Factores que influenciam a actividade enzimática Actividade Experimental realizada no dia 30/04/2007 1
Índice Introdução teórica 3 Materiais utilizados 5 Objectivo 5 Procedimento 6 Registos 8 Discussão de resultados 9 Conclusão 11 Bibliografia 12 Representação tridimensional de uma enzima 2
Introdução teórica As enzimas As enzimas são biocatalizadores, ou seja, são moléculas, na sua maioria proteínas, que têm a capacidade de acelerar uma reacção, sem que nela sejam consumidas. A designação de biocatalizador advêm do facto de serem compostos orgânicos presentes no organismo (bio-) e como já foi referido anteriormente, por aumentarem a velocidade das reacções (- catalizador). Ao actuarem como catalizadores diminuem a energia necessária para desencadear uma reacção. Só deste modo é possível acelerar a velocidade da reacção tornando assim permissível a ocorrência de um maior número de reacções num determinado espaço de tempo. Factores que condicionam a actividade enzimática Existem diversos factores que condicionam a actividade enzimática entre os quais destacamos: Temperatura PH Concentração do Substrato Concentração da Enzima Temperatura: A temperatura exerce influência sobre a actividade enzimática na medida em que condicionamas ligações intramoleculares da enzima: Quando a enzima é submetida a uma temperatura elevada as ligações químicas rompem-se conduzindo a uma alteração da conformação da 3
enzima e, consquentemente, a uma alteração do centro activo. A enzima sofre então desnaturação, ao que corresponde uma perda de actividade biológica permanente (processo irreversível). As temperaturas baixas não constituem um processo irreversível mas sim reversível uma vez que apenas causam a inactivação das enzimas. Aquando do aumento de temperatura e como as enzimas não são destruidas a actividade das mesmas é restabelecida. PH: O PH interfere na actividade enzimática uma vez que altera distribuição de cargas eléctricas da enzima influenciando a conformação do centro activo e, consequentemente, a sua interacção com o substrato. As enzimas possuem um PH óptimo acima ou abaixo dos valores dos valores para os quais a actividade enzimática diminui e acaba por cessar. Concentração do Substrato: O aumento da concentração do substrato aumenta a actividade enzimática o que pressupõe um aumento da velocidade da reacção, desde que haja enzima disponível há qual o substrato se irá ligar. Quando deixa de haver enzima disponível (saturação da enzima) a velocidade da reacção não aumenta, mantém-se constante. Concentração da Enzima: Com o aumento da concentração da enzima dá-se, consequentemente, o aumento da actividade enzimática e o aumento da velocidade da reacção desde que haja substrato disponível. 4
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Materiais utilizados Material biológico Fígado fresco; Fígado congelado; Fígado cozido; Peróxido de hidrogénio (H2O2 10vol. água oxigenada); Ácido Clorídrico (HCL a 5%); Hidróxido de Sódio (NaHO a 10%); Equipamento de laboratório 8 Tubos de ensaio; 1 Pinça; 1 Bisturi; 1 Pipeta Volumétrica de 10 ml; 1 Almofariz com pilão; Areia Fina; 1 Vareta; 1 Conta-gotas; 1 Pipetador; 2 Caixas de Petri; Palitos; Fósforos; Banho-Maria. 2 Suportes para tubos de ensaio; Objectivo O objectivo desta actividade experimental é estudar alguns factores que influenciam a actividade enzimática, nomeadamente o ph e a temperatura. 6
Procedimento Para a realização desta actividade experimental o grupo teve por base o procedimento experimental que se encontra na página 234 do manual, embora com algumas alterações. Começámos por numerar 6 tubos de ensaio. Seguidamente esmagámos um pouco de fígado fresco, no almofariz, misturado com areia, para facilitar o procedimento. Aos 6 tubos foram adicionados 2 ml de H2O2, ou seja, água oxigenada. No tubo 2 colocámos um pouco de fígado fresco, previamente esmagado. Introduzimos um palito com a ponta incandescente no tubo. No tubo 3 colocámos um pouco de fígado cozido. Introduzimos um palito com a ponta incandescente no tubo. No tubo 4 colocámos um pouco de fígado congelado. Introduzimos um palito com a ponta incandescente no tubo. Colocámos os tubos com fígado cozido (3) e com fígado congelado (4) durante 10 minutos, em banho-maria a 37ºC. Após os 10 minutos no banho-maria colocámos um palito com a ponta incandescente nos tubos 3 e 4. No tubo 5 colocámos um pouco de fígado fresco e 4 gotas de HCL, ou seja, ácido clorídrico. Ao realizarmos o procedimento anterior do modo descrito, verificámos que não ocorreu a reacção esperada, isto porque 7
primeiro o meio devia ter sido acidificado e só depois colocado o fígado fresco. Preparámos então o tubo de modo correcto, ou seja, colocando primeiro o ácido e só depois o fígado fresco. No tubo 6 colocámos 4 gotas de NaHO, ou seja, hidróxido de sódio e colocámos também um pouco de fígado fresco. Para finalizar colocámos nos tubos 5 e 6 um palito com a ponta incandescente, de modo a verificar qual dos dois liberta mais oxigénio. 8
Registos Os registos vão ser apresentados separadamente entre cada preparação (tubo): Tubo 1: No tubo 1 não se verificam alterações. Tubo 2: Verifica-se reacção. Tubo 3: Também se verifica reacção, embora a reacção se dê com muito menor intensidade. Tubo 4: A reacção demora a desencadear e é lenta. Tubo 5: No tubo houve um erro pois colocámos primeiro o fígado e depois o ácido clorídrico. Voltou então a preparar-se o tubo 5, colocando desta vez primeiro o ácido clorídrico e depois o fígado fresco, verificando-se a reacção esperada. Tubo 6: Neste tubo também se verifica reacção, embora com maior intensidade. 9
Discussão de resultados No tubo 1 não se verificam quaisquer alterações, o que seria de esperar, dado que este se constitui como controlo experimental e, também, que há ausência de enzimas, o que torna impossível dar-se qualquer reacção. No tubo 2 a reacção que existe é facilmente verificável, uma vez que o fundo do tubo fica quente e existe libertação de oxigénio que é visível pelo avivamento da chama. Neste tubo a reacção era esperada, devido à actuação das enzimas presentes no fígado fresco. É de salientar que o meio onde esta reacção ocorre é neutro, o que prova que os valores de ph neutros oferecem melhores condições à actuação da enzima catalase, bem como a temperatura ambiente a que o fígado se encontra. No tubo 3 também se verifica reacção, mas em menor intensidade, o que pode ser explicado pelo cozimento do fígado, que inibe a acção das enzimas presentes no mesmo, podendo, por vezes, desnaturá-las, o que pode levar ao cessar da sua actividade biológica. No tubo 4 a reacção desenvolve-se lentamente, o que é visível pela demora a acender a chama na ponta do palito. A demora da reacção é devida ao congelamento do fígado, que também inibe a acção das enzimas. Após se ter retirado o tubo 4 do banho-maria, colocámos, novamente, o palito com a ponta incandescente. Aqui verificámos o reavivamento imediato da chama, o que nos permite afirmar que a inibição das enzimas através de temperaturas baixas é reversível. 10
No tubo 5 houve um erro, pois colocámos primeiro o fígado e depois o ácido clorídrico, o que não nos permite concluir nada, visto que já se tinha dado uma reacção entre o fígado e o preparado colocado no tubo. Voltou então a preparar-se o tubo 5, colocando desta vez primeiro o ácido clorídrico e depois o fígado fresco, verificando-se a reacção esperada. A importância do ácido nesta preparação é a de podermos inferir algo acerca da relação entre os níveis de acidez e basicidade da solução e a actividade enzimática. Verificou-se que o meio ácido não oferece boas condições para a acção das enzimas presentes no fígado. No tubo 6 verifica-se a reacção esperada, um pouco mais rapidamente que no tubo 5. Esta reacção ocorre num meio básico, devido à adição dehidróxido de sódio. Relativamente à reacção processada no tubo 2, podemos afirmar que, tanto o ph elevado como o ph baixo condicionam a actividade da catalase sobre o substrato. 11
Conclusão Com esta actividade laboratorial podemos inferir que dois factores que condicionam a actividade enzimática são a temperatura e o ph. Temperatura: As temperaturas baixas (no caso do fígado congelado), bem como as temperaturas elevadas (no caso do fígado cozido), influenciam a actividade de enzimas como a catalase, inibindo-as de actuarem sobre o amido. Quando as enzimas são sujeitas a temperaturas muito baixas, a inactivação é reversível (após o tubo 4 ser retirado do banho-maria verificámos que deu-se reacção). Com relação às enzimas que são submetidas a temperaturas elevadas conclui-se que a sua inactivação é irreversível (após se retirar o tubo 3 do banhomaria notámos que não se processou nenhuma reacção). ph: O ph também influencia a actuação das enzimas sobre o substrato. Conforme verificado, relativamente à actuação da catalase, o ph muito baixo (solução ácida, neste caso, o ácido clorídrico) e o ph com valores muito elevados (base, neste caso, o hidróxido de sódio) inibem a actuação desta enzima. 12
Bibliografia Internet (Imagens e Documentos de pesquisa) e livros : http://www.ufrgs.br/alimentus/pao/ingredientes/ing_enzimas.htm http://oblogdospelachos.blogaliza.org/files/2006/07/temperatura. gif http://www.thetropicaltank.co.uk/images/phdiag.gif http://pt.wikipedia.org/wiki/f%c3%adgado http://www.cdr.unc.br/cursos/farmacia/tubo_ensaio.jpg http://www.scibio.unifi.it/lezioni/figure/acido.jpg http://www.pca.org.br/imagens/didiu/17lista_pca.jpg http://tilz.tearfund.org/nr/rdonlyres/29824d15-95fe-4162-91ea- DA0AAAF31BD2/0/A9.gif http://www.emack.com.br/sao/webquest/sp/2004/terra_doente/_ borders/conclusao.jpg Biologia 12 - Preparar os testes de avaliação, OSÓRIO, Lígia Silva, Areal Editores Biologia 12-12.º Ano MATIAS, Osório; MARTINS, Pedro; Areal Editores 13
Escola Secundária Poeta Joaquim Serra Disciplina: Biologia Docente: Profª. Ana Figueiredo Actividade Experimental: Factores que influenciam a actividade enzimática Héber André Pais Rodrigues, 12ºA nº11 Joana Mendes da Cruz, 12ºA nº13 Marisa Alexandra Cunha Tavares, 12ºA nº16 Montijo, 10 de Maio de 2007 14