Experimento catalase

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RESUMO
Substâncias tóxicas, como o peróxido de hidrogênio (H2O2), são formadas como subprodutos do metabolismo celular a todo instante nas células. Por isso, se faz necessário a ação de enzimas que atuem na degradação desses compostos e, consequentemente, na desintoxicação da célula, como a enzima catalase, cuja função é degradar o peróxido de hidrogênio. Este artigo tem por objetivo a demonstração da ação da catalase, utilizando-se peróxido de hidrogênio (H2O2) para entender as ações enzimáticas em cada tipo de organismo. Para isso, foram utilizados vegetais, carne e fígado para determinar a ação da catalase em cada material. Ao final dos experimentos, observou-se a intensidade das reações devido à liberação de calor e à liberação de O2, as quais ocorreram de formas distintas em cada material estudado. 
Palavras-chave: Catalase; Peróxido de Hidrogênio; Ação enzimática.
1. INTRODUÇÃO
As enzimas são moléculas globulares de natureza proteica que modificam a velocidade das reações bioquímicas, acelerando-as, ou seja, elas atuam como catalisadores biológicos. Essas moléculas atuam tanto em reações de degradação como em reações de síntese, agindo de forma eficiente em todas elas. “Além da rapidez, as sínteses enzimáticas apresentam alto rendimento, isto é, no final da reação gera-se apenas o produto desejado ou alguns produtos, mas todos úteis às células.” (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 1997, p. 44). As enzimas possuem um ou mais centros ativos, onde os substratos se associam dando início a ação enzimática. (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 1997). Além disso, ao final da catálise, as enzimas não são consumidas e não sofrem alterações moleculares, podendo atuar novamente.
Alguns fatores físicos e químicos, como temperatura e pH, podem afetar a atividade das enzimas. Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação enzimática, até se atingir uma temperatura considerada ótima, quando a velocidade da reação é máxima. Se passar dessa temperatura, a enzima começa a se desnaturar e, consequentemente, a sua atividade começa a diminuir. Da mesma maneira, cada enzima também possui um pH ótimo de atuação (atividade máxima). Fora dessa faixa de pH apropriado, a enzima não funciona adequadamente.
Umas das enzimas presentes nas células é a catalase, presente nos peroxissomos de praticamente todas as células eucarióticas e nos glioxossomos das células vegetais. Essa enzima atua na degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), molécula extremamente tóxica para a célula, resultante da oxidação de substratos nos peroxissomos e em alguns pontos da célula. A degradação do H2O2 pela catalase pode ser expressa, segundo Carvalho e Pimentel (2013), da seguinte maneira: 2 H2O2 	 2 H2O + O2. A água e o oxigênio produzidos são reutilizados pela célula. “Nas células hepáticas e renais, a catalase atua também como uma enzima desintoxicante.” (DE ROBERTIS; HIB; PONZIO, 2008, p. 254)
Esse artigo tem por objetivo demonstrar, através de experimentos, a atividade da catalase em diferentes materiais biológicos submetidos a diferentes tratamentos, analisando a intensidade da reação enzimática em cada um deles.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Materiais utilizados
Tubos de ensaio, lamparina, água oxigenada, almofariz com pistilo, estilete com cabo de madeira, faca, tábua para cortes dos materiais, peneira, 1 batata, 1 tomate, folhas, carne e fígado. 
2.2. Procedimentos experimentais
	Primeiramente, preparou-se os materiais a serem utilizados: Para o tomate, cortou-se dois pedaços iguais, picando-se um deles; na batata e na folha realizou-se o mesmo procedimento. Para a carne, cortou-se três pedaços iguais, um permaneceu inteiro, picou-se o outro e assou-se o último na lamparina até este ficar “bem passado”, com aspecto de carvão. Para o fígado, também se cortou três pedaços iguais, um permaneceu inteiro, picou-se o outro e macerou-se o último no almofariz, filtrando-se este material com uma peneira. Em seguida, etiquetou-se os tubos de ensaio, para cada material inteiro, picado, macerado e assado. Colocou-se os materiais em seus respectivos tubos e adicionou-se 2 mL de água oxigenada em cada um deles. Observou-se a reação da catalase em cada tubo e anotou-se os resultados.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao acrescentar peróxido de hidrogênio nos tubos de ensaio, notou-se que nos tubos contendo material picado houve uma atividade enzimática mais rápida e intensa do que nos tubos contendo material inteiro. A intensidade da reação enzimática pôde ser visualizada através da formação de bolhas (Figura 1), resultantes da liberação de O2 que é um dos produtos da degradação do H2O2, e pelo aquecimento do tubo de ensaio, já que essa degradação é uma reação exotérmica, ou seja, libera calor.
Figura 1 – observação da formação de bolhas devido a liberação de O2.
Ao picar o material, a água oxigenada entra em contato com mais células, ou seja, aumenta a superfície de contato do material e, consequentemente, a quantidade de catalases que irão atuar na degradação desse composto. A Tabela 1 mostra a intensidade da ação da catalase em cada material. 
	MATERIAL BIOLÓGICO
	TRATAMENTO
	
	INTEIRO
	PICADO
	ASSADO
	FILTRADO
	Batata
	2
	3
	-
	-
	Folha
	0
	1
	-
	-
	Carne
	2
	3
	0
	-
	Fígado
	3
	4
	-
	4
Tabela 1 – intensidade das reações. 0 – sem reação; 1 – pouca reação; 2 – reação moderada; 3 – boa reação; 4 – reação muito intensa.
Como visto na Tabela 1, na batata picada ocorreu uma reação de intensidade 3, considerada uma boa reação. Já na batata inteira, houve uma reação moderada e mais lenta. Isso porque, como já dito anteriormente, o material cortado aumenta a superfície de contato com os glioxissomos (perixossomos especializados presentes nas células vegetais), onde se encontra a catalase, além de romper a parede celular vegetal, que dificulta a entrada do H2O2 na célula. Assim, há uma maior intensidade e velocidade da reação nesse material, além de haver uma maior liberação de calor.
Nos tubos contendo tomate, a reação foi parecida com a reação ocorrida na batata, já que os dois materiais são formados por células vegetais. Como visto na Figura 1, no tomate inteiro, a reação foi pouca, liberando menos O2, formando menos bolhas e liberando menos calor. Já no tomate picado, obteve-se uma reação moderada.
No tubo contendo a folha inteira não houve nenhuma reação (Figura 2), pois ela possui uma cutícula presente em sua epiderme que impede o contato do peróxido de hidrogênio com a catalase presente nas células. Essa cutícula é composta por cera e cutina, e previne a perda de água, além de proteger a folha contra o ataque de fungos e bactérias, já que impede a adesão destes na epiderme da folha (SILVEIRA, 2004). No tubo com a folha picada, houve pouca reação, observada somente nas bordas dos pedaços da folha (Figura 3), isso porque, ao cortar a folha, quebra-se um pouco a barreira da cutícula nas extremidades cortadas, liberando um pouco de catalase. 
Figura 3 – reação na folha picada.
Figura 2 – reação na folha inteira.
Já em relação à carne, houve três tipos de experimentações. Uma parte do material foi deixada inteira, uma foi cortada e outra parte foi assada. Nos dois primeiros processos, ocorreu o esperado: a parte que foi picada teve maior ação da catalase do que a inteira (Tabela 1), isso devido à maior área de superfície, como já foi dito anteriormente. Já na carne assada, não foi possível observar ação da catalase, pois ela possui uma temperatura e pH ideal para agir e, quando a carne foi submetida a uma temperatura acima da considerada ideal para a atuação da catalase, esta enzima se desnaturou, o que inibiu a sua ação. Esse processo é irreversível, ou seja, a enzima não volta a atuar novamente.
Por último, houve a análise do fígado. Pode-se notar que o fígado teve maior potencial de ação enzimática, visto que a sua principal função é a de desintoxicação e, portanto, há mais peroxissomos presentes em suas células. Em relação ao tratamento do material, observou-se que no material macerado, houve uma liberação de calor e de bolhas muito rápida,evidenciando a intensidade da reação enzimática naquele material. Os demais tratamentos - inteiro e picado - sofreram reações bastante intensas (escala 3 e 4, respectivamente), mas no fígado filtrado foi maior, pois houve uma quebra das células, fazendo, assim, a extração do material celular. A intensidade das reações pode ser vista na Figura 4.
Figura 4 – reação no fígado inteiro(esquerda), picado(meio), macerado (direita).
Comparando-se as reações na carne e no fígado, pode-se inferir que a carne, por ser mais fibrosa, obteve uma reação de menor intensidade e mais lenta do que o fígado. Além de que, o fígado possui poros que acabam ajudando no contato entre o peróxido de hidrogênio e as células desse órgão.
4. CONCLUSÃO
Após a realização dos experimentos, tornou-se possível a melhor compreensão acerca da ação da catalase em diferentes organismos. Constatou-se que a catalase age em diversas intensidades, dependendo do material e da temperatura em que ela se encontra. Foi possível notar que essa enzima agiu melhor em materiais que foram cortados/macerados, pois houve um aumento na área de superfície. Sendo o fígado macerado o material que teve uma maior intensidade na reação.
5. REFERÊNCIAS
CARVALHO, Hernandes F; PIMENTEL, Shirlei M. Recco. A célula. 3. ed. Barueri: Manole, 2013. 
JUNQUEIRA, Luiz Carlos; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.a., 1997.
ROBERTIS, Edward Michael de; HIB, José; PONZIO, Roberto. De Robertis Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.a., 2008.
SILVEIRA, Fernando A. O. Anatomia Vegetal. Curvelo, 2004.