e efetuam sempre o mesmo tipo de reação. Em relação às enzimas, foram feitas as afirmações: I. Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores de reações químicas. II. Cada reação química que ocorre em um ser vivo, geralmente, é catalisada por um tipo de enzima. III. A velocidade de uma reação enzimática independe de fatores como a temperatura e o pH do meio. IV. As enzimas sofrem um processo de desgaste durante a reação química da qual participam. São verdadeiras as afirmações: a) I e II. b) I e III. c) I, II e IV. d) III e IV. e) I, II, III e IV. Resposta: alternativa A 2. Arquilino Pestana, professor de Biologia, após expor para seus alunos do 1º ano do Ensino Médio o conteúdo referente a enzimas – biocatalizadores de natureza proteica –, propôs-lhes o seguinte questionamento: “Sabendo-se que os peroxissomos são organelas que contêm uma catalase – a peroxidase –, o que ocorrerá quando acrescentarmos aos recipientes a seguir, numerados de 1 a 3, peróxido de hidrogênio (H2O2)?” Recipiente 1: carne cozida a 80 ºC por 1,5 horas e recém-cortada em pequenos pedaços. Recipiente 2: carne descongelada e recém-cortada em pequenos pedaços, após três dias de congelamento a -2 ºC. Recipiente 3: Solanum tuberosum (batata) recém-cortada em pequenos pedaços, tendo sido mantida todo tempo em temperatura de 32 ºC. Podemos afirmar que: I. No recipiente 1 não ocorrerá nenhuma alteração, pois as enzimas desnaturam em temperaturas superiores a 40 ºC. II. Nos recipientes 1 e 2, nenhuma alteração será percebida, pois tanto temperaturas elevadas quanto baixas provocam inativação enzimática. III. No recipiente 2 ocorrerá um “borbulhamento” na superfície da carne, em decorrência da ação da peroxidase, promovendo a quebra do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio, visto que temperaturas baixas apenas inativam as enzimas, sendo um fenômeno reversível. IV. No recipiente 3 ocorrerá a seguinte reação: H2O2 H2O + O, já que, a 32 ºC, a peroxidase está em seu ótimo de temperatura. V. No recipiente 3 não ocorrerá qualquer tipo de reação, já que os peroxissomos são organelas típicas dos animais. Assinale a alternativa cuja(s) assertiva(s) é(são) correta(s). a) I, III e IV. b) II e IV. c) II, apenas. d) I, III e V. e) III, apenas. Resposta: Alternativa A Aula 4 Roteiro 1 Título da Aula: Determinação de açúcares em solução Para relembrar: Estrutura de carboidratos: Monossacarídeos são carboidratos simples compostos por uma única unidade de açúcar. Sua fórmula geral é (CH2O)n, em que "n" representa o número de carbonos na molécula. Possuem uma ligação hemiacetal ou hemiacetálica, juntamente com uma hidroxila anomérica que pode ser alfa ou beta. Dissacarídeos são compostos por dois monossacarídeos ligados por meio de uma ligação glicosídica. Exemplos incluem sacarose (glicose + frutose), lactose (glicose + galactose) e maltose (glicose + glicose). Polissacarídeos são cadeias longas de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Exemplos notáveis são amido, celulose e glicogênio. Os carboidratos desempenham funções vitais no fornecimento de energia ao organismo, sendo uma das principais fontes de combustível celular. As fontes de carboidratos incluem alimentos como pães, cereais, frutas, legumes e laticínios. Monossacarídeos são encontrados em frutas e mel, enquanto dissacarídeos estão presentes em açúcares de mesa, leite e produtos lácteos. Polissacarídeos, como amido, são encontrados em alimentos como arroz, batata e grãos. Celulose é um componente da parede celular de plantas, enquanto glicogênio é um polissacarídeo de armazenamento de energia em animais. Existem reações específicas para diferenciar carboidratos, como a reação de Benedict para detectar açúcares redutores, a reação de Molisch para detecção geral de açúcares e a hidrólise enzimática para quebrar dissacarídeos em monossacarídeos constituintes. Além disso, a especificidade das enzimas pode ser utilizada para diferenciar carboidratos. Por exemplo, a enzima lactase é específica para a quebra da lactose em glicose e galactose. Em resumo, os carboidratos são compostos orgânicos importantes, com estruturas distintas (monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos) e funções essenciais no fornecimento de energia. Eles podem ser diferenciados por meio de reações químicas específicas e têm diversas fontes na dieta humana. PROCEDIMENTOS 1. Teste de Barfoed Separar dois tubos de ensaio e identificá-los com 1 e 2: No tubo 1, adicionar 2 mL de reativo de Barfoed e acrescentar 1 mL de glicose a 10%. No tubo 2, adicionar 2 mL de reativo de Barfoed e acrescentar 1 mL de lactose a 10%. Aquecer à fervura em banho-maria de água durante 5 minutos. Positivo: turvação ou precipitado avermelhado para monossacarídeos redutores. 2. Teste do espelho de prata 1) Colocar 1 mL da solução de nitrato de prata em um tubo de ensaio bem lavado. 2) Adicionar amônia diluída gota a gota com agitação até se dissolver o precipitado formado. Manual de Estágio 3) Adicionar 0,5 mL da solução de glicose (amostra) e agitar. 4) Aquecer em um banho de água à temperatura de 70 ºC durante 5 minutos. Positivo: formação de um espelho de prata para açúcares redutores. 3. Teste de Fehling Separar dois tubos de ensaio e identificá-los com 1 e 2: No tubo 1, adicionar 1 mL da solução de Fehling A e 1 mL da solução de Fehling B e 0,5 mL de glicose. No tubo 2, adicionar 1 mL da solução de Fehling A e 1 mL da solução de Fehling B e 0,5 mL de sacarose. Misturar e aquecer à fervura em um banho de água durante, aproximadamente, 5 minutos. Positivo: formação de um precipitado avermelhado para açúcares redutores. Atividades de fixação 1. O que significa poder redutor do açúcar? Como esse conceito foi aplicado à aula? O poder redutor do açúcar está relacionado à capacidade de doar elétrons em uma reação de oxirredução. Essa capacidade está presente quando o açúcar possui um grupo funcional aldeído ou cetona livre, que pode sofrer oxidação. Um exemplo de teste para detectar açúcares redutores é a reação de Benedict, na qual os açúcares reagem com o reagente de Benedict (Cu2+) e formam um precipitado de cor característica. 2. Qual é a relação das ligações glicosídicas e o poder redutor do açúcar? As ligações glicosídicas são formadas quando ocorre a união de dois ou mais monossacarídeos, dando origem a dissacarídeos e polissacarídeos. Quando há uma ligação glicosídica entre dois açúcares, o carbono anomérico do açúcar doador perde sua capacidade redutora, uma vez que está envolvido na formação da ligação. Portanto, açúcares ligados por ligações glicosídicas não exibem poder redutor. 3. Por que foi possível obter prata metálica na reação de formação do espelho de prata? Na reação de formação do espelho de prata, um açúcar redutor, como a glicose, é oxidado pelo reagente de Tollens (nitrato de prata em meio alcalino) em uma reação de oxirredução. A glicose doa elétrons para o íon Ag+ do nitrato de prata, reduzindo-o a prata metálica, que se deposita como um espelho no vidro. Isso ocorre porque a glicose é capaz de atuar como agente redutor, enquanto o íon prata (Ag+) é reduzido a prata metálica. 4. Analisar os açúcares a seguir e dizer quais seriam Barfoed positivo e Fehling positivo. Para determinar quais açúcares seriam Barfoed positivo e Fehling positivo, seria necessário realizar testes específicos com os reagentes de Barfoed e Fehling. No teste de Barfoed, açúcares que possuem um grupo funcional aldeído livre, como a glicose, podem reagir com o reagente de Barfoede formar um precipitado de cor característica. Já no teste de Fehling, açúcares redutores, como glicose e frutose, podem reagir com o reagente de Fehling e produzir um precipitado de óxido de cobre (Cu2O) de cor característica. Aula 4 Roteiro 2 Título da Aula: Lipídeos Conforme proposto pelo roteiro, vamos recapitular alguns assuntos: Fórmula geral dos ácidos graxos e triglicerídeos: Os ácidos graxos são compostos por uma cadeia hidrocarbonada longa com um grupo carboxila (-COOH) no final. Sua fórmula geral é R-COOH, onde "R" representa a cadeia hidrocarbonada. Os triglicerídeos, por sua vez, são ésteres formados pela esterificação de três ácidos graxos com uma molécula de glicerol. Cada ácido graxo se liga ao glicerol por meio de uma ligação éster, resultando na fórmula geral dos triglicerídeos como R-COOR-COOR-COO-R, em que "R" representa a cadeia hidrocarbonada do ácido graxo. Reatividade dos ácidos graxos: Hidrogenação: Os ácidos graxos podem ser submetidos à hidrogenação na presença de um catalisador, o que resulta na adição de hidrogênio (H2) às ligações duplas da cadeia hidrocarbonada. Isso leva à saturação das ligações duplas, resultando na formação de ácidos graxos saturados. Halogenação: Os ácidos graxos têm a capacidade de reagir com halogênios, como cloro (Cl2) ou bromo (Br2), em uma reação de halogenação. Nesse processo, as ligações duplas são quebradas e os halogênios são adicionados à cadeia hidrocarbonada. Saponificação: Os ácidos graxos são capazes de reagir com uma base forte, como hidróxido de sódio (NaOH), em um processo chamado saponificação. Essa reação envolve a hidrólise alcalina dos ésteres dos ácidos graxos presentes nos triglicerídeos, resultando na formação de sabão e glicerol. Hidrólise alcalina dos triglicerídeos: A hidrólise alcalina dos triglicerídeos é um processo que ocorre quando eles são submetidos a uma reação com uma base forte, como o hidróxido de sódio (NaOH). Nessa reação, os triglicerídeos são decompostos em seus componentes, que são os ácidos graxos e o glicerol, por meio da quebra das ligações éster. Esse processo é amplamente utilizado na produção de sabões, onde os triglicerídeos presentes em óleos ou gorduras reagem com uma base forte para formar sabão e glicerol. O sabão é o sal de sódio ou potássio dos ácidos graxos. Pesquisa de insaturações em óleos e gorduras (índice de iodo): O índice de iodo é uma medida da quantidade de insaturações presentes nos ácidos graxos de óleos e gorduras. Ele indica a quantidade de iodeto de potássio (KI) que pode ser adicionada a 100 gramas da substância em estudo. Quanto maior o índice de iodo, maior é a quantidade de ácidos graxos insaturados presentes na substância. Isso ocorre devido à presença de ligações duplas nos ácidos graxos, que são capazes de reagir com o iodeto de potássio durante a determinação do índice de iodo. PROCEDIMENTOS Parte I: Colocar um pedaço de manteiga (caso não tenha, pode-se usar 3 mL de óleo de soja) em um erlenmeyer de 125 mL e adicionar 20 mL de KOH 10% em álcool (pode ser NaOH 10%). Aquecer em banho-maria durante, aproximadamente, 5 minutos. Verificar se a saponificação foi completa, observando a solubilidade de uma alíquota da mistura da mistura em água. Guardar a solução. Esquematizar a equação da reação ocorrida. Parte II: Separar três tubos de ensaio e identificá-los com 1, 2 e 3. No tubo 1, adicionar 2 mL de solução de sabão preparada na parte I e 5 gotas de solução de cloreto de sódio 35% (NaCl 35%). No tubo 2, adicionar 2 mL de solução de sabão preparada na parte I e 5 gotas de solução de cloreto de cálcio 10% (CaCl2 10%). No tubo 3, adicionar 2 mL de solução de sabão preparada na parte I e 5 gotas de ácido clorídrico 0,1N (HCl 0,1N). Se necessário, leve a mistura (sabão) obtida na parte I novamente ao banho-maria para dissolução. Misturar as reações por agitação. Esquematizar a reação. Parte III: Separar dois tubos de ensaio e identificá-los com 1 e 2: No tubo 1, adicionar 5 mL de óleo de soja e 10 gotas de lugol. No tubo 2, adicionar 5 mL de margarina derretida e 10 gotas de lugol. Ferver os tubos em banho-maria até o desaparecimento da coloração provocada pelo lugol. Após resfriamento à temperatura ambiente, adicionar 3 gotas de solução de amido em cada tubo. Atividades de fixação 1. O que são reações de hidrogenação, halogenação e saponificação? Exemplifique. Reações de hidrogenação, halogenação e saponificação são processos químicos relacionados aos ácidos graxos e triglicerídeos: Hidrogenação: É uma reação na qual ligações insaturadas (ligações duplas) nos ácidos graxos são convertidas em ligações saturadas (ligações simples) pela adição de hidrogênio. Exemplo: a hidrogenação de óleos vegetais para a produção de margarina. Halogenação: É uma reação na qual halogênios, como cloro ou bromo, são adicionados às ligações insaturadas dos ácidos graxos, formando compostos halogenados. Exemplo: a halogenação de ácidos graxos para a produção de gorduras sintéticas. Saponificação: É uma reação química na qual um éster, como os triglicerídeos, reage com uma base forte, geralmente hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH), produzindo sabão e glicerol. Essa reação é utilizada na fabricação de sabão. 2. Qual é a relação da iodinação com as insaturações dos ácidos graxos? Explique. A iodinação está relacionada com as insaturações dos ácidos graxos por meio do índice de iodo. O índice de iodo é uma medida da quantidade de iodeto de potássio (KI) que pode ser adicionada a uma determinada quantidade de ácidos graxos insaturados. Quanto maior o índice de iodo, maior a quantidade de insaturações presentes nos ácidos graxos. Isso ocorre porque as insaturações são locais de reação para a iodinação, resultando na adição de iodo às ligações duplas dos ácidos graxos insaturados. 3. Esquematizar um ácido graxo de 18 ºC saturado e dizer como seria se tivesse duplas entre os carbonos (lembrar que “n” ou “ ” indica a posição da primeira dupla ligação, com a contagem iniciando-se no carbono do grupo metil (CH3), localizado na extremidade oposta da carboxila). a) 18:1 ( −9) = 9-10 – ácido oleico. b) 18:2 ( −6) = 6-7, 9-10 – ácido linoleico. c) 18:3 ( −3) =3-4, 6-7, 9-10 – ácido linolênico. d) Fazer um ácido graxo com 20C: 20:4 (w-6) = 6-7, 9-10, 12-13, 15-16 – ácido eicosatetraenoico ou ácido aracdônico. Esquematização do ácido graxo de 18 carbonos (C) saturado e com duplas ligações: Ácido graxo saturado de 18 carbonos: 18:0 (sem duplas ligações) Ácido graxo com uma dupla ligação na posição 9-10: 18:1 (∆9) - ácido oleico Ácido graxo com duas duplas ligações nas posições 6-7 e 9-10: 18:2 (∆6,∆9) - ácido linoleico Ácido graxo com três duplas ligações nas posições 3-4, 6-7 e 9-10: 18:3 (∆3,∆6,∆9) - ácido linolênico A representação de um ácido graxo com 20 carbonos (C) e quatro duplas ligações nas posições 6-7, 9-10, 12-13 e 15-16 seria: 20:4 (∆6,∆9,∆12,∆15) - ácido eicosatetraenoico ou ácido araquidônico. Referencias BERNARDES, Celene Fernandes. CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA EXPERIMENTAL DE AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS–SIMULAÇÃO PARA ENSINO REMOTO. CASTILLO, Otilia Val. Estudio de sustancias naturales como indicadores de pH: Propuesta didáctica. Anales de Química de la RSEQ, n. 2, p. 88-98, 2020. DE SOUSA COUTINHO, João Victor. DETERMINAÇÃO DE AÇÚCARES TOTAIS, REDUTORES E NÃO REDUTORES NUMA AMOSTRA DE COCA-COLA, E PROVAVEIS IMPLICAÇÕES PATO-BIOLÓGICAS DERIVADAS DO CONSUMO IRREGULAR. Revista Multidisciplinar em Saúde, v. 2, n. 1, p. 22-22, 2021. HEBERLE, Elaine et al. Qualidade fisiológica e atividade enzimática de sementes de milho durante o armazenamento. Revista de Ciências Agrárias, v. 42, n. 3, p. 657-665, 2019. LIBERATO, Luana Thauane da Silva Ribeiro etal. ESTUDO DA ELETROPOLIMERIZAÇÃO POR VOLTAMETRIA CÍCLICA DO LAPACHOL EM SOLUÇÃO TAMPÃO FOSFATO pH 6, 7. 2022. VIEIRA JÚNIOR, Juliano Custódio et al. Desenvolvimento de um ensaio imunoenzimático para detecção de anticorpos IgG anti-proteína de nucleocapsídeo do vírus SARS-CoV-2. 2022. VITTI, Maria Carolina Dario et al. Atividade enzimática e conteúdo fenólico em batatas minimamente processadas influenciados pela aplicação de antioxidantes. Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, v. 20, n. 1, 2019.
Compartilhar