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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - UFPE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS BIOQUÍMICA PRÁTICA DE PROTEÍNA RECIFE 2020 DIÓGENES LUIS ALBUQUERQUE DE SOUZA PRÁTICA DE PROTEÍNA Prática a distância apresentada como requisito avaliativo da disciplina de BIOQUÍMICA, mininistrada pel professoras: MARCIA VANUSA DA SILVA, ELBA VERONICA MATOSO MACIEL DE CARVALHO e Michelle MELGAREJO DA ROSA. RECIFE 2020 1 INTRODUÇÃO As proteínas são às macromoléculas mais versáteis nos sistemas vivos e servem para funções cruciais em essencialmente todos os processos biológicos. Funcionam como catalisadores, transportam e armazenam outras moléculas. As proteínas são polímeros lineares feitos de unidades monoméricas denominadas aminoácidos, que se unem ponta a ponta. É notável que Elas se enovelem espontaneamente em estruturas tridimensionais que são determinadas pela sequência de aminoácidos no polímero protéico. Assim a função de uma proteína e dependente direta de sua estrutura tridimensional. Igualmente, as proteínas são a personificação da transição do mundo unidimensional de sequências para o mundo tridimensional de moléculas capazes de diversas atividades. A proteína contém uma ampla faixa de grupamentos funcionais. Além disso, pode interagir uma com outra e com outras macromoléculas biológicas, formando montagens complexas, algumas podem apresentar uma considerável flexibilidade ou podem ser bem rígidas. As proteínas são constituídas a partir de uns repertórios de 20 aminoácidos. Os aminoácidos são unidades estruturais básicas das proteínas. Um aminoácido e constituído de um átomo central de carbono, chamado de carbono Alfa, ligado ao grupamento amina, uma caborxila, um átomo de hidrogênio e um grupamento R diferenciado. Vale ressaltar que só os aminoácidos L são constituintes de proteínas. 1 .1 - DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS Desnaturação é a perda da forma tridimensional de uma proteína, que ocorre por ação de qualquer fator capaz de destruir as estruturas secundária, terciária e/ou quaternária, na desnaturação protéica não a perda da estrutura primária, ou seja, os aminoácidos continuam unidos na mesma sequência. 2 OBJETIVO Analisar o comportamento da proteína Ovoalbumina sob o efeito de diversos fatores: ácidos, metais pesados, solventes orgânico e precipitação isométrica, podem ser feitos experimentos no qual determinada proteína é exposta a diferentes condições. 3 MATÉRIAS E MÉTODOS 3.1- precipitação por ácido (experimento 1) A) Reagentes e Soluções. - Ovoalbumina - solução de ácido acético 20% - solução de ácido clorídrico(HCL) 20% - solução de ácido tricloroacético B) vidrarias e instrumentos Pipeta 3 Tubo de ensaio C) procedimento Três tubos de ensaio contendo 2ml de ovoalbumina, são enumerados. No tubo 1 é adicionado 1ml de solução de ácido acético 20%. No tubo 2 adicionamos 1ml de ácido clorídrico(HCL) 20 %. No tubo 3 é adicionado 1ml de ácido tricloroacético. 1.2 – Precipitação por metais pesados (experimento 2) A) Reagentes e Soluções. - Ovoalbumina - Agua destilada - Acetato de chumbo 10 % - Hidróxido de sódio B) vidrarias e instrumentos Pipeta 3 Tubo de ensaio C) procedimento Três tubos de ensaio são enumerados, o tubo número 1 e 2 é adicionado 1ml de ovoalbumina, além da ovoalbumina no tubo 2 é colocado 5 gotas de acetado de chumbo a 10%, no tubo 3 é colocado 1ml de água e 5 gotas de acetado de chumbo a 10%. Em todos os Tubos serão colocados 2 gotas de solução de hidróxido de sódio(NaOH). Após agitar, terá um tempo de espera de 10 minutos para que possa observar o resultado. 1.3- Precipitação por saturação salina e solvente orgânico(experimento 3) A) Reagentes e Soluções. - Ovoalbumina - Solução de Sulfato de amônio - Álcool etílico - Água destilada B) vidrarias e instrumentos Pipeta 2 Tubo de ensaio C) procedimento No tubo 1 e 2 e colocado 1ml de ovoalbumina, no tubo 1 e colocado 3ml de solução de Sulfato de amônio e no tubo 2 é colocado 3ml de álcool etílico. Após mexer bem, é deixado em repouso, passado 5 minutos é adicionado 5ml de água destilada e é misturado mais uma vez . 1.4- Precipitação isométrica (experimento 4) A) Reagentes e Soluções. - Solução tampão de pH 6,0 - Solução tampão de pH 4,7 - solução tampão de pH 3,0 - Solução de ovoalbumina - Álcool etílico B) vidrarias e instrumentos Pipeta 2 Tubo de ensaio C) procedimento Nos tubos de ensaio 1,2 e 3 serão colocados 2 ml Soluções tampões com pH respectivamente, pH 6,0 ,pH 4,7 e pH 3,0. A cada tubo serão adicionado 1 ml de solução ovoalbumina e 4ml de álcool etílico. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1- precipitação por ácido (experimento 1) As proteínas quando expostas a esses ácidos irão adquirir uma característica hidrofobica porque vão expor mais seus grupamentos isso irá aumentar a incompatibilidade dessas proteínas com o meio, fazendo com que dependendo da concentração desses ácidos eles consigam precipitar e desnaturar as moléculas de proteínas. Tubo 1: Após a adição ácido acético a 20 % é sutilmente visível a precipitação. Tubo 2: No tubo 2 após a adição do ácido clorídrico é possível ver a Precipitação protéica, porém bem sutil comparado ao tubo 3. Tubo 3: No Tulbo 3 após a adição do ácido tricloroacético a reação é bem visível é possível ver a precipitação da proteína 4.2 Precipitação por metais pesados (experimento 2) O meio alcalino facilita a exposição de cargas negativas de proteínas, por promover a ionização das mesmas, entretanto a maior exposição a carga negativa não é suficiente para precipitação das mesmas, ou da desnaturação das proteínas. Ao se colocar metais pesados em meio alcalino as cargas negativas exposta pelo meio alcalino reagem com os metais pesados favorecendo então as precipitações dessas moléculas de proteínas. Logo, para que elas se precipitem irá precisar além do meio alcalino a presença de metais pesados. Os cátions de metais pesados como Hg2+, Pb2+, Cu2+, Fe2+, Cd2+ e Zn2+ formam precipitados insolúveis de proteínas, denominados de acordo com o elemento formador ( exemplo proteinato de mercúrio, proteinato de chumbo, etc.). Essa precipitação é mais intensa quando o pH está acima do ponto isoelétrico (pI). Isso porque, acima do pI, a carga líquida sobre a proteína é negativa, favorecendo a interação com os cátions provenientes do sal. Quando a proteína está abaixo do seu pI, a carga líquida total da molécula é positiva. Verifica-se que na adição de sais de metais pesados como de ácidos orgânicos fortes ocorreram precipitação. Tubo 1: No tubo 1 não é possível identificar a precipitação Tubo 2: No tubo 2 é possível ver a precipitação protéica Tubo 3: No tubo 3 Também é visível a precipitação das proteínas 4.3 Precipitação por saturação salina e solvente orgânico(experimento 3) Essa prática se baseia no potencial de dissociação de sal no meio aquoso. A água tem um alto poder de solvatação passa a interagir com proteínas e íons provenientes de sais. Entretanto, se há uma concentração aumentada de sal, a água passa a reagir com moléculas irônicas provenientes desse sal, deixando as proteínas mais livres para se interagir entre si. A interação entre proteínas leva a uma menor solubilidade, em meio aquoso, e consequentemente a precipitação das mesmas. A esse fenômeno de insolubilizacão da proteína em decorrência de um considerável aumento de força iônica pela sal, colocada em solução dá-se, o nome de salting-out. No procedimento de precipitação das proteínas por solventes orgânicos, a solubilidade das proteínas em solventes orgânicos é menor do que em água. Isso acontece porque a capacidade de interação com as partículas de soluto é diferente para cada solvente. A grandeza que mede capacidade de interação do solvente com o soluto é denominada constante dielétrica. A água apresenta constante dielétrica bastante elevada (aproximadamente 80). Numa solução contendo, exclusivamente, água e moléculas protéicas temos: interação água - proteína e interaçãoproteína-proteína. Nesse caso, podemos afirmar com certeza que o primeiro tipo de interação prevalecerá sobre o segundo porque a água possui grande capacidade de separação das partículas do soluto (constante dielétrica elevada). Os solventes orgânicos apresentam valor de constante dielétrica bem inferior à da água, a interação proteína-proteína "vence" o poder de solvatação da água (interação água-proteína). Tubo 1: Antes da adição da água destilada a reação, as proteínas foram precipitadas. Após a adição da água destilada observou-se que o precipitado se desfez. Tubo 2: Assim como no tubo 1, antes da adição de água destilada as proteínas foram precipitadas. Após adição de água o precipitado não foi desfeito. 4.4 Precipitação isométrica (experimento 4) A solubilidade de proteínas dependem de vários fatores, como também a presença de cargas elétricas, ao longo dessa molécula, a existência de uma carga positiva ou negativa a característica iônica dessa proteína determina a interação dessa proteína com o meio aquoso, além de estabelecer um status de repulsão entre as próprias moléculas da proteína aumentada a interação com o solvente e consequentemente favorecendo a solubilidade proteica. No ponto isoelétrico as proteínas e Soluções possuem um equilíbrio entre os números de cargas positivas e o número de carga negativa, o que gera uma situação em que as forças de repulsão entre as moléculas de proteínas e as forças de interações com o solvente são mínimas, assim as proteínas vão formando aglomerados tendendo a precipitação. Tubo 1: Na Solução tampão com pH 6,0, não houve a precipitação. Tubo 2: Na Solução tampão com pH 4,7, houve a precipitação Tubo 3: Na Solução tampão com pH 3,0 , não houve a precipitação. 5 conclusão A partir dos resultados observados, conclui-se que é possível determinar a presença de proteínas em solução com o auxílio de algumas reações químicas conhecidas, bem como a natureza de alguns aminoácidos presentes nestas proteínas. É possível identificar as proteínas como moléculas carregadas e reconhecer os fatores ligados a solubilidade das proteínas em água. 6 REFERÊNCIAS https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/caseina/amp/ https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/propriedades-caseina.htm http://www.abq.org.br/cbq/2012/trabalhos/14/557-14229.html https://cienciadoleite.com.br/noticia/133/as-proteina Berg, Jeremy Mark, 1958-Bioquímica / Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer; [revisão técnica João Paulo de Campos ; tradução Antônio José Magalhães da Silva Moreira, João Paulo de Campos, Paulo A. Motta ] -Rio de janeiro : Guanabara Koogan, 2008