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1. Introdução

As enzimas são, na grande maioria, proteínas extremamente eficientes na catálise de reações biológicas e aceleram em média 109 a 1012 vezes a velocidade da reação, transformando de 100 a 1000 moléculas de substrato em produto por minuto de reação. Elas estão entre as biomoléculas mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade e poder catalítico, que são muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem, no entanto, participar dela como reagente ou produto. As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações. As enzimas são, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular.

Elas atuam em concentrações muito baixas e em condições suaves de temperatura e pH. Possuem todas as características das proteínas. Podem ter sua atividade regulada. Estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas.

Alguns modelos procuram explicar a especificidade substrato/enzima:

Modelo Chave/Fechadura que prevê um encaixe perfeito do substrato no sítio de ligação, que seria rígido como uma fechadura.

Modelo do Ajuste Induzido que prevê um sítio de ligação não totalmente pré-formado, mas sim moldável à molécula do substrato; a enzima se ajustaria à molécula do substrato na sua presença.

Evidências experimentais sugerem um terceiro modelo que combina o ajuste induzido a uma "torção" da molécula do substrato, que o "ativaria" e o prepararia para a sua transformação em produto.

Como quase todas as enzimas são proteínas (hoje sabemos que certas moléculas de RNA também atuam como enzimas). Sendo assim, fatores como temperatura e pH são capazes de alterar a atividade das enzimas e, conseqüentemente, a velocidade das reações por elas catalisadas. Nesse sentido, cada enzima possui um pH ótimo de atividade (onde sua atividade é máxima); para a maioria das enzimas ele está entre 4,5 e 8,0. Quanto à temperatura, a velocidade das reações enzimáticas aumenta com a temperatura até que seja atingida a velocidade máxima. A partir desse momento, a velocidade da reação começa a decrescer, o que pode ser explicado pelo início da inativação das enzimas pela temperatura.

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2. Objetivos

A realização desta prática teve como objetivo verificar a atividade

catalítica das enzimas quando submetidas a variação de concentração,

a relação de especificidade entre enzima e substrato, bem como

constatar a natureza protéica dessas biomoléculas.

3. Parte Experimental

Na reação da enzima catalase, inicialmente, foram obtidas duas fatias

de batata inglesa, e depois se preparou 2 extratos de batata, um

concentrado (1:1) e outro mais diluído (1:10), colocando-se cada um

desses produtos em pratos diferentes e analisando a reação da catalase

sobre cada um deles. Posteriormente, se preparou mais um extrato

(1:1), aquecendo-o em seguida, observando-se a reação da catalase

sobre este.

Na determinação da atividade da amilase salivar de acordo com a

concentração da enzima, primeiramente, preparou-se a solução de

enzima ao se coletar num tubo de ensaio e em seguida ao diluí-la com

uma solução de NaCl 0.9%, a uma proporção de 1:100 (usou-se 0,1 mL

de solução de enzima e completou o volume até 10 mL com a solução

salina).

Separou-se 3 fileiras com 10 tubos cada uma, submetendo cada uma a

condições diferentes. Em cada fileira, usou-se o 1º tubo como em

branco, ou seja, colocou-se água destilada no lugar da solução de

saliva. Na Fileira 1, no tubo 2 não se usou o NaCl 0.9%, mas a solução

de saliva foi posta, ao passo que nos demais tubos dessa fileira foi

adicionado 1 mL da solução de NaCl 0,9%. No tubo 3 (ainda da mesma

fileira, a “1”) colocou-se 1 ml da solução de amilase e misturou-se bem

os componentes. No tubo 4, coletou-se 1 ml da mistura feita no tubo 3 e

misturou com a solução NaCl, e assim por diante nos demais tubos. No

fim, adicionou – se 2 mL da solução de amido a cada um desses tubos.

Na Fileira 2, fez – se procedimento semelhante ao da Fileira A, mas

trocando a solução de NaCl 0.9 % pela solução de HCl 0.1 N, (no caso

do tubo 2 da fileira 2, não se adicionou HCl a este).

Na Fileira 3, processo foi semelhante ao da Fileira A, só que se utilizou

uma solução de enzima aquecida e também se usou NaCl a 0.9 %.

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Depois, a cada tubo se adicionaram 2 gotas da solução de lugol e os

resultados foram observados.

4. Resultados e Discussão

Na reação da enzima catalase, pode-se observar que a reação da

decomposição do peróxido de hidrogênio em meio aquoso acontece,

porém possui uma velocidade bastante diminuta. Quando o H2O2 foi

adicionado à fatia de batata (maior área superficial), verificou-se uma

rápida reação de decomposição do peróxido. No extrato de batata (1:1),

verificou-se também uma grande velocidade na ocorrência da reação.

Na solução mais diluída do extrato de batata (1:10), verificou-se à

ocorrência de uma reação mais lenta que a citada anteriormente e mais

rápida que a decomposição do peróxido em solução aquosa.

Evidenciando a relação diretamente proporcional entre a concentração

do substrato e a velocidade da reação. Na reação em que o extrato foi

aquecido, deveria verificar-se a não ocorrência da reação de

decomposição, entretanto, houve ocorrência de reação. Possivelmente,

a reação ocorreu em virtude de alguma contaminação presente no

extrato.

Na determinação da atividade da amilase salivar de acordo com a

concentração da enzima, os seguintes resultados puderam ser

obtidos:

Na 1ª fileira, o tubo 1 apresentou coloração azulada, já que foi colocado

apenas água destilada e solução salina, não ouve degradação do amido

na solução, acarretando permanência de coloração na solução. No tubo

2, sem a solução salina, verificou-se ocorrência da reação, evidenciada

pela mudança de coloração. Nos tubos 3 a 6 verificou-se um gradiente

decrescente de variação de coloração, provavelmente em virtude do

gradiente decrescente de concentração de amilase. Nos tubos 7 a 10 a

concentração de amilose não foi suficiente para alterar a coloração da

solução.

Na 2ª fileira, não se observou reação nos tubos em que havia presença

de HCl, em virtude da desnaturação da enzima por efeito do pH. No

tubo 2, onde não foi colocado HCl, verificou-se ocorrência de reação.

Na 3ª fileira, não se observou reação em nenhum dos tubos,

provavelmente em virtude do aquecimento da solução que desnaturou

as enzimas presentes.

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5. Conclusão

Com a realização desta prática podemos concluir que as enzimas

possuem um alto grau de especificidade em relação ao substrato e que

fatores como concentração de substrato e da própria enzima estão

intimamente ligados a ocorrência e velocidade destas reações de

catálise. Além de que, pode-se observar propriedades das enzimas

semelhantes as das proteínas, como a desnaaturação em fnção de altas

temperaturas.

6. Referências Bibliográficas

a) SOLOMONS, T.W.G. Fundamentals of Organic Chemistry. 4ª

edição.

b) NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 3ª

edição. São Paulo, 2002.

c) http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos20

03/const_microorg/enzimas.htm

d) http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/enzimas.htm