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NHT4002-13 Bioquímica Experimental APOSTILA DO CURSO LABORATÓRIO Santo André 2023 ÍNDICE CALENDÁRIO ACADÊMICO (ANO / QUADRIMESTRE) CRONOGRAMA DA DISCIPLINA SEGURANÇA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO TIPO DE AVALIAÇÃO BIBLIOGRAFIA – Para as atividades teóricas e práticas da disciplina Prática 1 - Crescimento da levedura Prática 2 - Lise de Células de Levedura Prática 3 - Quantificação de Proteína Prática 4 - Determinação da atividade enzimática de -glicosidase Prática 5 - Estudo do pH ótimo para a atividade de -glicosidase Prática 6 - Purificação de Proteínas – Cromatografia de troca iônica Prática 7 – Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 1) Prática 8 – Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 2) Prática 9 – Cinética da enzima -glicosidase (parte 1). Prática 10 - Cinética da enzima -glicosidase (parte 2). CALENDÁRIO ACADÊMICO (ANO / QUADRIMESTRE) – 2023-1 CRONOGRAMA - Bioquímica Experimental SEMANA ATIVIDADES 1 08/02 – Aula prática 1 - Crescimento da levedura 2 15/02 – Aula prática 2 - Lise de Células de Levedura 4 01/03 – Aula prática 3 - Quantificação de Proteína 5 08/03 – Aula prática 4 – Determinação da atividade enzimática de alfa-glicosidase (entrega do relatório 1 – Exp. 1-3) 6 15/03 – Aula prática 5 - Estudo do pH ótimo para a atividade de alfa-glicosidase 7 22/03 – Aula prática 6 – Purificação de Proteínas – Cromatografia de troca iônica (entrega do relatório 2 – Exp. 4-5) 8 29/03 – Aula prática 7 - Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 1) 9 05/04 – Aula prática 8 - (entrega de relatório 3 – Exp. 6) - Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 2) 10 12/04 – Aula prática 9 - Cinética da enzima alfa-glicosidase (parte 1). 11 19/04 - Aula prática 10 – (entrega do relatório 4 – Exp. 6-8) Cinética da enzima alfa-glicosidase (parte 2). 12 26/04 – Entrega de relatório 5 – Exp. 9-10 . SEGURANÇA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO Leia integralmente o Guia de Segurança, Experimentos e Atividades (3ªed.) da disciplina de Base Experimental das Ciências Naturais. Segurança Conheça a localização dos chuveiros de emergência, extintores e lavadores de olhos. Use sempre avental, mantenha os cabelos presos e use calçados fechados, mesmo na aula reservada para o preparo da prática seguinte; Os óculos de segurança são obrigatórios! Usar a capela sempre que possível; Nunca pipete com a boca, não cheire, nem experimente os produtos químicos; Comer e beber, apenas fora do laboratório; Consulte o professor cada vez que notar algo anormal ou imprevisto; Comunique qualquer acidente / incidente ao professor; Se utilizar chama, mantenha longe de qualquer reagente! Nunca brinque no laboratório; Evite o contato de qualquer substância com a pele; Nunca aqueça o tubo de ensaio, apontando a extremidade aberta para um colega ou para si mesmo. Cuidado ao aquecer vidro em chama: o vidro quente tem exatamente a mesma aparência do frio. Procedimentos gerais Siga rigorosamente as instruções fornecidas pelo professor. Pesquise sempre a toxicidade dos reagentes antes das práticas. Nunca abra um recipiente de reagente antes de ler o rótulo. Evite contaminar reagentes, nunca retorne o excedente aos frascos de origem. Adicione sempre ácidos à água, nunca água a ácidos. Não coloque nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos. Não coloque resíduos de solventes na pia ou ralo; há recipientes apropriados para isso. Não atire vidro quebrado no lixo comum. Deve haver um recipiente específico para fragmentos de vidro. Verifique se as conexões e ligações estão seguras antes de iniciar uma reação. Ao terminar a prática, lave o material utilizado e deixe-o em ordem TIPO DE AVALIAÇÃO – A Parte prática da disciplina será avaliada pelos relatórios dos experimentos. BIBLIOGRAFIA – Para as atividades teóricas e práticas da disciplina Os Fundamentos teóricos e detalhes experimentais podem ser obtidos nas seguintes referências: 1) Voet, D.; Voet, J. Bioquímica, 3 ed., Porto Alegre: Artmed, 2006. 2) Berg, J. M.; Tymoczko, J.L; Stryer, L. Bioquímica, 5 ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 3) Lehninger, A.L.; Nelson, D.L; Cox, M.M. Princípios de bioquímica, 4 ed., São Paulo: Sarvier, 2006. Berg, J. M.; Tymoczko, J.L; Stryer, L. Biochemistry, 6.ed. New Jersey: John Wiley, 2006. 4) Voet, D.; Voet, J. Biochemistry, 3rd ed., New Jersey: John Wiley, 2004. Informações técnicas (propriedades físicas, toxicidade, preço, nomenclatura) 1. CRC Handbook of Chemistry and Physics 2. Aldrich Handbook of Fine Chemicals and Laboratory Equipment 3. IUPAC Gold Book - http://goldbook.iupac.org/ Bases de Dados/Referências 1. The Web of Science (www.isiknowledge.com) 2. SciELO - Scientific Electronic Library Online (www.scielo.org) http://www.scielo.org/ http://www.isiknowledge.com/ http://goldbook.iupac.org/ Prática 1: Crescimento da levedura Orientações: a) Não há entrega de pré-relatório b) No dia seguinte é necessário ir ao laboratório retirar as leveduras da incubadora. Os técnicos retirarão a levedura e colocarão o concentrado de levedura na geladeira. Crescimento prévio da Levedura (Saccharomyces cerevisiae). Células obtidas de Fermento de pão. Meio YPD: Cada grupo preparará 0,2L do meio, com 4 g de peptona/ 4 g de glicose, que deve ser autoclavado antes do uso, por 30 min. Após o resfriamento, misturar em ambiente estéril (em capela de fluxo laminar) o meio de crescimento - 2 g de extrato de levedura, tampar o erlenmeyer e manter sob agitação a 30°C por 24 hr. Após este período, deixar a levedura decantar por 1 hora e colocar na geladeira sem o sobrenadante, para o uso no próximo experimento. Prática 2: Lise de Células de Levedura Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. b) RELATÓRIO, que deve ser composto do PRÉ-RELATÓRIO (em folha separada), além de responder às seguintes questões: 1) Qual a função do PMSF? 2) Indicar com cálculos a preparação do tampão fosfato utilizado neste procedimento. Objetivo: Lise de células de Leveduras (Saccharomyces cerevisiae). Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Pérolas de vidro 0,5 mm previamente tratadas com ácido sulfúrico Pipetadores Pipetas Provetas Suporte para tubos Tubos falcon 15 e 50 mL Centrífuga Estufa Freezer Vórtice Células de levedura obtidas na aula anterior Álcool etílico Fluoreto de - fenilmetilsulfonila (PMSF); 0,1 M em etanol + coktail inibidor de proteases para leveduras Hipoclorito de sódio 20 g/L * Tampão fosfato 100 mM, pH 7,0 com EDTA 5 mM (tampão lise) Procedimento: Lise celular 1- Adicione aproximadamente 2 g de células de leveduras crescidas até a fase logarítmica tardia (peso úmido) em um tubo de centrífuga. 2- Adicione 4mL de tampão de lise. 3- Ressuspenda as células usando vórtice. 4- Adicione 40 x 10-6 L (40 L) de PMSF 10mM em etanol e 10 L de cocktail inibidor de proteases e fosfatases para leveduras (Sigma). 5- Homogeneize usando vórtice. 6- Adicione várias pérolas de vidro a suspensão celular (~1 espátula), e feche o tubo. 7- Agite ininterruptamente a suspensão usando o vórtice por um minuto e resfrie em gelo por um minuto. Repita este ciclo pelo menos mais quatro vezes (processo de lise). 8- Centrifugue a suspensão de células contendo as pérolas a 850 g por dois minutos. 9- Transfira cuidadosamente o sobrenadante para um tubo falcon limpo e identificado, evitando coletar o material sedimentado (precipitado). Esta porção é denominada Lisado. Mantenha o Lisado em banho de gelo. 10- Ressuspenda o precitado juntamente com as pérolas de vidro em 4mL de tampão lise. 11- Repita as etapas de 4 a 9 mais duas vezes. 12- Reúna todos os lisados em um único frasco, e determineo volume de lisado obtido com uma proveta. 13- Divida o lisado em três alíquotas de volumes idênticos e armazene em tubos plásticos falcon, devidamente identificados como o nome do grupo. 14- Armazene os tubos em freezer a -200C. Lavagem das pérolas de vidro (etapas realizadas pelos técnicos do lab.) Transfira as pérolas de vidro para um erlenmeyer que contém 200 ml de H2SO4 1M por 1 hora. Lave 4 vezes com água Mili-Q Deixe secar em estufa por 12 horas, a 140°C. Prática 3: Quantificação de Proteína. Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. 2. Elaboração teórica do método de quantificação de proteínas utilizado; 3. Construção da tabela da curva analítica a ser preenchida durante o procedimento. b) RELATÓRIO: cálculo da concentração de proteína total no lisado de Saccharomyces cerevisiae. Objetivo: Quantificar proteína do Lisado de Saccharomyces cerevisiae colorimetricamente. Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Vórtice Lisado de levedura (F1) Cubetas para leitura Espectrofotômetro Albumina Bovina 0,2 g/L em água Pipetadores, pipetas, ponteiras Reagentes de BradFord: Ácido fosfórico 85%, Azul de Coomassie G Metanol Tubos de ensaio e suportes Papel de filtro Procedimento: Parte 1: Curva analítica de proteína. 1 – Adicione os volumes das soluções de albumina, água, e de reagente de Bradford destacados na Tabela 1. Homogeneíze em vórtice, e aguarde cinco minutos. 2 – Use o branco para calibrar o instrumento de espectrofotômetro. 3 – Determine a absorbância de cada padrão analítico em 595 nm. Para tanto, transfira o conteúdo do tubo para uma cubeta previamente lavada e seca, e leve para o espectrofotômetro. Registre a absorbância em 595 nm, e use o espaço na Tabela 1 para anotar os respectivos valores. Lembre-se: a cubeta deve ser extensivamente lavada com etanol e água destilada, sendo seca para cada leitura. Observação 1: os tubos contendo o lisado devem sempre estar em banho de gelo. Não podemos prever com segurança a quantidade de proteína no lisado, e consequentemente se a leitura estará dentro da faixa da curva analítica construída na parte 1. Assim, primeiramente, dilua o lisado 100 vezes. Pipete 0,1mL (100L) do lisado e adicione 9,9 mL de água destilada. Importante: Identifique cada tubo. Exemplo (L-100x diluído) Tabela 1: Guia para fazer padrões e leitura espectrofotométrica. Tubo Albumina 0,2 g.L-1 (L) Água (L) Bradford (mL) A (595 nm) Massa de proteína (mg) Branco 0 100 1 1 10 90 1 2 20 80 1 3 40 60 1 4 60 40 1 5 80 20 1 Parte 2: Quantificação de Proteína no Lisado de Saccharomyces cerevisiae. Preparação da amostra. Prepare as amostras dos lisados diluídos (L-100 x diluído, etc) de acordo com a Tabela 2. Tabela 2: Diluição e leitura das amostras. Tubo L-___ x dil. (L) Água (L) Bradford (mL) A (595nm) Massa de proteína (mg) Branco 0 100 1 1 100 0 1 2 50 50 1 3 10 90 1 Se a leitura da absorbância das amostras se encontra dentro dos limites inferior e superior das absorbâncias dos padrões, repita o procedimento mais duas vezes. Caso contrário, primeiro calcule uma diluição apropriada baseado nos dados da Tabela 2, e então repita o procedimento mais duas vezes, anotando todas as absorbâncias obtidas. Prática 4 – Determinação da atividade enzimática de -glicosidase. Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. 2. Esquematização de como se calcula a atividade enzimática; 3. Estrutura do p-nitrofenil-a-glicosídeo e sua função. b) RELATÓRIO: 1) gráfico do ensaio da atividade da enzima -glicosidase (nmols de produto x tempo) para as diferentes diluições do lisado (pH 7,0). Utilize a curva padrão de p-nitrofenolato fornecida. 2) cálculo da atividade enzimática de -glicosidase (U/mL) e (U/mg) do lisado no pH 7,0. Uma unidade de atividade (1U) é 1 mol de produto por minuto. Objetivo: Determinar a atividade enzimática de -glicosidase nos lisados de Saccharomyces cerevisiae. Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Vórtice Lisado de levedura (F1) Cubetas para leitura espectrofotômetro p-nitrofenil--glicosídeo (NPGlc) 4 mM em tampão fosfato 100 mM pH 7,0. Pipetadores, Pipetas, Ponteiras Tubos de ensaio e suportes Banho a 30 0C Tampão carbonato/bicarbonato 250 mM, pH 11,0 Observação 1: Sempre mantenha os tubos contendo o lisado e a amostra em banho de gelo. Procedimento: Diluição serial do lisado. Sugestão: 1 – Transfira 0,2 mL do lisado de Saccharomyces cerevisiae para um tubo e adicione 1,8 mL de água destilada gelada. Identifique o tubo. Exemplo: L-10x. 2 – A partir de L-10x faça diluição 5 vezes (L-50x), e a partir de L-50x faça uma diluição de 10 vezes (L-500x). Determinação da atividade de -glicosidase 1 - Primeiramente, identifique os vários tubos seguindo a Tabela 1. 2 - Novamente baseado na Tabela 1, prepare os brancos (controles) e amostras em tubos de ensaio. Importante: 1) homogeneíze os lisados diluídos manualmente e com cuidado antes de aliquotá-los. 2) sempre adicione o volume de lisado por último. 3 - homogeneíze a solução manualmente e com cuidado, e transfira o tubo imediatamente para o banho a 300C. O tubo deve permanecer no banho pelo período de tempo estipulado na Tabela 1. 4 – Após o período de tempo estipulado, remova o tubo do banho e adicione 2 mL do tampão carbonato-bicarbonato pH 11,0 imediatamente. Este procedimento deve interromper a atividade de -glicosidase. 5 – Transferira o conteúdo do tubo para uma cubeta e faça a leitura espectrofotométrica em 420 nm. 6 – Complete a Tabela 1 para as duas diferentes diluições. Tabela 1: Guia para preparação de brancos e amostras. Tubo V. de Lisado (L-___x) (mL) Água (mL) Volume de NPGlc (mL) Tempo (min) A (420nm) Branco de lisado 0 0,2 0,2 20 Branco de substrato 0,2 0,2 0 20 1 0,2 0 0,2 5 2 0,2 0 0,2 10 3 0,2 0 0,2 15 4 0,2 0 0,2 20 5 0,2 0 0,2 25 O branco deve ser preparado uma única vez, mesmo se o volume de lisado for diferente. Curva padrão de p-nitrofenolato. Prática 5: Estudo do pH ótimo para a atividade de -glicosidase. Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. 2. Pesquisar previamente qual o valor de pH ótimo para a atividade da α-glicosidase. b) RELATÓRIO: Com seus dados, calcule e apresente: 1) cálculo da atividade enzimática de -glicosidase (U/mL) nos diferentes pHs. 2) Construir a curva de pH ótimo da atividade de -glicosidase (U/mL). Ou seja, apresentar tabela e gráfico da atividade relativa (%) de - glicosidase (U/mL) nos diferentes pHs. A atividade relativa em percentagem é a percentagem da atividade enzimática nos diferentes pHs com relação a maior atividade observada. 3) Determinar o valor de pH ótimo para a atividade de -glicosidase (U/mL). Objetivo: Estudar o efeito do pH na atividade enzimática de -glicosidase. Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Vórtice Lisado de levedura (F1) Cubetas para leitura Espectrofotômetro p-nitrofenil--glicosídeo (NPGlc) 8 mM em água Pipetadores, Pipetas, Ponteiras Banho a 30 0C Tampão carbonato/bicarbonato 250 mM, pH 11,0 Tubos de ensaio e suportes Tampão fosfato 200 mM pH 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; e 9,0 Observação 1: Sempre mantenha os tubos contendo o lisado e de amostras em banho de gelo. Procedimento: Diluição do lisado de Saccharomyces cerevisiae. Proceder como descrito na apostila da prática 3. Prepare lisados comdiluições de 10 vezes e 100 vezes. É PRECISO PREPARAR CERCA DE 7 mL DE LISADO DILUÍDO POIS SÃO UTILIZADOS 0,8 mL POR ENSAIO EM CADA pH. Ensaio da atividade enzimática de -glicosidase em diferentes concentrações hidrogeniônicas. 1 – Identifique os vários tubos seguindo a Tabela 1. 2 – Baseado na Tabela 1, prepare um conjunto de amostras para cada pH (4, 5, 6, 7, 8, e 9). Lembre-se adicione o volume de lisado por último. Importante: 1) homogeneíze os lisados diluídos manualmente e com cuidado antes de aliquotá-los. 2) sempre adicione o volume de lisado por último. 3 - homogeneíze a solução manualmente e com cuidado e transfira o tubo imediatamente para o banho a 30 0C. O tubo deve permanecer no banho pelo período de tempo estipulado na Tabela 1. 4 – Após o período de tempo estipulado, remova o tubo do banho e adicione imediatamente 2 mL do tampão carbonato-bicarbonato pH 11. Este procedimento deve interromper a atividade de -glicosidase. 5 – Transferira o conteúdo do tubo para uma cubeta e faça a leitura espectrofotométrica em 420 nm. 6 – complete a Tabela 1 para os diferentes pHs estudados. Tabela 1: Guia para preparação de amostras nos diferentes pHs. Tubo Volume de Lisado (mL) Tampão Fosfato pH _____ (mL) Volume de NPGlc (mL) Tempo (min) A (420nm) 0 0,2 0,2 0,0 25 1 0,2 0,1 0,1 5 2 0,2 0,1 0,1 10 3 0,2 0,1 0,1 15 4 0,2 0,1 0,1 25 Prática 6: Purificação de Proteínas – Cromatografia de troca iônica Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. 2. Planejar a pré-prática da aula 7. b) RELATÓRIO: 1) Determinar a atividade enzimática de -glicosidase no material purificado por cromatografia de troca iônica em U/mL. 2) Baseado na determinação em U/mL e no teor de proteína da mesma amostra, determinar a atividade enzimática específica de -glicosidase (U/mg de proteína). 3) Calcular a recuperação e o enriquecimento da - glicosidase após a cromatografia de troca iônica. Objetivo – Purificar -glicosidase do lisado de Saccharomyces cerevisiae utilizando resina de troca iônica. Procedimento: Parte 1 – Preparação da resina e coluna de troca iônica. 1.1 – Hidratação de DEAE-Sephadex (Executado por monitores e técnicos). 1. Pesar 0,5 g de DEAE-Sephadex em um béquer. 2. Adicionar 100 mL de tampão fosfato 10 mM pH 6,8. 3. Misturar bem utilizando um bastão de vidro. 4. Decantar por 24 horas. 1.2 – Montagem da coluna de troca iônica. (Executado por monitores e técnicos) 1. Prenda um barril de uma seringa plástica de 20 mL (suporte para como coluna) e acomode uma pequena porção de lã de vidro no seu interior. Compacte bem a lã de vidro com um bastão de vidro na base da seringa. 2. Lave extensivamente a coluna com água destilada para remover fragmentos de lã de vidro. 3. Adapte uma válvula na saída da seringa e deixe-a fechada. 4. Homogeneíze a suspensão contendo a resina (Parte 1) com um bastão de vidro e transfira a mesma para a seringa até a marca de 1 mL. Deixe decantar. 5. Repita a operação até que a resina sedimentada ocupe o interior da seringa até a marca de 2 mL. (Executado pelos alunos). 6. Lave a coluna com 20 mL de tampão fosfato 10 mM (sem NaCl). 7. Após a lavagem deixe cerca de três mm de tampão acima do topo da coluna de resina. 8. Observe os possíveis vazamentos na coluna. NUNCA PERMITA QUE A COLUNA SEQUE. Parte 2 – Preparação da amostra. 1. Descongele o lisado e transfira 1,0 mL para um tubo “eppendorf ”. Centrifugue a 14.000 g por 3 minutos. Colete o sobrenadante com uma pipeta automática cuidadosamente. É muito importante que apenas o sobrenadante seja removido para evitar o entupimento da coluna cromatográfica. 2. Separe 0,4 mL do sobrenadante para esta prática e congele o restante para ser utilizado na próxima prática. Parte 3 – Cromatografia. 3. Adicione 0,6 mL de tampão fosfato 10 mM sem NaCl na fração de lisado. 4. Abra a presilha cuidadosamente e permita que o tampão percole pela coluna até aproximadamente 3 mm acima do topo da resina. Feche a presilha. Adicione CUIDADOSAMENTE E LENTAMENTE a amostra (etapa 3) com uma pipeta sobre a coluna. É importante que a resina não se mova. 5. Permita que a amostra percole pela coluna até aproximadamente 3mm acima do topo da resina. Feche a presilha. 6. Adicione 2 mL de tampão fosfato 10mM sem NaCl sobre a coluna cuidadosamente e lentamente. 7. Conecte o primeiro “eppendorf” a saída da coluna. Abra a válvula cuidadosamente. Colete 1 mL (~20 gotas) em cada “eppendorf ” sempre transferindo o anterior para o banho de gelo e adicionando 1mL de tampão fosfato 10mM sem NaCl sobre a resina cuidadosamente e lentamente. Assim, deve sempre haver 2,0 mL de tampão acima do topo da resina. (~10 tubos) 8. Após o OITAVO EPPENDORF colete mais dois tubos sem adicionar tampão. Cuidado. Feche a válvula quando o tampão estiver aproximadamente 3mm acima do topo da resina. Não permita que a coluna seque. 9. Adicione 2,0 mL de tampão fosfato 10 mM com NaCl 2,0 mL (100mM) 10. Repita o procedimento do item 7 mais dezoito vezes e também o item 8 uma única vez. (~20 tubos) Parte 4 – Identificação das frações que contém a enzima - glicosidase. 1. Prepare e identifique 20 tubos Falcon de 15 mL. 2. Adicione a cada tubo 0,2 mL de NPGlc. Transfira os tubos para o banho de gelo. 3. Adicione 0,2 mL das frações coletadas na parte 3, homogeneíze bem, e leve imediatamente todos os tubos para um banho a 300C por 10 minutos. 4. Remova cada tubo do banho e adicione 2mL de tampão bicarbonato- carbonato pH 11,0. Homogeneíze bem, e deixe os tubos a temperatura ambiente. 5. Calibre o espectrofotômetro com água destilada e leia a absorbância da solução de cada tubo em 420 nm. Identifique os tubos que contêm - glicosidase. 6. Reúna as frações da cromatografia correspondentes aos tubos que contêm -glicosidase. Pré-prática 7 - Preparação das amostras para gel SDS- PAGE. Serão utilizadas as frações purificadas por cromatografia de troca iônica, que contêm -glicosidase. Diálise das amostras a. Transfira o volume total de amostra indicada acima (“pool” de frações) para um tubo Falcon (15 mL) e identifique-o (Nome/N° do grupo). (Executado por monitores e técnicos). b. Em água destilada fervente (CUIDADO) adicione o pedaço da membrana de diálise a ser utilizado, deixando por 5-10 minutos, trocando 2 vezes a água. No final do processo, passe a membrana por água destilada fria, manipulando-a sempre com luvas. (Executado pelos alunos). c. Usando uma presilha de plástico, lacre bem uma das extremidades da membrana de diálise, previamente fervida. d. Adicione o “pool de frações purificadas” na membrana e lacre a outra extremidade com uma presilha. e. Coloque a membrana em um béquer com 1 L de água fria. Mantenha sob refrigeração por pelo menos 16 horas. (Venha no dia seguinte para retirar suas amostras e levar para concentrar). Dosagem de proteínas. 1. Determine o teor de proteínas nas amostras purificadas e selecionadas nas etapas anteriores. Para tanto, repita o procedimento da prática 2(#). Esta atividade será realizada durante o período de polimerização do gel de acrilamida. Prática 7 – Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 1) Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. 2. Determine qual o volume de amostra será utilizado nesta prática para carregar o gel de poliacrilamida, com base na pré-prática 7. b) RELATÓRIO: 1) Identificar a banda correspondente a -glicosidase no gel. 2) Calcular o provável padrão molecular relativo da enzima - glicosidase baseado nos padrões utilizadosna eletroforese em gel. Objetivo: Analisar a composição de proteínas do material que contém - glicosidase separado por cromatografia de troca iônica. Material e soluções (preparados por técnicos e monitores) Solução 1: Reagentes Massa / Volume Acrilamida 29,2 g N’N’bis metilenoacrilamida 0,8 g Água destilada 100 mL Solução 2: Reagentes Observação Tris 1,5 M pH 8,8. Corrigir pH com HCl Solução 3: Reagentes Observação Tris 0,5 M pH 6,8. Corrigir pH com HCl Tampão de Amostra: Reagentes Massa / Volume Água 3,55 mL Solução C 1,25 mL Glicerol 2,5 mL SDS 100g/L 2,0 mL Azul de bromofenol 5 g/L -mercaptoetanol 0,05 mL Tampão de Corrida: Reagentes Massa / Volume Tris 3,3 g Glicina 14,4g SDS 1,0 g Água 1 L Solução de Coloração: Reagentes Massa / Volume Azul de Comassie R 0,1 g Metanol 40 mL Ácido acético 10 mL Água 50 mL Solução de Descoloração: Reagentes Massa / Volume Metanol 40 mL Ácido acético 10 mL Água 50 mL Procedimento. Parte 1 – Montagem e teste da placa Monte com muito cuidado a placa (Bio Rad), conforme instruções do Professor e, adicionando água destilada, verifique se há vazamentos. Em caso de vazamentos, repita a operação de montagem desde o início e teste novamente. Repita essa operação até não haver vazamentos. Parte 2 – Prática 7 - Preparação do gel de SDS-PAGE. (realizada por técnicos e monitores) Gel de separação 1. Em um tubo falcon de 15 mL, adicione: 4,0 mL de água destilada, 100 L de SDS (100 g/L), 3,33 mL da solução 1, 2,5 mL da solução 2, 5 L TEMED, e 50 L de persulfato de amônio (descongelar alíquota no dia). 2. Homogeneíze rapidamente. 3. Transfira a mistura para as placas de vidro previamente montadas, utilizando uma pipeta de Pasteur. Aguarde a polimerização por 60 minutos. Durante o período de polimerização do gel, realizar a dosagem do teor de proteínas nas amostras purificadas e selecionadas nas etapas anteriores. Para tanto, repita o procedimento da prática 2. Gel de empilhamento 1. Em um tubo falcon de 15 mL, adicione: 3,5 mL de água destilada, 50 L de SDS (100 g/L), 0,65 mL da solução 1, 1,25 mL da solução3, 5 L TEMED, e 25 L de persulfato de amônio (descongelar alíquota no dia). 2. Transfira a mistura para as placas de vidro, que contém o gel de separação já polimerizado. 3. Coloque o pente sobre as placas de vidro e aguarde a polimerização por 40 minutos. 4. Acondicione e guarde as placas umedecidas – conforme instruções do Professor e dos Técnicos – na geladeira, para a realização do Experimento 8. Prática 8 – Purificação de proteínas – SDS-PAGE (parte 2) Desnaturação das proteínas nas amostras. 1. Adicione 15 µL da amostra (já dialisada) em 2 microtubos previamente identificados. Em outros três microtubos adicione, respectivamente, 10 µL das amostras previamente preparadas de Hemoglobina e BSA (albumina sérica bovina), bem como da amostra (não dialisada). 2. Adicione tampão nos cinco microtubos, fazendo que o volume final seja de 25 µL. 3. Leve os microtubos para um banho (em 100 °C) e espere 10 minutos. Eletroforese. Retire a placa da geladeira e, cuidadosamente, puxe o pente para não danificar as camadas de gel. Coloque corretamente a placa na cuba de corrida (Mini Protean Tetra System – BIO-RAD) e adicione o tampão de corrida. 1. Com o auxílio de micropipetadores, aplique 5 µL do padrão de peso molecular (no primeiro poço) e 10 µL de cada amostra nas demais canaletas do gel. (anote a sequência) 2. Complete a cuba com a solução tampão (conforme indicado pelo professor/técnicos) 3. Conecte a cuba à fote Power-Pac Universal (BIO-RAD) e faça a eletroforese com 130 V, por aproximadamente 50 minutos. 4. Desligue o instrumento, retire o gel cuidadosamente e guarde-o de acordo com as orientações do professor. 5. Na capela, coloque o gel no frasco contendo a solução de coloração e aqueça por 10 segundos, usando um forno de micro-ondas (deixando o gel totalmente submerso na solução). Verifique se há a necessidade de outra etapa de coloração e, em caso positivo, aqueça novamente por 10 segundos. 6. Ainda na capela, retire cuidadosamente (com uma pipeta pasteur) toda a solução corante e adicione a solução de descoloração, leve o frasco ao micro-ondas e aqueça em 3 etapas de 10 segundos (verificando – em cada etapa - se não há superaquecimento. Repita essa etapa diversas vezes, até a descoloração total do gel. 7. Transfira cuidadosamente o gel para uma placa de Petri, lave-a com água destilada e observe as bandas das proteínas, comparando-as. Fotos do gel corado em alta resolução devem ser providenciadas e anexadas ao relatório. Prática 9 – Cinética da enzima - glicosidase. Caracterização da enzima por parâmetros cinéticos. Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: 1. Fluxograma completo do procedimento, seguindo as regras de elaboração de fluxogramas. b) RELATÓRIO: Construir o gráfico de Michaelis-Menten e Lineweaver- Burk na ausência do inibidor e determine VMAX e Km. Objetivos – Determinar parâmetros cinéticos da -glicosidase (Km e VMax). Caracterizar -glicosidase por padrões cinéticos. Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Vórtice Lisado de levedura (F1) Cubetas para leitura Espectrofotômetro p-nitrofenil--glicosídeo (NPGlc) 1,0 mM, 2,0 mM, e 8,0 mM em tampão fosfato 100 mM pH 7,0. Pipetadores, Pipetas, Ponteiras Tubos falcon e suportes Banho a 300C Tampão carbonato/bicarbonato 250 mM, pH 11,0 Tampão fosfato 100 mM pH 7,0 Procedimento. Parte 1 – Preparação das amostras dos lisados de Saccharomyces cerevisiae. 1. Utilize a mesma diluição que foi estudada na prática 3. Observação 1: Caso seja impossível utilizar o procedimento de diluição da prática 3, siga o procedimento abaixo. Note que o volume necessário é de 5,0 mL. 2. Transfira 0,1 mL do lisado de Saccharomyces cerevisiae para um tubo e adicione 0,9 mL de água destilada. Homogeneíze suavemente. Identifique este tubo como L10X. 3. Transfira 0,5 mL do tubo L10X, e adicione 4,5 mL de água destilada. Homogeneíze suavemente. Identifique este tubo como L100X. Determinação da atividade de -glicosidase 1 - Primeiramente, identifique os vários tubos falcon (15 mL) seguindo a Tabela 1. 2 - Baseado novamente na Tabela 1, prepare as amostras nos tubos. Importante: 1) homogeneíze os lisados diluídos manualmente e com cuidado antes de aliquotá-los. 2) sempre adicione o volume de lisado por último. 3 - homogeneíze a solução manualmente e com cuidado, e transfira o tubo imediatamente para o banho a 30 0C. Os tubos devem permanecer no banho por, no mínimo, 15 minutos. (Se possível, teste periodicamente para monitorar o andamento da reação). 4 – remova os tubos do banho e adicione 2 mL do tampão carbonato- bicarbonato (pH 11,0) imediatamente. Este procedimento deve interromper a atividade de -glicosidase. 5 – Transferira o conteúdo do tubo para uma cubeta e faça a leitura espectrofotométrica em 420nm. Tabela 1: Guia para preparação de brancos e das amostras. Tubo Tampão fosfato 100mM pH 7,0 (mL) NPGlc (mL) Lisado (mL) A (420nm)1,0 mM 2,0 mM 8,0 mM 0 0,30 0,1 1 0,28 0,02 - - 0,1 2 0,26 0,04 - - 0,1 3 0,22 0,08 - - 0,1 4 0,18 0,12 - - 0,1 5 0,14 0,16 - - 0,1 6 0,10 0,20 - - 0,1 7 0,14 - 0,16 - 0,1 8 0,10 - 0,20 - 0,1 9 0,20 - 0,10 0,1 10 0,17 - 0,13 0,1 11 0,15 - 0,15 0,1 Prática 10 – Cinética da enzima - glicosidase. Inibição por maltose. Caracterização da enzima por parâmetros cinéticos. Orientações: a) PRÉ-RELATÓRIO: Esquematização de construção dos gráficos cinéticos; b) RELATÓRIO: Construir o gráfico de Lineweaver-Burk na presença do inibidor maltose e determine VMAX e Km. Objetivos – Determinar parâmetroscinéticos de inibição de -glicosidase por maltose. Caracterizar -glicosidase por padrões cinéticos de inibição por maltose. Reagentes Materiais Instrumentos Água destilada Banho de gelo Vórtice Lisado de levedura (F1) Maltose 0,4 M, 1,2 M, e 1,6 M em tampão fosfato 100 mM pH 7,0. p-nitrofenil--glicosídeo (NPGlc) 1,0 mM, 2,0 mM, e 8,0 mM em tampão fosfato 100 mM pH 7,0. Tampão carbonato/bicarbonato 250 mM, pH 11,0 Tampão fosfato 100 mM Cubetas para leitura Pipetadores, Pipetas, Ponteiras Tubos falcon e suportes Espectrofotômetro Banho a 300C pH 7,0 Procedimento. Parte 1 – Preparação das amostras dos lisados de Saccharomyces cerevisiae. 1. Utilize o mesmo procedimento de diluição utilizado na prática 9. Parte 2 – Cinética da reação de hidrólise do substrato na presença do inibidor maltose. 1 - Inicialmente, identifique os vários tubos falcon (15 mL) seguindo a Tabela 1. 2 – Novamente, baseado na Tabela 1, prepare as amostras nos tubos. Importante: 1) homogeneíze os lisados diluídos manualmente e com cuidado antes de aliquotá-los. 2) sempre adicione o volume de lisado por último. 3 - homogeneíze a solução manualmente e com cuidado, e transfira o tubo imediatamente para o banho, a 30 0C. Os tubos devem permanecer no banho, pelo menos, o dobro do período de tempo usado na prática 9. (Se possível, testar periodicamente para monitorar o andamento da reação). 4 – remova o tubo do banho e adicione 2 mL do tampão carbonato-bicarbonato (pH 11,0) imediatamente. Este procedimento deve interromper a atividade de - glicosidase. 5 – Transferira o conteúdo do tubo para uma cubeta e faça a leitura espectrofotométrica em 420 nm. Tabela 1: Guia para preparação do branco e das amostras. Tubo Tampão fosfato 100mM pH 7,0 (mL) NPGlc (mL) Maltose (mL) Lisado (mL) A (420nm) 1,0 mM 2,0 mM 8,0 mM 0,4 M 1,2 M 1,6 M 0 0,20 0,1 0,1 1 0,12 0,08 - - 0,1 0,1 2 - 0,2 - - 0,1 0,1 3 0,04 - 0,16 - 0,1 0,1 4 - - 0,20 - 0,1 0,1 5 0,10 - - 0,10 0,1 0,1 6 0,05 - - 0,15 0,1 0,1 7 0,12 0,08 - - 0,1 0,1 8 - 0,2 - - 0,1 0,1 9 0,04 - 0,16 - 0,1 0,1 10 - - 0,20 - 0,1 0,1 11 0,10 - - 0,10 0,1 0,1 12 0,05 - - 0,15 0,1 0,1 13 0,12 0,08 - - 0,1 0,1 14 - 0,2 - - 0,1 0,1 15 0,04 - 0,16 - 0,1 0,1 16 - - 0,20 - 0,1 0,1 17 0,10 - - 0,10 0,1 0,1 18 0,05 - - 0,15 0,1 0,1 SEGURANÇA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO BIBLIOGRAFIA – Para as atividades teóricas e práticas da disciplina
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