Lista 1 - BIOTEC

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Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências da Saúde 
Departamento de Ciências Farmacêuticas
Disciplina: Biotecnologia das Fermentações
Docente: Profª: Celidarque da Silva Dias
Discente: Antonio Marcos de Souza Santos
Exercício de fixação de aprendizado
Enzimologia descritiva 
1 - Quais as áreas que integram a biotecnologia industrial e como ela podem contribuir nesse 
contexto? Esquematize.
Integra-se no setor industrial, químico, farmacêutico, alimentício, têxtil, energia, de materiais, 
polímeros, curtume, papel e de agricultura. Com o uso de enzimas e microrganismos utilizados no 
processamento biotecnológico é possível a produção nesses setores a partir de matérias-primas de
fontes renováveis, com aumento da sustentabilidade industrial. A biotecnologia industrial permite 
que os mesmos resultados obtidos pela indústria petroquímico, no entanto, de forma mais limpa 
com o uso de catalisadores biológicos e com a ajuda da engenharia metabólica é possível 
maximizar a produção de componentes industriais em microrganismos. Dessa forma é tido a 
criação de produtos em larga escala, geração de insumos e processos industriais, ou produção de 
substâncias menos poluentes e agravantes ao meio ambiente. 
2 - Inclua as enzimas em um contexto de produção industrial biotecnológico. Dê exemplo.
Na indústria de alimentos, as enzimas atuam na conservação e preservação das características 
originais do produto, é possível acelerar processos em alimentos sem lactose, na fabricação de 
pães, e cervejas, por exemplo, podem também contribuir na criação de novos alimentos para 
indivíduos intolerantes a algum alimento. Como exemplo, temos a bromelina, uma enzima 
proteolítica de origem vegetal que é utilizada para clarificar a cerveja, amaciar carnes e auxiliar no 
sistema digestivo.
3 - Quais as principais características enzimáticas? E quais as suas propriedades?
São produtos naturais biológicos, não são consumidas durante a reação, catalisam a reação 
aumentando sua velocidade, reduz energia de ativação e não é tóxica. Como propriedades tem 
alta eficiência catalítica, alto grau de especificidade pelo substrato, possui concentração celular 
variável de acordo com condições fisiológicas e podem ser reguladas na reação. 
4 - De forma hipotética represente graficamente a propriedade de alta eficiência de uma enzima 
e explique.
A alta eficiência catalítica se dá pelo uso de catalisadores, onde a partir do seu uso é observado 
diminuição da energia de ativação da reação e consequente maior velocidade da reação e 
formação mais rápida do produto. 
5 - Com relação a expressão gênica como pode regular a expressão das enzimas.
A partir da mutação e modificações do material genético por recombinação, permite aumenta a 
variabilidade genética com melhora ou não de linhagens microbianas. A partir da regulação de 
produção de um RNAm é possível coordenar a síntese de enzimas, podendo alterar sua transcrição
e expressão. 
6 - Como ocorre a regulação da enzima através de um zimogênio?
A partir da produção de enzimas inativas que serão convertidas em sua forma ativa unicamente 
em condições específicas através da ação de enzimas proteolíticas, essa ação ocorre em um local 
diferente de onde a enzima proteolítica inativa (zimogênio) foi sintetizada. 
7 - Qual a característica enzimática que favorece o reconhecimento de uma enzima ao seu 
substrato?
Alta especificidade ao substrato através de interações não covalentes, podendo fazer com que o 
ligante se posicione de forma adequada, isso se dá pelo reconhecimento específico à cadeia de 
aminoácidos da enzima ao substrato, um exemplo é a enzima protease que catalisa a reação de 
clivagem da ligação peptídica.
8 - Qual o modelo de encaixe mais aceito entre o sítio ativo e a enzima explique e esquematize. 
Modelo encaixe induzido – a ligação entre o sítio ativo e enzima promove alteração balanço de 
forças responsáveis pela manutenção da estrutura tridimensional da enzima, moldando a forma da
enzima à do substrato e promovendo alteração na sua conformação ideal para a catálise.
9 - Quais são as forças/ligações fracas que estabelecem a estrutura de uma enzimática? E se uma
delas for rompida o que acontece.
Ligação peptídica, ligações de hidrogênio e ligação iônica. A quebra das ligações ocasionam 
alteração na conformação da estrutura enzimática e possível perda de atividade.
10 - O que é uma ligação peptídica? Demostre.É uma ligação onde ocorre a liberação de um 
hidrogênio do grupo amino de um aminoácido, e um de uma hidroxila do grupo carboxila de outro,
há liberação de água e formação de uma nova ligação entre o nitrogênio de um aminoácido e o 
carbono da carbonila de outro aminoácido.
11 - Qual a diferença entre a estrutura alfa-hélice e a beta-pregueada? Demostre.
A alfa-hélice é caracterizada por apresentar um arranjo tridimensional onde a cadeia
polipeptídica assume uma conformação helicoidal no entorno de um eixo imaginário. A
beta-folha ou beta-pregueada acontece quando a cadeia polipeptídica se estende em formato zig-
zag e têm a possibilidade de ficarem dispostas lado a lado por meio de ligações de hidrogênio.
12 - De que se trata o príon? Fale sobre uma consequência disso.
É uma modificação das estruturas secundárias composto por uma proteína de forma aberrante.
Ocorre um aumento da estrutura beta-pregueada em relação a alfa-hélice ou vice-versa, 
provocando mudança na solubilidade da proteína com agregação e degeneração.
Todas as doenças priônicas conhecidas afetam as estruturas cerebrais ou outros tecidos neurais, 
não possuem cura e são sempre fatais.
13 - Qual a diferença entre a estrutura terciária e a quaternária? Esquematize.
A estrutura terciária é constituída por interações hidrofóbicas, eletrostáticas, pontes de hidrogênio 
e de sulfeto, conferindo à enzima conformação tridimensional, com dobramento da cadeia 
peptídica, enrolamentos, dobras e voltas garantindo sua forma globular. Já a estrutura quaternária 
é um polipeptídio, onde a partir da formação de duas ou mais cadeias polipeptídicas entrelaçadas 
em estrutura terciária. 
14 - Explique o que é uma Holoenzima, esquematize.
É uma enzima conjugada, formada por uma apoenzima (porção proteica) e uma coenzima ou 
cofator.
15 - Quais os fatores que influenciam na atividade da enzima? Explique dois deles.
A temperatura influencia na cinética da reação, com aumento excessivo da temperatura, tem-se 
aumento da velocidade de reação e maior energia cinética das moléculas componentes do 
sistema, com possível choque efetivo entre elas. E com o aumento excessivo da temperatura há a 
desnaturação da enzima, onde ela perde sua estrutura e função proteica, em geral é um processo 
irreversível.
16 - Como as enzimas podem sofrer inibição. Faça um esquema.
Por inibição competitiva onde o composto possui forma estrutural semelhante ao substrato de 
forma que pode se ligar ao sítio ativo da enzima, por falta de uma sequência de aminoácidos 
específica para ativação, não há ativação da enzima. Por inibição não competitiva, com ligação do 
inibidor a uma região da enzima diferente do sítio ativo, porém, não interfere na ligação do 
substrato ao sítio catalítico. E por inibição incompetitiva, a inibição é feita pela sua forma estrutural
possui grupos R específicos fora do sítio ativo, a ligação altera a estrutura da enzima e impede a 
catálise.
17 - Como atua as enzimas ditas isomerases?
São enzimas que catalisam a transferência de grupos dentro de uma mesma molécula para formar 
isômeros a partir da interconversão entre isômeros óticos ou geométricos. 
18 - O que é Enzyme Comission, criado em 1995. Pesquise e Exemplifique utilizando uma enzima.
É um esquema de classificação numérica para enzimas, baseado nas reações químicas que 
catalisam. Como sistema de nomenclatura enzimática, cada número de Enzyme Comission está 
associado a um nome para a respectiva enzima. As hidrolases são caracterizadas como (EC 3), para 
as hidrolases que atuam em ligações peptídicas é caracterizado como (EC 3.4),as hidrolases que 
clivam o aa amino-terminal de um polipeptídeo é caracterizado como (EC 3.4.11)
Principais enzimas de emprego industrial
1. Quais as principais fontes de enzima? Exemplifique.
Fonte vegetal: papaína, bromelina, ficina, amilase;
Fonte animal: pancreatina, pepsina, renina, catalase, amilase;
Fonte microbiana: amilases, proteases, celulases.
2. Qual enzima pode ser encontrada nas 3 fontes?
Amilase (malte-amilase)
3. Com relação a característica da reação enzimática realizada pela papaína, como ela é 
classificada? E qual sua(s) principal(is) aplicação (ões).
A papaína é classificada como proteolítica (hidrolisa proteínas e peptídeos). É utilizada na
indústria farmacêutica (distúrbios digestivos quando há deficiência de enzimas proteolíticas, ou 
como inalante pois atua como queratolítico do muco respiratório, melhorando as condições 
respiratórias de pacientes); na indústria cosmética como desintegradora de cutícula; além de 
remover lesões de pele; na indústria de alimentos no amaciamento de carnes.
4. Esquematize o processo de extração da papaína a parti de uma parte da planta.
São feitas 3 a 4 incisões longitudinais na casca do fruto verde do mamão →
Água fria + NaCl → centrifugação → Papaína bruta → Extração e trituração
→ Cristalização → Secagem
5. Quais outros vegetais possuem enzimas com características enzimáticas muito semelhantes a 
papaína e qual o nome dessas enzimas?
Bromelina, extraída no talo e fruto do abacaxi e ficina obtida do figo comestível
6. O que é o malte? E sua importância na indústria das fermentações, cite exemplo.
Malte são grãos de cereal que passaram pelo processo de malteação. É fonte de amido, substância 
que será transformada em açúcares por enzimas. É usado na indústria alimentícia na produção de 
cerveja, sacarificação e para auxiliar na digestão de alimentos amiláceos (efeito sobre a 
viscosidade, maciez da massa, aumenta o volume, sedosidade e textura).
7. Com relação as enzimas do reino animal, a renina atualmente é substituída por uma outra fonte 
enzimática, qual delas? Cite o nome do agente produtor.
Proteases coagulantes microbianas. Mucor pusillus.
8. Na indústria lactífera a catalase é utilizada para que finalidade?
É usada para eliminar o peróxido de hidrogênio residual do queijo e conservação do leite cru.
9. Que classe de enzimas podemos encontrar nos microorganismos?
Amilolíticas, proteolíticas e pectinases
10. Entre as 3 fontes enzimáticas, qual entre elas é a mais vantajosa e porque?
Enzimas microbianas pois no processo de fermentação é possível obter elevadas concentrações de 
enzimas através de manipulação genética e ajuste de condições de cultivo; possuem ciclos de 
fermentação curto, obtendo o produto mais rapidamente; os meios de fermentação utilizados são 
de baixo custo; e há diversidade de enzimas que catalisam a mesma reação. 
Esterilização e desinfecção
1. Quais os 3 pontos de esterilização necessários na indústria das fermentações?
Ar (compressor), equipamento (fermentador -> reator, dorna) e mosto (meio de cultura
selecionado). 
2. Qual a importância dos processos de esterilização na indústria das fermentações,
explique esquematizando como foi explicado em sala de aula.
Evitar o aparecimento de agentes contaminantes que poderão causar desvio de rota
metabólica e alterar o produto fermentado. Evitar a contaminação do equipamento
(contamina fermentação); descontaminação da matéria prima (será apta ao processo
fermentativo) 
Limpeza/higienização → Desinfecção → Higienização → Sanitização → Esterilização 
3. Porque o calor úmido é mais eficaz que o calor seco.
O calor úmido provoca a desnaturação e coagulação das proteínas, assim como a
fluidificação dos lipídeos. Isso acontece porque o vapor tem maior poder de penetração e
consequentemente, consegue eliminar as formas vegetativas dos procarióticos, vírus e
fungos e seus poros.
4. Explique o que pode ocorrer com as bactérias quando submetidas ao calor seco.
Quando uma população de bactérias é submetida ao calor, suas proteínas são
desnaturadas. Sendo assim, há uma redução do número de indivíduos viáveis ocorrendo de
forma exponencial. Portanto, quanto mais tempo se passar exposto ao calor, menor a
quantidade de microorganismos em determinado meio.
5. Como ocorre a Tindalização.
O processo consiste em submeter o material a temperaturas altas, que podem ser a 100°C,
durante alguns minutos por várias vezes intercalados de períodos de resfriamento a
temperatura ambiente. É capaz de eliminar esporos. 
6. Esquematize um processo de esterilização utilizando todos os meios conhecidos.
7. Como ocorre a pasteurização? Se ocorre a quente pode ocorrer comprometimento dos
nutrientes?
A pasteurização utiliza temperaturas inferiores a 100 ºC e tem como principal objetivo
prolongar a vida de prateleira dos alimentos por alguns dias, como no caso do leite, ou por
alguns meses, como ocorre com as frutas enlatadas. Esse método tem como princípio a
inativação de enzimas e a destruição dos micro-organismos sensíveis a temperaturas mais
elevadas, como as bactérias vegetativas, bolores e leveduras, sem modificar
significativamente o valor nutritivo e as características organolépticas do alimento
submetido ao tratamento. Os nutrientes não são comprometidos. 
8. Quando se opta, em alguns casos, por uma eliminação parcial ante a eliminação total de
microrganismos
Quando os processos onde os inibidores de crescimento são produzidos e o teor do
inibidor impede em menor ou maior grau o crescimento de vários microrganismos. Em
alguns processos a eliminação parcial de microorganismos é suficiente para garantir a
qualidade desejada. 
9. Quando se opta por um esterilizante químico?
Quando há objeto ou material termossensíveis, ou seja, aqueles que não resistem às altas
temperaturas dos processos físicos. Dentre os métodos químicos, alguns deles podem ser
utilizados tanto para desinfectar como para esterilizar, depende apenas do tempo de
exposição e concentração do agente.
Microorganismos
Elementos morfológicos 
De acordo com a aula ministrada em sala, e com o material de apoio, responda as seguintes 
perguntas
1 - Historiando a matéria de elementos morfológicos, fale como o avanço da microscopia 
contribuiu no estudo dos microorganismos?
Com o aparelho foi possível estudar seres unicelulares e pluricelulares invisíveis a olho nú, 
incluindo é claro, as bactérias e protozoários, tanto relacionados a doenças, como aqueles usados 
na indústria. 
2 - Dos 5 reinos, segundo a classificação de Whitakker quais entre eles são utilizados em 
processos fermentativos?
Monera e fungi
3 - O estudo dos microorganismos se faz necessário para fazer uma série de classificações para 
melhor compreender o comportamento deles nos processos fermentativos; com relação ao 
estudo de organização nuclear e das organelas, aquisição de nutrientes, e organização celular 
das bactérias e fungos, como eles se classificam?
➢ Classificados segundo a organização celular:
• Seres pluricelulares: as células estão arranjadas em estruturas chamadas de tecidos e 
órgãos que realizam as funções e processos vitais.
• Seres unicelulares: são constituídos de uma única célula e esta desempenha todos os 
processos vitais. 
➢ Com relação a organização nuclear: 
• Eucariontes: a célula possui o núcleo organizado e delimitado por membrana nuclear, 
chamada de carioteca; 
• Procariontes: a célula não possui núcleo organizado, não sendo delimitado por 
membrana nuclear; 
➢ Com relação aos modos nutricionais: 
• Autotróficos: por meio da Fotossíntese obtém energia; 
• Heterotróficos: obtêm por absorção, ou captação de nutrientes químicos dissolvidos em
água, ou por ingestão de alimentos não dissolvidos, com posterior digestão. 
4 - Com relação aos seres procarióticos na sua macromorfologia como se classificam?
Tamanho: 0,5 – 4,0 µm (invisível a olho nu);
Forma: esférica,cilíndrica, espiraladas (helicoidais) e pleomórficas;
Arranjo: 
• Coccos
◦ Diplococos 
◦ Estreptococos 
◦ Tétrades 
◦ Sarcinas
◦ Estafilococos
http://biologo.com.br/bio/protistas/
• Bacilos
◦ Diplobacilos
◦ Estreptobacilos
◦ Cocobacilos
• Espirilos
◦ Espiroqueta
◦ Vibriões
5 - Explique a diferença entre as bactérias gram positivas e gram negativas, e qual 
comportamento perante o processo de coloração gram? 
As bactérias Gram-positivas possuem uma espessa camada de peptideoglicano que constituem a 
sua parede celular e adquirem a coloração purpura quando aplicado o corante principal cristal 
violeta. Já as bactérias Gram-negativas possuem uma parede de peptidoglicano mais fina que não 
retém o cristal violeta durante o processo de descoloração e recebem a cor vermelha no processo 
de coloração final.
6 - O que é o glicocálix e qual a sua relação com os processos de esterilização?
É um envoltório externo à membrana plasmática constituído de unidades de polissacarídeos com 
função de: proteger a célula de fagocitose e lise, reservatório de alimento, e/ou aderência. Ajuda a 
proteger a superfície celular contra lesões mecânicas e químicas, caracterizando certo grau de 
resistência ao ser. 
7 - Cite algo comum aos seres procarióticos.
Material genético disperso no citosol.
8 - A mudança de temperatura e o decorrer do tempo pode alterar em quer os seres 
procarióticos?
Pode causar mudanças na morfologia e metabolismo e alteração na taxa de divisão celular.
9 - Os esporos são formas de vidas que podemos encontrar nos seres procarióticos e 
eucarióticos. Nos seres procarióticos quando se forma e porque se formam, explique?
São formas latentes, que se formam e sobrevivem em condições desfavoráveis do ambiente e ao 
calor. São metabolicamente inativas, entretanto se retornarem novamente as condições favoráveis,
poderão germinar. Normalmente se apresenta no final do crescimento ativo. 
Inicialmente o septo do esporo começa a isolar o DNA recém-replicado e uma pequena porção de 
citoplasma. A membrana plasmática começa a circundar o DNA, o citoplasma e a membrana 
isolados. Após isso, o septo do esporo circunda a porção isolada do pré-esporo em formação e 
nesse momento há duas membranas, e então uma camada de peptideoglicana se forma entre elas.
Após isso a capa do esporo é sintetizada, ocorre a lise da célula mãe, e o endosporo livre é liberado
da célula. 
10 - Com relação aos fungos, compare brevemente com a morfologia dos seres procarióticos.
Os fungos seres eucariontes e uni ou pluricelulares. Esses seres podem ser macroscópicos ou 
microscópicos e fazem parte do Reino Fungi. As bactérias são seres procariontes e unicelulares. Por
não possuírem um núcleo celular bem definido, são considerados organismos simples e fazem 
parte do Reino Monera.