As enzimas são proteínas que possuem atividade catalítica, portanto, possuem todas as características das proteínas. São denominadas catalisadores biológicos. Aceleram em vezes a velocidade da reação média 10 transformando de 100 a 1000 moléculas de 9 a 1012 substrato em produto por minuto de reação sem, no entanto participar dela como reagente ou produto.
Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Atuam em concentrações muito baixas e estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas. As enzimas diferem dos catalisadores químicos em vários aspectos.
A cinética enzimática é a parte da enzimologia que estuda a velocidade das reações enzimáticas, e os fatores que influenciam nessa velocidade. A atividade enzimática é influenciada pela temperatura, pelo pH, concentração das enzimas, concentração dos substratos e presença de inibidores.
Nesta atividade, estudaremos dois fatores que interferem na atividade enzimática: a temperatura e o pH. De modo geral as enzimas atuam em condições suaves de temperatura e pH. Estes fatores externos influenciam diretamente a velocidade da reação enzimática:
Temperatura. A velocidade de uma reação química é afetada pela temperatura: quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação até que a enzima chegue a sua temperatura ótima. Isso pode ser explicado pela teoria de Arrhenius, que se baseia na hipótese que duas partículas devem se colidir na orientação correta e com energia cinética suficiente para que os reagentes sejam transformados em produtos. A partir de então, a atividade volta a diminuir, por desnaturação da molécula. Ou seja, a partir de uma determinada temperatura, as enzimas perdem sua estrutura nativa, o que leva à perda de função.
Em resumo:
Até determinada temperatura, ocorre um aumento da velocidade da reação.
A partir de determinada temperatura, há uma diminuição na velocidade da reação.
Por outro lado, a atividade de uma enzima diminui com o tempo de incubação em determinadas temperaturas. Quanto maior a temperatura de incubação, mais rápido é o processo de desnaturação
térmica.
Quando ocorre a desnaturação térmica, a estrutura terciária se rompe, pois a proteína perde interações não-covalentes (ligações de hidrogênio, interações eletrostáticas e hidrofóbicas). Uma vez que, as ligações de hidrogênio também são estabilizadoras de estruturas secundárias, estas também podem ser perdidas durante o processo de desnaturação térmica. Não há quebra de ligações peptídicas, assim a estrutura primária é preservada. Para muitas enzimas, o processo de desnaturação térmica é irreversível.
As enzimas-chave do metabolismo têm a temperatura ótima ao redor de 40ºC. Acima da temperatura ótima, é normal que a atividade caia abruptamente devido ao processo de desnaturação térmica. Assim, na temperatura corporal em torno de 37ºC as enzimas estão no limite de atividade e de estabilidade e, portanto, no metabolismo. Isto justifica os temores em relação ao chamado estado febril.
pH. A acidez ou alcalinidade do meio afetam a atividade enzimática por meio da alteração da ionização de radicais de aminoácidos envolvidos em manter, a conformação do local ativo, ou a ligação do substrato ao local ativo, ou a transformação do substrato em produto (etapa catalítica).
A região do local ativo pode conter vários radicais ionizáveis envolvidos em manter a conformação do local, ou em ligar o substrato, ou em transformar o substrato em produto.
Existe pH ótimo para cada enzima, onde a distribuição de cargas elétricas da molécula da enzima e, em especial do local catalítico, é ideal para a catálise. Assim, quanto mais próximo do pH ótimo, maior será a velocidade da reação. As enzimas sofrem os mesmos efeitos estruturais observados com as proteínas globulares pela variação de pH, ou seja, mudanças extremas de pH podem alterar a estrutura da enzima devido a uma repulsão de cargas podendo levar a desnaturação. As mudanças mais brandas de pH podem levar a uma dissociação de enzimas oligoméricas. Neste caso, a forma monomérica é mais ativa que a dimérica, mas há casos em que a dissociação de enzimas oligoméricas leva à sua completa inativação. As mudanças de pH que não afetam totalmente a estrutura de uma enzima podem diminuir sua atividade apenas por estar afetando resíduos do local catalítico.
O estudo do efeito do pH na desnaturação de enzimas é conhecido como “Efeito do pH na estabilidade enzimática”. O estudo do pH na ionização de radicais de aminoácidos envolvidos na ligação ou transformação de substrato em produto é conhecido por efeito do pH na atividade enzimática.
Observar o efeito da temperatura e do pH na atividade da enzima glicose oxidase.
10 Tubos de Ensaio de vidro (10 mL); 01 Estantes para tubos de ensaio;
03 pipetas Pasteur
01 Pregador para tubos de ensaio; 01 Estilete;
01 Pistilo e almofariz; 01 Lamparina a álcool; 01 becker com gelo;
01 becker com água morna;
01 becker com água em temperatura ambiente
100 mL de HCl 0,1M; 100 mL de NaOH 0,1 M;
100 gramas de Fígado de boi.
Enzima peroxidade ou catalase (presente no extrato de fígado); 100 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2 – água oxigenada). Fundamento
O princípio do método é o que está a seguir: a cinética de uma enzima é estudada avaliando-se a quantidade de produto formado ou a quantidade de substrato consumido por unidade de tempo de reação.
Uma reação enzimática pode ser expressa pela seguinte equação: + <==> ==> + Utilizaremos neste experimento o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) como substrato, que será decomposto enzimaticamente pela enzima peroxidase (catalase) em água e gás oxigênio, como ilustrado abaixo:
2H2O2 → 2H2O + O2 peróxido água gás
de hidrogênio oxigênio
Variações na velocidade da reação podem ser verificadas por meio da intensidade na liberação de gás oxigênio (formação de bolhas).
Este experimento é constituído de três partes: Procedimento
1.Efeito da concentração de enzima/concentração do substrato. Serão cortados 3 pequenas porções iguais de fígado (com o volume aproximado de grão de feijão). Uma das porções será colocada inteira, com o auxílio de palito, no fundo de um tubo de ensaio; outra porção será cortada em pedacinhos diminutos e depois depositada no fundo de um segundo tubo de ensaio; a última porção será macerada completamente com o auxílio de pistilo e almofariz, sendo depois colocada no fundo de um terceiro tubo de ensaio (não desprezar a parte liquida do macerado). Adicionar 1 gota de peróxido de hidrogênio em cada um dos tubos de ensaio.
Observe e anote.
Na aula prática no laboratório de ciências do CVT, aprendemos que a catalase é uma ensima com a função de decompor o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio. Aprendemos que nos processos biológicos, alguns órgãos produzem toxinas como o peróxido de hidrogênio e aí entra a catalase para decompor essa toxina em água e oxigênio que são reaproveitado pelo organismo.
Uma pesquisa mais apurada, entende-se que a catalase é uma enzima antioxidante comum e que é produzida naturalmente em todos os organimos vivos (a maioria) e cujas reações são importantes para a vida -http://www.ehow.com.br/funcao-catalase-sobre_6604/ - ajudando a quebrar o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) – toxina poderosa e nociva – em oxigênio e água, prevenindo a formação de bolhas de dióxido de carbono no sangue.
A experiência no laboratório com pedaços de fígado demonstrou que reação enzimática com a formação de gases e aumento da temperatura (exotérmica) no tubo 3 com o pedaço de fígado macerado (reação enzimática mais rápida do que nos outros tubos devido ao contato maior do fígado macerado com o peróxido de hidrogênio na segunte reação exotérmica 2 H2O2 → 2 H2O +
O2. Portanto, o fígado macerado aumenta a velocidade da reação pṕorque possibita um maior contato da catalase com o peróxido de hidrogênio, ou seja, um maior contato com a superfície do substrato (fígado macerado) com o peróxido de hidrogênio.
Se na experiência tivesse utilizado pedaços de carne comparando com pedaços de fígado, perceberíamos que a reação mais rápida em pedaço de fígado por esse órgão conter mais catalase do que músculo de carne, por exemplo.
Uma molécula de catalase é capaz de degradar até 42 000 moléculas de peróxido de hidrogênio por segundo, dependendo da concentração do peróxido - http://praticas-bio.blogspot.com.br/2011/06/acao-da-catalase.html
Portanto, na aula prática, contatou-se a formação de bolhas com maior rapidez no tubo três pelos motivos já expostos.
2.Efeito da temperatura na atividade enzimática. Serão preparados quatro tubos de ensaio com quantidades iguais de macerado de fígado bovino. O primeiro tubo contendo o macerado
hepático será submergido em um becker contendo água gelada e alguns cubos de gelos (cuidado para não deixar a água entrar no tubo); o segundo tubo de ensaio será submergido em um becker com água na temperatura ambiente; o terceiro tubo será mergulhado em uma água morna (temperatura aproximada de 40ºC) e o quarto tubo será exposto a chama por tempo suficiente para se observar a solução ferver por alguns segundos. Na medida em que for preparando a exposição das porções de macerado a diferentes condições de temperatura, adicione 01 gota de peróxido de hidrogênio. Observe e anote.
Obs.: Para conseguir a temperatura aproximada de 40ºC, misture água morna com água natural, controlando a temperatura com a imersão de um dos dedos da mão, até que a temperatura seja suportável por mais de 5 segundos.
Observou-se na experiência que as enzimas (catalases) sofrem efeitos estruturais pela variação de de temperatura de cada tubo. Importa lembrar que uma das características das enzimas é aumentar a velocidade da reação. E essa atividade enzimática é influenciada, entre outros fatores como: temperatura, pH e outras substâncias.
Na experiência do laboratório de ciências do CVT, observou-se que as quatro amostras contém pedaços de fígado macerados (esses pedaços de fígado macerados possibilitam maior contato das enzimas com o peróxido de hidrogênio), mas um fator importante, como temperatura é diferente em cada amostra. Cada amostra teve uma reaçaõ diferente e isso tem causa direta com a temperatura (água normal, fria, morna e água fervendo).
No quarto tubo em temperatura elevada, a enzima foi desnaturada (as enzimas foram destruídas) e consequentemente houve perda da atividade biológica (inativação irreversível da catalase),
Importa compreender que existe uma temperatura ideal para atividade enzimática – o que chamamos de temperatura ótima – temperatura pela qual a atividade é máxima.
E em relação à temperatura, em qualquer reação enzimática, a velocidade da reação aumenta com a temperatura até um determinado valor, a partir do qual diminui até se anular. De fato, a influência da temperatura altera as estruturas moleculares das enzimas e destabiliza as ligações químicas http://pt.slideshare.net/essabiologia12a/laboratrio-1
Veja o gráfico.
http://pt.slideshare.net/essabiologia12a/laboratrio-1
3.Efeito do pH na atividade enzimática. Serão preparados três tubos de ensaio com quantidades iguais de macerado hepático depois do que se adicionará 5 gotas de ácido clorídrico (HCl) no primeiro tubo; 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) no segundo tubo e 5 gotas de água destilada no terceiro tubo. Depois disso, adicionar 1 gota de peróxido de hidrogênio em cada um dos três tubos. Observe e anote.
Observa-se que se utilizou mas amostras de fígado macerado, alterando nesse caso o substrato (5 gotas de ácido clorídrico (HCl) no primeiro tubo; 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) no segundo tubo e 5 gotas de água destilada no terceiro tubo). Como já foi citado aqui, o pH é fator importante para influenciar as reações químicas sobre o substrato (fígado macerado). Dessa forma, o pH baixo com ácido clorídrico (HCI, solução ácida) e pH mais elevado (hidróxido de sódio) reduzem a atuação da catalase. E água destilada mantém um pH ótimo para a reação química.
Muitas enzimas apresentam um pH ótimo, determinado a partir de uma curva do efeito do pH na atividade enzimática.
Se o pH e a temperatura forem mantidos constantes, a velocidade da reação será afetada pela concentração da enzima e do substrato. http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm
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Prática de Saponificação 2. Introdução
Dentre os lipídeos mais abundantes na natureza encontramos os óleos e as gorduras. Como vimos, essas substâncias são formadas a partir da associação de uma molécula de glicerol com três unidades de ácidos graxos (AG). Por esse motivo, os óleos e as gorduras são ésteres de glicerol ou, ainda, triglicerídeos (TG) e triacilglicerídeos. Se os triglicerídeos são formados por ácido graxos, é fácil concluir que o processo inverso, a hidrólise, de um TG origina uma mistura de ácidos graxos. A hidrólise do óleo de soja, por exemplo fornece uma mistura de diferentes ácidos graxos:
ÁCIDO GRAXO
%
ácido mirístico 0,1
ácido palmítico 10,5
ácido esteárico 3,2
ácido oléico 22,3
ácido linoléico 54,5
ácido linolênico 8,3
ácido araquídico 0,2
ácido eicosanóico 0,9
Uma maneira de conseguir a "quebra" da molécula do TG em seus ácidos graxos é através do tratamento com soluções alcalinas concentradas a quente. Essa reação tem como resultado a liberação do glicerol e formação de sais de ácidos graxos, originados pela incorporação do sódio à molécula de ácido graxo. Esses sais são os SABÕES e a reação, que é denominada SAPONIFICAÇÃO, é a via de fabricação dos sabões encontrados comercialmente.
Nesta experiência será obtido um sabão de sódio a partir de óleo de cozinha como matéria-prima.
1- Objetivos
Pesquisar a presença de ligações do tipo éster nas moléculas dos óleos e gorduras; Conhecer a reação de produção de sabão partir dos óleos e gorduras.
2- Reagentes:
Óleo de cozinha;
Hidróxido de sódio (NaOH) escamas; Etanol;
Água destilada;
Cloreto de sódio (NaCl).
3- Vidraria e instrumental
Becheres de vidro de 250 mL e 500 mL de capacidade; Bastão de vidro;
Provetas de 100 e 50 mL de capacidade; Espátula;
Filtros de Papel; Banho maria.
5- Procedimento Experimental
5.1 Preparo das Soluções
Solução Saturada de NaCl ‐ Adicionar 50 g de NaCl à 150 mL de água destilada. Agitar bem.
Solução de NaOH 30% ‐ Adicionar 30 gramas de NaOH em 100 mL de
água. Agitar até a dissolução total. OBSERVAÇÃO: Cuidado a reação é bastante exotérmica! 5.2 Preparo do Sabão
Transferir 20 mL de óleo vegetal (óleo de soja) para um béquer de 100 mL.
Adicionar 15 mL de etanol ao béquer de 250 mL
Adicionar 20 mL de NaOH 30% ao béquer de 250 mL. OBSERVAÇÃO: Seja cuidadoso, pois o NaOH é corrosivo
Aquecer lentamente, agitando constantemente com um bastão de vidro. OBSERVAÇÃO: Seja cuidadoso, pois o álcool é inflamável
Após cerca de 20 a 30 minutos o odor do álcool deverá desaparecer e deverá observar a formação de uma massa pastosa. Caso esta massa fique “dura” pode‐se adicionar pequenas quantidades de água destilada.
Adicione 100 mL de solução saturada de NaCl, agitando vigorosamente, para precipitar o sabão, ‐ Este processo aumenta a densidade da solução aquosa fazendo com que o sabão flutue.
Filtre a mistura para poder separar o sabão.
Deixar em repouso por 48 horas
3. Determinação de carboidratos Introdução
Os mais importantes são os formados por cinco ou seis átomos de carbono (pentoses e hexoses, respectivamente). Por serem moléculas muito ricas em grupamentos hidroxila (-OH), os monossacarídeos podem ser facilmente desidratados por ação de ácidos fortes concentrados, como o ácido sulfúrico (H2SO4). O ácido rompe facilmente as ligações glicosídicas presentes em moléculas de polissacarídeos, quebrando-os e fornecendo seus monossacarídeos. Esses, por sua vez, são desidratados e podemos ter como produto: o furfural, quando o monossacarídeo desidratado for uma pentose, e o hidroximetilfurfural, quando for uma hexose.
Tanto o furfural quanto o hidroximetilfurfural são substâncias incolores, impedindo que a reação seja visualizada. Para resolver esse problema, adiciona-se um composto fenólico ao meio (alfa-naftol, conhecido como reativo de Molisch). O fenol reage como os produtos incolores, e provoca o aparecimento de um anel de coloração lilás. Percebe-se que para pentoses o produto apresenta-se na coloração verde. Já para as hexoses e outros carboidratos a coloração é violeta ou roxa.
O reagente de Molisch é composto por uma solução etanólica de α-naftol 5g/100 ml. 2 Objetivo
Realizar análise qualitativa de carboidratos referente à presença destes glicídios em solução (reação de Molisch).
3. Material e Métodos
Material básico para aula prática em laboratório a) Reagentes e soluções
- Água destilada - Reativo de Molisch - Ácido sulfúrico concentrado - Solução de glicose 2 %
- Solução de sacarose 2 % - Solução de galactose 2 % - Solução de amido 2 %
b) Vidraria e instrumental - Tubos de ensaio - Estantes de tubo de ensaio
- Pipetas de 2 mL - Pipetas de 1 mL
- Conta gotas ou pipeta Pasteur
Procedimento
Preparar a seguinte série de tubos, contendo:
Tubo A → 1 mL de água destilada
Tubo B → 1 mL de solução de glicose 2% Tubo C → 1 mL de solução de sacarose 2% Tubo D → 1 mL de solução de galactose 2% Tubo E → 1 mL de solução de frutose 2% Tubo F → 1 mL de solução de amido 2%
Colocar em cada tubo 3 gotas do reagente de Molish. Agitar bem.
Adicionar cuidadosamente sem agitação, em cada tubo, 1 mL de ácido sulfúrico concentrado, inclinando o tubo e deixando o ácido escorrer lentamente pelas paredes do mesmo. Deixar o tubo em repouso na estante por 5 min. e observar a formação de um anel de cor violeta na interfase dos líquidos. Interprete os resultados.
Por ser formada por íons, a extremidade carboxila do sabão é altamente polar e por esse motivo tende a se dissolver na água (caráter hidrofílico) e por outro lado, a longa cadeia carbônica ((a unidade -CH2 se repete 14 vezes) com característica apolar, porção hidrofóbica.
Considerações
O aprendizado das aulas práticas possibitaram compreender melhor as atividades enzimáticas nos sistema biológicos, principalmente comprender a importância das enzimas na eliminação de toxinas como o peróxido de hidrogênio. Sem essa enzina o corpo humano seria contaminado. E a experiência mostrou que temperatura é muito significativa e altera as reações enzimáticas. Portanto, ass aulas práticas reforçam o aprendizado e é um momento para que os alunos possam questionar mais o professor para dirmir as dúvidas e reforçar o aprendizado. A experiẽncia da catalase foi muito interessante e pontual para entender, por exemplo, os motivos da reação (formação de bolhas e sentimento de aumento de temperatura), quando utilizamos água oxigenada em nossos ferimentos.
A cinética enzimática é a parte da enzimologia que estuda a velocidade das reações enzimáticas, e os fatores que influenciam nessa velocidade. A atividade enzimática é influenciada pela temperatura, pelo pH, concentração das enzimas, concentração dos substratos e presença de inibidores.
Nesta atividade, estudaremos dois fatores que interferem na atividade enzimática: a temperatura e o pH. De modo geral as enzimas atuam em condições suaves de temperatura e pH. Estes fatores externos influenciam diretamente a velocidade da reação enzimática:
Temperatura. A velocidade de uma reação química é afetada pela temperatura: quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação até que a enzima chegue a sua temperatura ótima. Isso pode ser explicado pela teoria de Arrhenius, que se baseia na hipótese que duas partículas devem se colidir na orientação correta e com energia cinética suficiente para que os reagentes sejam transformados em produtos. A partir de então, a atividade volta a diminuir, por desnaturação da molécula. Ou seja, a partir de uma determinada temperatura, as enzimas perdem sua estrutura nativa, o que leva à perda de função.
Em resumo:
Até determinada temperatura, ocorre um aumento da velocidade da reação.
A partir de determinada temperatura, há uma diminuição na velocidade da reação.
Por outro lado, a atividade de uma enzima diminui com o tempo de incubação em determinadas temperaturas. Quanto maior a temperatura de incubação, mais rápido é o processo de desnaturação
térmica.
Quando ocorre a desnaturação térmica, a estrutura terciária se rompe, pois a proteína perde interações não-covalentes (ligações de hidrogênio, interações eletrostáticas e hidrofóbicas). Uma vez que, as ligações de hidrogênio também são estabilizadoras de estruturas secundárias, estas também podem ser perdidas durante o processo de desnaturação térmica. Não há quebra de ligações peptídicas, assim a estrutura primária é preservada. Para muitas enzimas, o processo de desnaturação térmica é irreversível.
As enzimas-chave do metabolismo têm a temperatura ótima ao redor de 40ºC. Acima da temperatura ótima, é normal que a atividade caia abruptamente devido ao processo de desnaturação térmica. Assim, na temperatura corporal em torno de 37ºC as enzimas estão no limite de atividade e de estabilidade e, portanto, no metabolismo. Isto justifica os temores em relação ao chamado estado febril.
pH. A acidez ou alcalinidade do meio afetam a atividade enzimática por meio da alteração da ionização de radicais de aminoácidos envolvidos em manter, a conformação do local ativo, ou a ligação do substrato ao local ativo, ou a transformação do substrato em produto (etapa catalítica).
A região do local ativo pode conter vários radicais ionizáveis envolvidos em manter a conformação do local, ou em ligar o substrato, ou em transformar o substrato em produto.
Existe pH ótimo para cada enzima, onde a distribuição de cargas elétricas da molécula da enzima e, em especial do local catalítico, é ideal para a catálise. Assim, quanto mais próximo do pH ótimo, maior será a velocidade da reação. As enzimas sofrem os mesmos efeitos estruturais observados com as proteínas globulares pela variação de pH, ou seja, mudanças extremas de pH podem alterar a estrutura da enzima devido a uma repulsão de cargas podendo levar a desnaturação. As mudanças mais brandas de pH podem levar a uma dissociação de enzimas oligoméricas. Neste caso, a forma monomérica é mais ativa que a dimérica, mas há casos em que a dissociação de enzimas oligoméricas leva à sua completa inativação. As mudanças de pH que não afetam totalmente a estrutura de uma enzima podem diminuir sua atividade apenas por estar afetando resíduos do local catalítico.
O estudo do efeito do pH na desnaturação de enzimas é conhecido como “Efeito do pH na estabilidade enzimática”. O estudo do pH na ionização de radicais de aminoácidos envolvidos na ligação ou transformação de substrato em produto é conhecido por efeito do pH na atividade enzimática.
Observar o efeito da temperatura e do pH na atividade da enzima glicose oxidase.
10 Tubos de Ensaio de vidro (10 mL); 01 Estantes para tubos de ensaio;
03 pipetas Pasteur
01 Pregador para tubos de ensaio; 01 Estilete;
01 Pistilo e almofariz; 01 Lamparina a álcool; 01 becker com gelo;
01 becker com água morna;
01 becker com água em temperatura ambiente
100 mL de HCl 0,1M; 100 mL de NaOH 0,1 M;
100 gramas de Fígado de boi.
Enzima peroxidade ou catalase (presente no extrato de fígado); 100 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2 – água oxigenada). Fundamento
O princípio do método é o que está a seguir: a cinética de uma enzima é estudada avaliando-se a quantidade de produto formado ou a quantidade de substrato consumido por unidade de tempo de reação.
Uma reação enzimática pode ser expressa pela seguinte equação: + <==> ==> + Utilizaremos neste experimento o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) como substrato, que será decomposto enzimaticamente pela enzima peroxidase (catalase) em água e gás oxigênio, como ilustrado abaixo:
2H2O2 → 2H2O + O2 peróxido água gás
de hidrogênio oxigênio
Variações na velocidade da reação podem ser verificadas por meio da intensidade na liberação de gás oxigênio (formação de bolhas).
Este experimento é constituído de três partes: Procedimento
1.Efeito da concentração de enzima/concentração do substrato. Serão cortados 3 pequenas porções iguais de fígado (com o volume aproximado de grão de feijão). Uma das porções será colocada inteira, com o auxílio de palito, no fundo de um tubo de ensaio; outra porção será cortada em pedacinhos diminutos e depois depositada no fundo de um segundo tubo de ensaio; a última porção será macerada completamente com o auxílio de pistilo e almofariz, sendo depois colocada no fundo de um terceiro tubo de ensaio (não desprezar a parte liquida do macerado). Adicionar 1 gota de peróxido de hidrogênio em cada um dos tubos de ensaio.
Observe e anote.
Na aula prática no laboratório de ciências do CVT, aprendemos que a catalase é uma ensima com a função de decompor o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio. Aprendemos que nos processos biológicos, alguns órgãos produzem toxinas como o peróxido de hidrogênio e aí entra a catalase para decompor essa toxina em água e oxigênio que são reaproveitado pelo organismo.
Uma pesquisa mais apurada, entende-se que a catalase é uma enzima antioxidante comum e que é produzida naturalmente em todos os organimos vivos (a maioria) e cujas reações são importantes para a vida -http://www.ehow.com.br/funcao-catalase-sobre_6604/ - ajudando a quebrar o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) – toxina poderosa e nociva – em oxigênio e água, prevenindo a formação de bolhas de dióxido de carbono no sangue.
A experiência no laboratório com pedaços de fígado demonstrou que reação enzimática com a formação de gases e aumento da temperatura (exotérmica) no tubo 3 com o pedaço de fígado macerado (reação enzimática mais rápida do que nos outros tubos devido ao contato maior do fígado macerado com o peróxido de hidrogênio na segunte reação exotérmica 2 H2O2 → 2 H2O +
O2. Portanto, o fígado macerado aumenta a velocidade da reação pṕorque possibita um maior contato da catalase com o peróxido de hidrogênio, ou seja, um maior contato com a superfície do substrato (fígado macerado) com o peróxido de hidrogênio.
Se na experiência tivesse utilizado pedaços de carne comparando com pedaços de fígado, perceberíamos que a reação mais rápida em pedaço de fígado por esse órgão conter mais catalase do que músculo de carne, por exemplo.
Uma molécula de catalase é capaz de degradar até 42 000 moléculas de peróxido de hidrogênio por segundo, dependendo da concentração do peróxido - http://praticas-bio.blogspot.com.br/2011/06/acao-da-catalase.html
Portanto, na aula prática, contatou-se a formação de bolhas com maior rapidez no tubo três pelos motivos já expostos.
2.Efeito da temperatura na atividade enzimática. Serão preparados quatro tubos de ensaio com quantidades iguais de macerado de fígado bovino. O primeiro tubo contendo o macerado
hepático será submergido em um becker contendo água gelada e alguns cubos de gelos (cuidado para não deixar a água entrar no tubo); o segundo tubo de ensaio será submergido em um becker com água na temperatura ambiente; o terceiro tubo será mergulhado em uma água morna (temperatura aproximada de 40ºC) e o quarto tubo será exposto a chama por tempo suficiente para se observar a solução ferver por alguns segundos. Na medida em que for preparando a exposição das porções de macerado a diferentes condições de temperatura, adicione 01 gota de peróxido de hidrogênio. Observe e anote.
Obs.: Para conseguir a temperatura aproximada de 40ºC, misture água morna com água natural, controlando a temperatura com a imersão de um dos dedos da mão, até que a temperatura seja suportável por mais de 5 segundos.
Observou-se na experiência que as enzimas (catalases) sofrem efeitos estruturais pela variação de de temperatura de cada tubo. Importa lembrar que uma das características das enzimas é aumentar a velocidade da reação. E essa atividade enzimática é influenciada, entre outros fatores como: temperatura, pH e outras substâncias.
Na experiência do laboratório de ciências do CVT, observou-se que as quatro amostras contém pedaços de fígado macerados (esses pedaços de fígado macerados possibilitam maior contato das enzimas com o peróxido de hidrogênio), mas um fator importante, como temperatura é diferente em cada amostra. Cada amostra teve uma reaçaõ diferente e isso tem causa direta com a temperatura (água normal, fria, morna e água fervendo).
No quarto tubo em temperatura elevada, a enzima foi desnaturada (as enzimas foram destruídas) e consequentemente houve perda da atividade biológica (inativação irreversível da catalase),
Importa compreender que existe uma temperatura ideal para atividade enzimática – o que chamamos de temperatura ótima – temperatura pela qual a atividade é máxima.
E em relação à temperatura, em qualquer reação enzimática, a velocidade da reação aumenta com a temperatura até um determinado valor, a partir do qual diminui até se anular. De fato, a influência da temperatura altera as estruturas moleculares das enzimas e destabiliza as ligações químicas http://pt.slideshare.net/essabiologia12a/laboratrio-1
Veja o gráfico.
http://pt.slideshare.net/essabiologia12a/laboratrio-1
3.Efeito do pH na atividade enzimática. Serão preparados três tubos de ensaio com quantidades iguais de macerado hepático depois do que se adicionará 5 gotas de ácido clorídrico (HCl) no primeiro tubo; 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) no segundo tubo e 5 gotas de água destilada no terceiro tubo. Depois disso, adicionar 1 gota de peróxido de hidrogênio em cada um dos três tubos. Observe e anote.
Observa-se que se utilizou mas amostras de fígado macerado, alterando nesse caso o substrato (5 gotas de ácido clorídrico (HCl) no primeiro tubo; 5 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) no segundo tubo e 5 gotas de água destilada no terceiro tubo). Como já foi citado aqui, o pH é fator importante para influenciar as reações químicas sobre o substrato (fígado macerado). Dessa forma, o pH baixo com ácido clorídrico (HCI, solução ácida) e pH mais elevado (hidróxido de sódio) reduzem a atuação da catalase. E água destilada mantém um pH ótimo para a reação química.
Muitas enzimas apresentam um pH ótimo, determinado a partir de uma curva do efeito do pH na atividade enzimática.
Se o pH e a temperatura forem mantidos constantes, a velocidade da reação será afetada pela concentração da enzima e do substrato. http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm
http://www2.bioqmed.ufrj.br/enzimas/pH.htm
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Prática de Saponificação 2. Introdução
Dentre os lipídeos mais abundantes na natureza encontramos os óleos e as gorduras. Como vimos, essas substâncias são formadas a partir da associação de uma molécula de glicerol com três unidades de ácidos graxos (AG). Por esse motivo, os óleos e as gorduras são ésteres de glicerol ou, ainda, triglicerídeos (TG) e triacilglicerídeos. Se os triglicerídeos são formados por ácido graxos, é fácil concluir que o processo inverso, a hidrólise, de um TG origina uma mistura de ácidos graxos. A hidrólise do óleo de soja, por exemplo fornece uma mistura de diferentes ácidos graxos:
ÁCIDO GRAXO
%
ácido mirístico 0,1
ácido palmítico 10,5
ácido esteárico 3,2
ácido oléico 22,3
ácido linoléico 54,5
ácido linolênico 8,3
ácido araquídico 0,2
ácido eicosanóico 0,9
Uma maneira de conseguir a "quebra" da molécula do TG em seus ácidos graxos é através do tratamento com soluções alcalinas concentradas a quente. Essa reação tem como resultado a liberação do glicerol e formação de sais de ácidos graxos, originados pela incorporação do sódio à molécula de ácido graxo. Esses sais são os SABÕES e a reação, que é denominada SAPONIFICAÇÃO, é a via de fabricação dos sabões encontrados comercialmente.
Nesta experiência será obtido um sabão de sódio a partir de óleo de cozinha como matéria-prima.
1- Objetivos
Pesquisar a presença de ligações do tipo éster nas moléculas dos óleos e gorduras; Conhecer a reação de produção de sabão partir dos óleos e gorduras.
2- Reagentes:
Óleo de cozinha;
Hidróxido de sódio (NaOH) escamas; Etanol;
Água destilada;
Cloreto de sódio (NaCl).
3- Vidraria e instrumental
Becheres de vidro de 250 mL e 500 mL de capacidade; Bastão de vidro;
Provetas de 100 e 50 mL de capacidade; Espátula;
Filtros de Papel; Banho maria.
5- Procedimento Experimental
5.1 Preparo das Soluções
Solução Saturada de NaCl ‐ Adicionar 50 g de NaCl à 150 mL de água destilada. Agitar bem.
Solução de NaOH 30% ‐ Adicionar 30 gramas de NaOH em 100 mL de
água. Agitar até a dissolução total. OBSERVAÇÃO: Cuidado a reação é bastante exotérmica! 5.2 Preparo do Sabão
Transferir 20 mL de óleo vegetal (óleo de soja) para um béquer de 100 mL.
Adicionar 15 mL de etanol ao béquer de 250 mL
Adicionar 20 mL de NaOH 30% ao béquer de 250 mL. OBSERVAÇÃO: Seja cuidadoso, pois o NaOH é corrosivo
Aquecer lentamente, agitando constantemente com um bastão de vidro. OBSERVAÇÃO: Seja cuidadoso, pois o álcool é inflamável
Após cerca de 20 a 30 minutos o odor do álcool deverá desaparecer e deverá observar a formação de uma massa pastosa. Caso esta massa fique “dura” pode‐se adicionar pequenas quantidades de água destilada.
Adicione 100 mL de solução saturada de NaCl, agitando vigorosamente, para precipitar o sabão, ‐ Este processo aumenta a densidade da solução aquosa fazendo com que o sabão flutue.
Filtre a mistura para poder separar o sabão.
Deixar em repouso por 48 horas
3. Determinação de carboidratos Introdução
Os mais importantes são os formados por cinco ou seis átomos de carbono (pentoses e hexoses, respectivamente). Por serem moléculas muito ricas em grupamentos hidroxila (-OH), os monossacarídeos podem ser facilmente desidratados por ação de ácidos fortes concentrados, como o ácido sulfúrico (H2SO4). O ácido rompe facilmente as ligações glicosídicas presentes em moléculas de polissacarídeos, quebrando-os e fornecendo seus monossacarídeos. Esses, por sua vez, são desidratados e podemos ter como produto: o furfural, quando o monossacarídeo desidratado for uma pentose, e o hidroximetilfurfural, quando for uma hexose.
Tanto o furfural quanto o hidroximetilfurfural são substâncias incolores, impedindo que a reação seja visualizada. Para resolver esse problema, adiciona-se um composto fenólico ao meio (alfa-naftol, conhecido como reativo de Molisch). O fenol reage como os produtos incolores, e provoca o aparecimento de um anel de coloração lilás. Percebe-se que para pentoses o produto apresenta-se na coloração verde. Já para as hexoses e outros carboidratos a coloração é violeta ou roxa.
O reagente de Molisch é composto por uma solução etanólica de α-naftol 5g/100 ml. 2 Objetivo
Realizar análise qualitativa de carboidratos referente à presença destes glicídios em solução (reação de Molisch).
3. Material e Métodos
Material básico para aula prática em laboratório a) Reagentes e soluções
- Água destilada - Reativo de Molisch - Ácido sulfúrico concentrado - Solução de glicose 2 %
- Solução de sacarose 2 % - Solução de galactose 2 % - Solução de amido 2 %
b) Vidraria e instrumental - Tubos de ensaio - Estantes de tubo de ensaio
- Pipetas de 2 mL - Pipetas de 1 mL
- Conta gotas ou pipeta Pasteur
Procedimento
Preparar a seguinte série de tubos, contendo:
Tubo A → 1 mL de água destilada
Tubo B → 1 mL de solução de glicose 2% Tubo C → 1 mL de solução de sacarose 2% Tubo D → 1 mL de solução de galactose 2% Tubo E → 1 mL de solução de frutose 2% Tubo F → 1 mL de solução de amido 2%
Colocar em cada tubo 3 gotas do reagente de Molish. Agitar bem.
Adicionar cuidadosamente sem agitação, em cada tubo, 1 mL de ácido sulfúrico concentrado, inclinando o tubo e deixando o ácido escorrer lentamente pelas paredes do mesmo. Deixar o tubo em repouso na estante por 5 min. e observar a formação de um anel de cor violeta na interfase dos líquidos. Interprete os resultados.
Por ser formada por íons, a extremidade carboxila do sabão é altamente polar e por esse motivo tende a se dissolver na água (caráter hidrofílico) e por outro lado, a longa cadeia carbônica ((a unidade -CH2 se repete 14 vezes) com característica apolar, porção hidrofóbica.
Considerações
O aprendizado das aulas práticas possibitaram compreender melhor as atividades enzimáticas nos sistema biológicos, principalmente comprender a importância das enzimas na eliminação de toxinas como o peróxido de hidrogênio. Sem essa enzina o corpo humano seria contaminado. E a experiência mostrou que temperatura é muito significativa e altera as reações enzimáticas. Portanto, ass aulas práticas reforçam o aprendizado e é um momento para que os alunos possam questionar mais o professor para dirmir as dúvidas e reforçar o aprendizado. A experiẽncia da catalase foi muito interessante e pontual para entender, por exemplo, os motivos da reação (formação de bolhas e sentimento de aumento de temperatura), quando utilizamos água oxigenada em nossos ferimentos.
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