Relatorio - Estudo das proteínas catalisadoras

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1. TÍTULO: Estudo das proteínas catalisadoras. 
 
2. RESUMO 
Enzimas são polímeros biológicos, catalisadores de reações químicas, e tornam a nossa 
vida possível. A presença e manutenção de um conjunto completo e balanceado de enzimas é 
essencial para a decomposição dos nutrientes que vão fornecer energia e blocos de construção 
química. A reunião desses blocos químicos para formar proteínas, DNA, membranas, células e 
tecidos e o uso da energia para possibilitar a motilidade das células e a contração muscular. 
As enzimas catalase e peroxidase são exemplos de enzimas de grande interesse na área 
de alimentos. Elas ocorrem em plantas, animais e microorganismos. Nos animais e vegetais, 
acredita-se que a função delas é proteger os tecidos contra os efeitos tóxicos da água oxigenada. 
A catalase reduz diretamente a água oxigenada á água e gás oxigênio. 
 
3. OBJETIVO 
 Identificar a atividade da catalise enzimática. 
 
4. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Enzimas são proteínas, polímeros de cadeia longa com aminoácidos sucessivamente 
ligados uns aos outros através de ligações peptídicas em uma sequência determinada 
geneticamente, que apresentam atividade catalítica. As enzimas são catalisadores das reações 
bioquímicas, isto é, atuam tornando possível uma nova reação com energia de ativação menor. 
Isso significa que simplesmente com a sua presença e sem serem consumidas durante o 
processo, as enzimas conseguem acelerar os processos bioquímicos. A eficiência das enzimas 
como catalisadores é medida pelo número de transformações moleculares, que é explicada 
pelo número de moléculas de substrato que uma enzima converte por unidade de tempo. 
As enzimas podem ser classificadas de acordo com vários critérios. O mais importante 
foi estabelecido pela União Internacional de Bioquímica (IUB), e estabelece seis classes. 
As oxidorredutases são enzimas que catalisam reações de transferência de elétrons, 
ou seja, reações de oxiredução. São as desidrogenases e as oxidases. Se uma molécula se 
reduz, tem que haver outra que se oxide. 
As transferases são enzimas que catalisam reações de transferência de grupamentos 
funcionais, como grupos amina, fosfato, acil, carboxil, etc. Como exemplo, temos as quinases 
e as transaminases. 
As hidrolases catalisam reações de hidrólise de ligação covalente. Um exemplo são 
as peptidases. 
As liases catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, 
amônia e gás carbônico. As dehidratases e as descarboxilases são bons exemplos. 
As isomerases catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou 
geométricos. As epimerases são exemplos. 
E, as ligases, que catalisam reações de formação e novas moléculas a partir da ligação 
entre duas já existentes, sempre à custa de energia (ATP). Um exemplo são as sintetases. 
As enzimas, sendo proteínas globulares de diversos tamanhos, têm sua estrutura 
definida pelas estruturas primária, secundária, terciária e quaternária. 
A estrutura primária refere-se ao tipo de sequência dos aminoácidos na molécula 
proteica. 
A estrutura secundária representa a estrutura espacial, tridimensional, que a molécula 
assume. É formada pela associação dos membros próximos da cadeia polipeptídica e é 
mantida, principalmente, através de pontes de hidrogênio. É também chamada de estrutura 
helicoidal. 
A estrutura terciária é a forma segundo a qual a estrutura secundária se arranja, se 
dobra e se enovela, formando estruturas globulares rígidas. Essa estrutura é estabilizada por 
ligações de diversos tipos, como pontes de hidrogênio, hidrofóbicas, iônicas, eletrostáticas e 
covalentes. Estas últimas são representadas pelas pontes de dissulfito ente os resíduos de 
cisteína. 
A estrutura quaternária é a forma como as diversas estruturas terciárias ou subunidades 
se associam. 
A maioria das enzimas apresenta melhor desempenho em temperaturas que variam de 
30°C a 70°C e com valores de pH próximos à neutralidade (pH ≅ 7). Em geral, pode-se dizer 
que nenhuma enzima resiste por muito tempo à temperaturas superiores a 100°C. 
A ação catalítica de uma reação enzimática é alcançada dentro de limites muito 
estreitos de pH. Cada reação tem um pH ótimo, que para a maioria das enzimas se situa entre 
4,5 e 8,0, e no qual a enzima apresenta sua atividade máxima. O valor do pH ótimo varia de 
acordo com as várias enzimas e os diferentes substratos sobre os quais atuam. 
Valores baixos ou altos de pH podem causar desnaturação proteica considerável e 
consequente inativação enzimática. Por isso, é muito útil saber em que faixa de pH a enzima 
é mais estável, já que o pH de máxima estabilidade nem sempre coincide com o de máxima 
atividade. 
As enzimas podem ser inativadas, isto é, desnaturadas por diversos fatores, como calor, 
ponto isoelétrico, sequestro de sais de cálcio e agitação mecânica. 
 
5. PARTE EXPERIMENTAL 
 
I. MATERIAIS E REAGENTES 
 
– Amostras: 
✓ Fígado 
✓ Batata doce 
✓ Berinjela 
✓ Batata portuguesa 
✓ Carne de boi 
✓ Amaciante (Mariza) 
✓ Amaciante (Maggi) 
 
- Reagentes: 
✓ 1 Água Oxigenada (H2O2), 10 Vol. 100 mL; 
✓ HCl 5% 
– Materiais: 
✓ Béqueres de 100 mL; 
✓ Conta-gotas; 
✓ Espátulas de Alumínio; 
✓ Tubos de Ensaio; 
✓ Vidros de Relógi
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II. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Cortaram-se, com auxílio de espátula de alumínio, pedaços pequenos (tirinhas) de 
batata-doce; batata portuguesa; berinjela; carne de boi e fígado para realizar o 
experimento de reações enzimáticas. 
Colocaram-se as tirinhas de carne de boi e fígado em vidros de relógio, as tirinhas 
de berinjela, batata-doce e de batata portuguesa em tubos de ensaio. 
Foram cortados pequenos pedaços das amostras de carne de boi, fígado, berinjela, 
batata-doce e batata portuguesa para reagir com água oxigenada (H2O2) 10 Vol. Após 
isso, foram anotadas todas as observações. 
Na amostra de fígado realizou-se a modificação do meio reacional por meio da 
alteração do pH e da temperatura, anotando todas as observações aparentes. 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
A partir de todas as observações feitas e de todas as informações anotadas, foi 
montada uma tabela para organizar os dados obtidos através das reações realizadas. 
Tabela 1: Identificação da Enzima Catalase. 
Amostras (H2O2) 10 Vol. Observações 
Carne de Boi + H2O2 Reação rápida 
Apresentou desnaturação 
proteica. 
Berinjela + H2O2 Reação Lenta 
Apresentou desnaturação 
proteica. 
Batata Doce + H2O2 Reação rápida 
Apresentou desnaturação 
proteica. 
Ocorreu um leve 
aquecimento. 
Fígado + H2O2 Reação rápida 
Apresentou desnaturação 
proteica, com maior 
concentração da enzima. 
Batata Portuguesa + H2O2 Reação rápida 
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Apresentou desnaturação 
proteica. 
 
Tabela 2: Identificação da Enzima Catalase modificando o meio reacional. 
Amostras (H2O2) 10 Vol. Observações 
Fígado + HCl + H2O2 Reação lenta 
Não houve desnaturação 
proteica. 
Fígado + H2O aquecida + H2O2 Reação lenta 
Não desnaturou 
completamente. 
 
A decomposição da água oxigenada (H2O2) pode ser realizada por uma enzima 
chamada catalase. 
No primeiro ensaio observou-se que o fígado sofreu uma reação maior em 
comparação com a batata, a carne de boi e a berinjela devido conter em sua composição 
uma grande quantidade de catalase. 
Na segunda fase das reações devido a modificação do meio com o pH e através 
da variação na temperatura, percebeu-se que a desnaturação proteica ocorreu de forma 
menos efetiva e/ou não ocorreu. 
O fígado é um órgão que tem muito vasos sanguíneos, devido sua função de 
produzir milhares de produtos químicos essenciais ao organismo. Para isso, utiliza 
enzimas, como a catalase, que decompõe a água oxigenada. Com essa atividade 
experimental proposta pode-se verificar como atua a enzima catalase presente no fígado, 
nas batatas, na carne e na berinjela. 
A água oxigenada praticamente não se decompõe nos alimentos cozidos ou em 
meio fortemente ácido ou básico.Isso acontece porque a catalase se transforma em outra 
substância quando é aquecida ou sofre grande variação de pH, processo conhecido como 
desnaturação da enzima. Esta nova substância não catalisa a decomposição da H2O2. 
A velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura, 
visto que provoca maior agitação das moléculas e, portanto, maiores possibilidades de 
elas colidirem para reagir. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a 
velocidade da reação diminui bruscamente, como foi visto na reação com o fígado, porque 
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a agitação das moléculas se torna tão intensa que as ligações que estabilizariam a estrutura 
espacial da enzima se rompem e ela é desnaturada. Para cada tipo de enzima existe uma 
temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxim. A maioria das enzimas 
humanas tem sua temperatura ótima entre 36 e 37ºC - a faixa de temperatura considerada 
normal para o corpo humano. 
Outro fator que afeta a atividade das enzimas é o grau de acidez do meio, também 
conhecido como pH (potencial hidrogeniônico). A escala de pH vai de 0 a 14 e mede a 
concentração relativa de íons hidrogênio (H+) em um determinado meio. Valores 
próximos de 0 caracterizam meios mais ácidos e os próximos de 14 caracterizam aqueles 
mais básicos (alcalinos), enquanto o valor 7 caracteriza um meio neutro. Cada enzima 
tem um pH ótimo de atuação, no qual a sua atividade é máxima, como foi representado 
na Figura 3. O pH ótimo para a maioria das enzimas fica entre 6 e 8. 
As reações enzimáticas são muito importantes em alimentos e ocorrem não só no 
alimento in natura, mas também durante o seu processamento e armazenamento. O aroma 
da cebola, por exemplo, deve-se à ação da alinase, enzima que age sobre os compostos 
que contêm enxofre presentes nesse alimento. Enzimas proteolíticas (que "quebram" 
proteínas) como a bromelina presente no abacaxi são empregadas no amaciamento da 
carne. As amilases são enzimas importantes principalmente na produção de xaropes de 
milho pela sua capacidade de romper as ligações glicosídicas do amido. 
Uma reação enzimática muito importante, com resultados não desejáveis é a 
reação de escurecimento enzimático. Frutas e vegetais que contêm compostos fenólicos 
na sua composição, quando cortadas e expostas ao ar, sofrem escurecimento causado pela 
enzima polifenoloxidase (PPO). O que essa enzima faz é oxidar os fenóis a ortoquinonas 
(vide reação abaixo). Estes últimos compostos polimerizam facilmente formando 
compostos escuros, as melaninas. Essas reações de escurecimento enzimático podem ser 
mais facilmente observadas em vegetais de cores claras, como banana, batata e maçã. 
 
 
 
 
 
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7. CONCLUSÃO 
Por meio da referida pratica experimental, notou-se que o resultado dos ensaios 
com material biológico foi de caráter positivo, pois foi identificado a presença da 
atividade da catalase nos mesmos. Ao colocarmos a água oxigenada no fígado 
observamos uma reação química acontecer. Observamos uma espuma que se forma 
devido à produção de gás oxigênio. Mas para essa reação aconteça, como vemos no 
fígado, é necessária a presença de uma enzima. No fígado e em vários outros produtos 
como a batata portuguesa, a batata doce, carne e a berinjela, existe a enzima catalase, que 
atua e facilita a quebra do peróxido de hidrogênio. Essa quebra é importante para o corpo, 
pois a água oxigenada é uma substância tóxica para nossos tecidos e o produto formado 
é água e oxigênio, que não faz mal algum para nosso corpo. 
Quando adicionamos o HCl o pH do fígado se modifica e ao adicionarmos o 
peróxido de hidrogênio a reação caracterizada pela espuma não acontece pois a catalase, 
assim como todas as outras enzimas, tem um espectro de ação, ou seja, funcionam melhor 
em um determinado pH. Por exemplo, a pepsina, enzima presente no estômago, funciona 
no pH em torno de 2, ou seja, bastante ácido. O fígado tem pH em torno de 7. Por isso 
quando adicionamos o HCl não acontece a reação de decomposição da água oxigenada. 
Variações extremas de pH provoca modificações estruturais nas enzimas. As mudanças 
no pH ou seja, na concentração de íons H+ e OH-, pode provocar repulsão de cargas da 
enzima e mudar a conformação enzimática, inativando a enzima. Quando modificamos a 
temperatura na mistura da água oxigenada com o fígado também não observamos a reação 
acontecer. Nesse caso a elevação da temperatura acarretou modificações na estrutura da 
enzima, provocando a desnaturação da proteína, inviabilizando assim sua ação. 
 
 
 
 
 
 
 
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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
- Enzimas Catalisadoras de Reações Biológicas. Disponível em: 
http://www.insumos.com.br/funcionais_e_nutraceuticos/materias/86.pdf . Data de 
acesso: 17 de setembro de 2016. 
 
- Enzimas. Disponível em: http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/enzimas.htm 
. Data de acesso: 17 de setembro de 2016. 
 
 
http://www.insumos.com.br/funcionais_e_nutraceuticos/materias/86.pdf
http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/enzimas.htm