Atividade de Enzimas e pH

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CIÊNCIA 
E CIDADANIA
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10V
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pH
pH ótimo para a 
pepsina
pH ótimo para a 
tripsina
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Temperatura (°C)
Temperatura ótima
para enzimas 
humanas
Temperatura ótima para
enzimas de bactérias de
fontes termais
Fenilalanina
Enzima fenilalanina-
-4-monoxigenase
C
C
C
H
H
H
H
C
C CH2 C COOH
C
NH2
O2H
Tirosina
C
C
C
H
H
H
H
C
CHOH2 2 CH2 C COOH
C
NH2
H
Figura 3.31 
Curvas de atividade de 
diferentes enzimas em 
condições diversas de 
temperatura (gráfico A) e de 
grau de acidez (pH) 
(gráfico B). Note que cada 
enzima tem uma temperatura 
e um pH ótimos, em que sua 
atividade é máxima. (Baseado 
em Campbell, N. e cols., 1999.)
Outro fator que afeta a atividade das enzimas é o grau de acidez do meio, ou pH (potencial 
hidrogeniônico), expresso em uma escala logarítmica que vai de 0 a 14. Esses valores de pH 
expressam a concentração relativa do íon de hidrogênio (H1) em determinado meio. Como já foi 
mencionado anteriormente neste capítulo, o valor 7 representa um meio neutro, nem ácido nem 
básico; valores abaixo de 7 são progressivamente mais ácidos e os acima de 7 são progressi-
vamente mais básicos (alcalinos). Por exemplo, uma solução de hidrogenocarbonato de sódio, 
também chamado bicarbonato de sódio (NaHCO3), tem pH da ordem de 9, enquanto o vinagre tem 
pH em torno de 4. Isso quer dizer que, no vinagre, a concentração de íons H1 é cerca de 100 mil 
vezes maior que a da solução de bicarbonato de sódio.
Cada enzima tem um pH ótimo de atuação, no qual sua atividade é máxima. Fora dessa faixa de pH, 
a enzima deixa de funcionar adequadamente. O pH ótimo para a maioria das enzimas celulares situa-se 
ao redor de 7, próximo ao neutro. Mas há exceções; a enzima pepsina, por exemplo, que atua em nosso 
estômago, funciona mais eficientemente em valores de pH fortemente ácidos, em torno de 2, condição 
em que a maioria das outras enzimas deixa de funcionar. A tripsina, por sua vez, enzima digestiva que 
atua no ambiente alcalino do intestino, tem pH ótimo situado em torno de 8. (Fig. 3.31B)
A B
“Teste do pezinho” pode impedir manifestação de doença grave
O conhecimento científico sobre enzimas e genes 
tem permitido o desenvolvimento de diagnósticos 
precisos e, em alguns casos, tratamento para doen-
ças de origem genética. Um exemplo refere-se à 
fenilcetonúria, uma doença humana decorrente da 
incapacidade inata de uma pessoa produzir determi-
nada enzima. Essa doença pode ser evitada quando 
diagnosticada no recém-nascido. Para isso basta uma 
gota de sangue, obtida por uma leve punção no pé 
da criança.
A pessoa portadora da condição genética respon-
sável pela fenilcetonúria não produz a enzima que 
transforma o aminoácido fenilalanina em tirosina. 
Nessa situação, a fenilalanina tende a se acumular 
Figura 3.32 A. Reação catalisada pela enzima 
fenilalanina-4-monoxigenase, cuja ausência é a principal 
causa da fenilcetonúria, que afeta uma em cada 20 mil 
pessoas. B. Retirada de sangue do pé de um recém-nascido 
para o teste de fenilcetonúria (teste do pezinho).
no corpo e pode causar danos às células cerebrais, 
principalmente na infância.
Os piores efeitos da fenilcetonúria são evitados 
se a doença é detectada prematuramente e se o por-
tador passa a receber uma dieta que forneça apenas 
as quantidades mínimas de fenilalanina necessárias 
ao desenvolvimento. O conhecido “teste do pezinho”, 
realizado com uma gota de sangue retirada do pé dos 
recém-nascidos, destina-se justamente a detectar os 
portadores dessa deficiência antes que ela possa causar 
estragos ao sistema nervoso. Pessoas fenilcetonúricas 
devem evitar o excesso de proteínas na alimentação e o 
uso de adoçantes artificiais feitos à base de aspartame, 
que contêm fenilalanina e ácido aspártico. (Fig. 3.32)
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Seção 3.6
Objetivos❱❱❱❱
Caracterizar vitamina CCCCCCC
e reconhecer a 
importância desse tipo 
de substância para o 
nosso organismo. 
Estar informado sobre CCCCCCC
os principais tipos de 
vitamina, suas fontes 
e consequências da 
carência vitamínica 
sobre o organismo.
Termos e conceitos❱❱❱❱
vitamina•	
escorbuto•	
beribéri•	
avitaminose•	
Vitaminas
1 A descoberta das vitaminas
Vitamina não é uma classe particular de substâncias, e sim a desig-
nação de qualquer substância orgânica que o organismo não consegue 
produzir e é necessária em pequena quantidade para seu bom funciona-
mento. A vitamina C, por exemplo, é o ácido ascórbico, essencial ao bom 
funcionamento do organismo humano e dos demais primatas (símios e 
macacos). Há outros animais que também necessitam de ácido ascórbico, 
mas conseguem produzi-lo em suas próprias células; por isso, para eles, o 
ácido ascórbico não é uma vitamina.
Os cientistas descobriram que muitas vitaminas atuam como cofatores 
em reações enzimáticas. Nesse caso, a deficiência de uma dada vitamina 
diminui a quantidade de enzima ativa (holoenzima) formada, alterando 
negativamente o metabolismo celular.
A importância da alimentação variada começou a ser reconhecida du-
rante a época das grandes navegações a vela. A dieta da tripulação dos 
navios era pobre, constituída basicamente por biscoitos secos e carne 
salgada. Após algumas semanas no mar, os marinheiros tornavam-se fra-
cos, desatentos, tinham fortes hemorragias nasais e muitos chegavam 
a morrer. Bastava, no entanto, que os doentes passassem alguns dias 
em terra firme, alimentando-se de frutas e verduras frescas, para que os 
sintomas rapidamente desaparecessem.
Escorbuto e beribéri
Uma doença comum entre os marinheiros era o escorbuto. Descobriu-se 
que, para evitá-la, bastava ingerir regularmente suco de limão ou de laranja. 
A marinha inglesa chegou mesmo a baixar uma lei tornando obrigatória a 
inclusão dessas frutas na dieta dos marinheiros. Hoje se sabe que o escor-
buto é causado pela deficiência da vitamina C, o ácido ascórbico.
Os marinheiros chineses e japoneses, cuja dieta era constituída basi-
camente de peixes e arroz branco (sem casca), apresentavam uma doença 
que ficou conhecida como beribéri, que em japonês significa “eu não posso! 
eu não posso!”, supostamente porque o doente não podia levantar-se do 
leito quando requisitado por seu capitão, devido à fraqueza. O principal 
sintoma do beribéri é o enfraquecimento dos músculos, que pode levar a 
pessoa à total paralisia. Os médicos japoneses descobriram que a doença 
podia ser prevenida e curada por uma dieta constituída de vegetais, carne, 
leite condensado e arroz integral.
O termo vitamina foi criado quando se descobriu que pequeníssimas 
quantidades de uma substância, a tiamina, pertencente ao grupo das 
aminas (que têm grupos nitrogenados) conseguiam evitar o beribéri. Por 
causa disso, essa substância foi chamada de vitamina, que significa “amina 
vital”. Entretanto, pouco tempo depois foram descobertos outros fatores 
nutricionais orgânicos, também necessários em pequeníssimas quanti-
dades, mas que não eram aminas. O termo vitamina, todavia, já estava 
consagrado pelo uso.
2 Fontes de vitaminas e avitaminoses
As fontes naturais das vitaminas são os alimentos. Atualmente as vita-
minas também podem ser encontradas no comércio na forma purificada, 
sendo prescritas pelos médicos para eliminar as deficiências vitamínicas, 
geralmente causadas por uma dieta pobre ou desbalanceada.
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Para que os alimentos não percam seu valor vitamínico é preciso ter certos cuidados, pois certas 
vitaminas são facilmente destruídas pelo calor ou pela exposição ao gás oxigênio (O2) do ar. Uma 
regra geral para preservar ao máximo o valor vitamínico de verduras e legumes é consumi-los crus 
ou levemente cozidos em pequena quantidade de água. Vegetais para saladas e frutas só devem ser 
cortados no momento de ser servidos, para evitar a oxidação destrutiva de suas vitaminas pelo ar.
As vitaminas costumam ser classificadas em hidrossolúveis e lipossolúveis. A importância 
dessa classificação está relacionada ao modo como as vitaminas devem ser ingeridas e a seu 
armazenamento no organismo.
Vitaminas hidrossolúveis, assim chamadas por serem substâncias polares e dissolverem-se 
em água, são armazenadas em quantidades pequenas no corpo e devem ser ingeridas diariamen-
te. Vitaminas lipossolúveis, assim chamadas por serem substâncias apolares e dissolverem-se 
em lipídios e em outros solventes orgânicos, são armazenadas no tecido adiposo e não precisam 
ser ingeridas diariamente. 
As doenças resultantes da falta de vitaminas são denominadas avitaminoses. Veja as prin-
cipais avitaminoses e seus sintomas na tabela a seguir. (Tab. 3.2)
 Tabela 3.2 Vitaminas hidrossolúveis
Vitamina Principal uso no corpo Sintomas de deficiência Principais fontes
B1
(Tiamina)
Auxilia na oxidação dos carboidratos. 
Estimula o apetite. Mantém o tônus 
muscular e o bom funcionamento do 
sistema nervoso. Previne o beribéri.
Perda de apetite, fadiga 
muscular, nervosismo, be ribéri.
Cereais na forma integral e 
pães, feijão, fígado, carne de 
porco, ovos, fermento de 
padaria, vegetais de folha.
B2
(Riboflavina)
Auxilia a oxidação dos alimentos. Essencial 
à respiração celular. Mantém a tonalidade 
saudável da pele. Atua na coordenação motora.
Ruptura da mucosa da 
boca, dos lábios, da língua 
e das bochechas.
Vegetais de folha (couve, repolho, 
espinafre etc.), carnes magras, ovos, 
fermento de padaria, fígado, leite.
B3 (Niacina 
ou ácido 
nicotínico)
Mantém o tônus nervoso e muscular e o 
bom funcionamento do sistema digestório. 
Previne a pelagra.
Inércia e falta de energia, 
nervosismo extremo, 
distúrbios digestivos, pelagra.
Levedo de cerveja, carnes 
magras, ovos, fígado, leite.
B5 (Ácido 
pantotênico)
É componente da coenzima A, participante 
de processos energéticos celulares.
Anemia, fadiga e dormên cia 
dos membros.
Carne, leite e seus derivados, 
verduras e cereais integrais.
B6
(Piridoxina)
Auxilia a oxidação dos alimentos. Mantém 
a pele saudável.
Doenças da pele, distúrbios 
nervosos, inércia e 
extrema apatia.
Levedo de cerveja, cereais 
integrais, fígado, carnes 
magras, leite.
B8
(Biotina)
Atua como coenzima em processos 
energéticos celulares, na síntese de ácidos 
graxos e das bases nitro ge nadas púricas.
Inflamações na pele e 
distúrbios neuromusculares.
Carnes, legumes, verduras e 
bactérias da flora intestinal.
B9
(Ácido fólico)
Importante na síntese das bases 
nitrogenadas e, portanto, na síntese de DNA 
e multiplicação celular.
Anemia; esterilidade masculina; 
na gravidez predispõe a uma 
malformação do feto conhecida 
como espinha bífida.
Vegetais verdes, frutas, cereais 
integrais e bactérias da flora 
intestinal.
B12
(Cianocobala-
mina)
É essencial para a maturação das hemácias 
e para a síntese de nucleotídios.
Anemia perniciosa; 
distúrbios nervosos.
Carne, ovos, leite e seus 
derivados.
C
(Ácido 
ascórbico)
Mantém a integridade dos vasos sanguineos 
e a saúde dos dentes. Previne infecções e 
o escorbuto.
Inércia e fadiga em adultos, 
insônia e nervosismo em 
crianças, sangramento das 
gengivas, dores nas juntas, 
dentes alterados, escorbuto.
Frutas cítricas (limão, lima, 
laranja), tomate, couve, 
repolho, outros vegetais de 
folha, pimentão.
 Vitaminas lipossolúveis
A
(Retinol)
Necessária para o crescimento normal e para o 
bom funcionamento dos olhos, do nariz, da boca, 
dos ouvidos e dos pulmões. Previne resfriados e 
várias infecções. Evita a ”cegueira noturna”.
Cegueira noturna (xeroftalmia), 
”olhos secos” em crianças, 
cegueira total.
Vegetais amarelos (cenoura, 
abóbora, batata-doce, milho), 
pêssego, nectarina, abricó, gema 
de ovo, manteiga, fígado.
D*
(Calciferol)
Atua no metabolismo do cálcio e do fósforo. 
Mantém os ossos e os dentes em bom estado. 
Previne o raquitismo.
Problemas nos dentes, ossos 
fracos, contribui para os 
sintomas da artrite, raquitismo.
Óleo de fígado de bacalhau, 
fígado, gema de ovo.
E
(Tocoferol)
Promove a fertilidade. Previne o aborto. Atua 
no sistema nervoso involun tário, no sistema 
muscular e nos músculos involuntários.
Esterilidade masculina, aborto.
Óleo de germe de trigo, carnes 
magras, laticínios, alface, óleo de 
amendoim.
K
(Filoquinona)
Atua na coagulação do sangue. 
Previne hemorragias.
Hemorragias. Vegetais verdes, tomate, castanha.
 * A vitamina D não é encontrada pronta na maioria dos alimentos; estes contêm, em geral, um precursor 
que se transforma em vitamina D quando exposto aos raios ultravioleta da radiação solar.