Laboratório de Notas para BIO 1003

© 30 de agosto de 1999, John H. Wahlert & Maria João Holanda

ENZIMAS

Proteínas Que Atuam Como Catalisadores

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Células não tiver as opções do calor e vigorosa agitação para acelerar reações químicas, fazendo com que os átomos e moléculas de chocar-se uns aos outros com mais frequência e com mais força. Em vez disso, eles fazem catalisadores proteicos chamados enzimas que fornecem superfícies nas quais os reagentes se encontram na orientação adequada, e as enzimas podem até enfraquecer as ligações que devem ser quebradas. As enzimas têm alta especificidade — apenas reagentes específicos caberão em suas superfícies e equilibrarão as cargas locais de superfície do lugar chamado local ativo. O conjunto particular de reagentes para uma enzima é chamado seu(s) substrato (s). As enzimas, como todos os catalisadores, não são alteradas pela reacção que catalisam.; assim, quando todos os reagentes foram convertidos em produtos, as moléculas enzimáticas originais permanecem.a função enzimática depende do ambiente em que ocorre a reacção. Tais fatores como temperatura e pH podem influenciar muito a capacidade de uma enzima para fazer o seu trabalho. A seguinte série de experimentos ilustra os princípios de reações catalisadas enzimaticamente em sistemas biológicos. Estaremos usando a enzima catecolase (ou catecol oxidase) que é comum nas plantas; ela está presente no suco de batata recém espremido que foi fornecido. Os substratos da catecolase são catecol e oxigênio. Os substratos reagem entre si no local activo da enzima. Os produtos formados por esta reação são benzoquinona e água; como a benzoquinona tem uma cor castanha, você pode ver que a reação ocorreu. Isto é chamado de reação de browning de frutas. A benzoquinona inibe o crescimento de microrganismos e impede que os frutos danificados apodreçam. Nas células não danificadas, a catecolase é armazenada nas vesículas e não interage com o catecol.

na presença da enzima catacolase:

catecol + ½O2 benzoquinona + H2O

Em todos os experimentos abaixo, misture os ingredientes, como especificado, e agite a mistura com um vórtice genie ou tocando a parte lateral do tubo perto do fundo; incubar misturas em 40 graus C, a menos que especificado de outra forma.se duvidava da pureza da enzima, como poderia saber se há mais alguma coisa no extracto de batata além da catecolase?formação e Detecção de benzoquinona esta experiência estabelece os padrões para a aparência quando a reacção ocorreu ou não. Utilizar água destilada, quando for indicada a H2O.

Mix	Initial color	Color change (after 5 min)
10 drops potato extract with 10 drops 1% catechol (experiment)
10 drops potato extract with 10 drops H2O (control)
10 drops 1 % catechol with 10 drops H2O (controle)

Como você define os conceitos de um controle e de uma experiência?

II. a especificidade enzimática

hidroquinona é estruturalmente semelhante, mas não idêntica, ao catecol. Neste experimento veremos se a enzima também pode convertê-la em benzoquinona, ou se a enzima é simplesmente muito específica em seu projeto para interagir com a molécula similar, mas não idêntica.

Mix	Initial color	Color change (after 5 min)
10 drops potato extract with 10 drops 1% catechol
10 drops potato extract with 10 drops hydroquinone
10 drops hydroquinone with 10 drops H2O (controle)

as enxyme converter hidroquinona para benzoquinona? Como chegou a esta conclusão?

nota: o seu grupo fará III ou IV—não ambos.Pergunte ao seu instrutor de laboratório se o seu grupo irá atingir a temperatura III ou o pH IV. o efeito da temperatura na actividade enzimática as enzimas são concebidas para funcionar dentro de um intervalo de temperatura específico. Você pode fazer algumas suposições sobre o resultado para as seguintes temperaturas abaixo. Tenha em mente que as estruturas que produzem a enzima são fruta e batata; na escala de temperatura Celsius 0 graus está congelando, 22 graus é Temperatura ambiente, e 100 graus está fervendo. Quanto mais quente é, mais rapidamente as moléculas vibram e se movem. Colisões de moléculas de água com a enzima podem desfazer a sua estrutura dobrada que é mantida em posição por ligações de hidrogênio; quando isso acontece, a molécula é dita ter sido desnaturada. O que aconteceria ao site ativo neste caso? A baixas temperaturas as moléculas movem-se muito lentamente, e a possibilidade de colidirem e reagirem umas com as outras é muito baixa. Note que o extracto de batata foi mantido em gelo. Por quê?escreva a sua hipótese sobre o efeito da temperatura na actividade enzimática: 6 pares de tubos de ensaio com 10 gotas de extracto de batata num conjunto e 10 gotas de 1% de catecol no outro. Incubá-los por 5 minutos, um par em cada um dos 5 ambientes de temperatura indicados abaixo. Em seguida, misturar o extracto de batata e o catecol; registe a cor inicial, e coloque o tubo de volta nos ambientes de temperatura controlada. Registe a cor novamente após 5 minutos.

Temperatura	cor Inicial	mudança de Cor (a 5 min. after adding catechol)
0 degrees C
22 degrees C
40 degrees C
60 degrees C
80 graus C
100 ° C

os resultados sustentam a sua hipótese inicial?

Quais as temperaturas que desnaturam a enzima para que esta não se recupere.

Qual é o precipitado branco que se forma a 100 graus C?a escala de pH mede o número de íons de hidrogénio (cada um com uma carga +1) presentes na solução. A escala em sistemas biológicos é de 0 (Fortemente Ácida) a 14 (Fortemente Básica). 7, o ponto neutro, é o pH da água pura. Lembre-se que a estrutura dobrada das moléculas proteicas é em grande parte devido à ligação de hidrogênio entre partes opostas da cadeia polipeptídica. Outros íons em solução poderiam substituir as partes correspondentes da corrente, e fazê-la ficar desfeita. Quando isso acontece, o que acontece com o site ativo?

escreva a sua hipótese sobre o efeito do intervalo de pH na actividade enzimática.:7 tubos de ensaio com 40 gotas de uma solução de pH tamponada diferente em cada um. Adicionar 10 gotas de extracto de batata a cada uma e agitar. Em seguida, adicionar 10 gotas de 1% de catecol a cada um e agitar.

pH	Initial color	Color change (5 min after adding catechol)
pH 2
pH 4
pH 6
pH 7
pH 8
pH 10
pH 12

Do the results support your hypothesis?a que pH ou Gama de valores de pH a enzima funciona melhor?porque é que Pôr sumo de limão nas fatias de fruta retarda a sua browning?

V. necessidade de cofactores para a actividade enzimática

muitas enzimas só funcionam se existir um cofactor associado a elas. A catecolase requer cobre como cofactor. A PTU é um produto químico que tem uma maior afinidade pelo cobre do que a catecolase, e que tira o cobre da enzima. Você pode observar o que acontece com a função da enzima quando seu cofator é removido. We refer to cofactors that our bodies need as vitamins and minerals.

Mix	Initial color	Color change (5 min after adding catechol)
Tube A 10 drops potato extract 5 crystals PTU and mix. After 5 minutes add 10 drops 1% catechol.
Tube B 10 drops potato extract.após 5 minutos adicione 10 gotas de 1% de catecol.

Qual o tubo, ou B, é o controle desta experiência?