relatorio catalaseuesb
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UESB - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA.
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATAS.
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA.
DOCENTE: Profa. Dra . LUZIA PANDO.
Catalase: Inibição Enzimática
Sayonara Caribé.
Emanuela Mota.
Dandara Caldas.
Gessica Costa.
Silvana Costa.
Jequié-Bahia
Maio/2014
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I - Introdução
A atividade enzimática pode ser afetada pela presença de moléculas que funcionam como
inibidores enzimáticos. A inibição enzimática pode assumir dois aspectos, sendo uma
inibição reversível quando o inibidor dissocia-se rapidamente da enzima, ou inibição
irreversível, quando o inibidor combina-se permanentemente com a enzima, inativando,
ou mesmo destruindo-a. O gás cianídrico e grande número de pesticidas, como o DDT,
são inibidores irreversíveis de enzimas intervenientes na respiração e daí o perigo da sua
utilização. Tais inibidores são pois “venenos metabólicos”.
A inibição reversível pode ser competitiva ou não competitiva: Inibição competitiva –
ocorre quando um composto estruturalmente semelhante ao substrato, mas resistente à
ação enzimática, existe em concentração mais elevada que a do substrato. Este inibidor
liga-se ao centro ativo da enzima, impedindo a ligação do verdadeiro substrato. Pelo
inverso este efeito diminui quando a concentração de substrato aumenta. Assim, o
substrato e o inibidor competem pelo centro ativo. A inibição competitiva depende, pois,
da relação entre a concentração do inibidor e a concentração do substrato. O inibidor não
tem estrutura semelhante à do substrato e forma com a enzima um complexo enzima-
inibidor, num local da superfície, diferente do centro ativo. Este inibidor provoca uma
alteração na estrutura globular da enzima, modificando a conformação do centro ativo,
deixando a enzima de ficar ativa. O inibidor e o substrato não competem pela ocupação
do centro ativo, dependendo apenas da concentração do inibidor.
Muitos inibidores são substâncias celulares que regulam a atividade enzimática
combinando-se reversivelmente com enzima. Assim, o produto de uma reação enzimática
pode controlar a atividade de outra enzima, especialmente em casos de sequências de
reações enzimáticas muito comuns no metabolismo. Quando o produto final é formado em
excesso, as respectivas moléculas vão inibir a primeira enzima da cadeia enzimática,
provocando a paragem da sequência de reações, sendo retomada logo que pare de haver
excesso do produto final. Muitos fármacos utilizados em quimioterapia desempenham
uma ação terapêutica atuando precisamente como inibidores.
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II – Objetivo
Verificar a atividade de catalase na presença e ausência de um íon metálico.
Diferenciar inibição competitiva e não competitiva.
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III – Metodologia
Materiais
Banho de gelo;
Liquidificador;
Becker;
Pipetas;
Peneira.
Reagentes
Solução de CuSO4 20%;
Peróxido de hidrogênio;
Batatinha
Procedimento
PARTE A: PREPARO DAS SOLUÇÕES
1. Cortou-se a batata em pequenos pedaços e bateu no liquidificador com 250 ml
de água destilada, até triturar bem.
2. Em seguida, colocou-se 10 ml de peróxido de hidrogênio em um becker.
PARTE B: INIBIÇÃO DA CATALASE
Presente também na batata, a catalase é uma enzima que acelera a transformação
do peróxido de hidrogênio (água oxigenada, H2O2) em água e oxigênio. Essa
reação pode ser observada pela liberação do oxigênio, na forma de pequenas
bolhas de gás:
2H2O2 (aq) + catalase → 2H2O + O2 (g)
1. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido em um becker e adicionou 2,5 mL da
suspensão obtida de batata. Agitou a mistura durante 10 minutos e observou
durante o processo.
2. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido em um copo e adicionou 2,5 mL da
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solução de sulfato de cobre. Agitar bem e em seguida acrescentou 2,5 mL da
solução de batata. Novamente agitou, observando a mistura.
3. No mesmo tubo, foi adicionadas novamente 5 mL da solução de peróxido de
hidrogênio. A solução foi novamente agitada e observou os resultados.
4. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido de hidrogênio em um becker e 2,5 mL
da suspensão de batata em outro. Deixou em banho de gelo por 20 minutos e,
então colocou a solução de batata no mesmo copo da solução de peróxido. A
solução foi agitada e colocada novamente no banho de gelo. A mistura foi
observada por 10 minutos nessas condições.
5. Os resultados obtidos nos experimentos foram comparados.
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IV – Resultados e discursão
Experimento 01
Notou-se na solução de catalase a presença de bolhas de gás e espuma. O que
significa que a enzima está ativa e houve uma reação competitiva.
Quando a catalase entra em contato com o peróxido de hidrogênio, acaba
transformando esse peróxido de hidrogênio (H2O2) em água (H2O) e gás oxigênio
(O2). A catalase faz isso de maneira extremamente eficiente, com até 200 mil
reações por segundo.
Reação:
2H2O2 (aq) + catalase → 2H2O + O2 (g)
Experimento 02
Não apresentou reações, pois o sulfato inibiu a ação da catalase. Mostrando assim
ser um inibidor não-competitivo.
Os inibidores não-competitivos podem ligar-se à enzima e ao substrato ao mesmo
tempo, ou seja, nunca se ligam ao sítio ativo. Quer o complexo E-I, quer o
complexo E-I-S, são enzimaticamente inativos. Tanto o Km aparente como o Vmax
mudam neste caso, pois o inibidor não pode ser desligado da enzima por aumento
da concentração de substrato (em contraste com o que acontece na inibição
competitiva).
Experimento 03
Não ocorreu reação, pois a concentração de substrato não altera a ação do
inibidor, portanto, houve uma reação de inibição não competitiva.
Experimento 04
Observou-se que o segundo experimento liberou oxigênio mais rapidamente que o
primeiro, pois o poder de catalase é maior em condições de baixa temperatura. A
catalase decompõe muito mais moléculas de peróxido de hidrogênio em baixa
temperatura.
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V- Conclusão
Foi possível observar a partir da análise das reações que a catalase acelera a
velocidade da transformação de peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e
oxigênio.
Ao misturar peróxido à solução de batata, observou-se que houve a liberação de
bolhas, caracterizando a saída de oxigênio da solução. Na presença de inibidores
não competitivos como o sulfato de cobre, a ação enzimática é quase nula. Ao
resfriar a reação, sua velocidade aumentou em relação a temperatura ambiente.
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VI – Referências
1. ATKINS, P. JONES L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o
meio ambiente. 1ª edição. Porto Alegre: Bookman, 2001.
2. Campbell, Mary K. Bioquímica. 2ª edição, ARTMED Editora, Porto Alegre, 2000.
Fatores que afetam a enzima. Disponível em: www.sobiologia.com/quimica
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VII – Anexos
1- Qual o tipo de inibição observada?
A inibição não-competitiva. Nela, o indicador não-competitivo liga-se a um sítio
diferente do que liga o substrato. Quando o inibidor está ligado, tendo ou não
substrato, a enzima fica inativa e o inibidor diminui a V. máxima aparente,
abaixando a concentração da enzima ativa.
2- De quais fatores dependem o grau de inibição causada por um inibidor
competitivo?
O grau de inibição depende das concentrações relativas do inibidor competitivo e
do ligante habitual, bem como a afinidade da proteína pelos dois.
3- O grau de inibição competitiva aumenta ou diminui quando a concentração
de substrato aumenta e do inibidor fica constante?
No tipo de inibição em discussão as hipérboles tendem a encontrar-se quando a
concentração de substrato aumenta, ou seja, o V max não é afetado e o grau de
inibição diminui quando a concentração de substrato aumenta.
Este tipo de inibição diz-se competitiva pois que, para uma dada concentração de
inibidor, o grau de inibição é sempre mais marcado em ensaios com baixas
concentrações de substrato que com altas concentrações de substrato.
Aumentando a concentração de substrato pode ser possível anular (Vmax é
invariante) ou, pelo menos, diminuir o grau de inibição: o substrato e o inibidor
parecem ter afinidade para um mesmo “sítio ativo” na enzima e competirem na
ligação a esse “sítio ativo”. Se o substrato e I forem estruturalmente semelhantes
esta ideia fica reforçada.
4- Quando da presença de um inibidor não-competitivo parece ocorrer uma
quantidade maior ou menor de enzima em sua relação? Por que?
Os inibidores não competitivos atuam diminuindo o V max aparente e o grau de
inibição é invariante com a concentração de substrato. A hipérbole S representa v0
versus [S] na ausência de inibidor e a hipérbole S+I, v0 versus [S] na presença de
uma determinada concentração do inibidor I. Vmax e Vmax’ representam
respetivamente o Vmax observável na ausência e presença do inibidor. Na presença
do inibidor o valor de V max diminui mas o valor de Km não se modifica.
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