Crédito: Prof. Dr. Lucas de Melo
Um dos desafios do ensino superior é a proposta de aulas práticas que colaborem
para o conhecimento teórico. Assim, a aula da atividade enzimática tem como objetivo avaliar o efeito de um catalisador frente a um substrato, com a avaliação de variáveis que influenciam o processo, por exemplo a temperatura, o tempo de reação, o pH, a concentração. É importante ressaltar que a maioria das enzimas são proteínas que possuem atividade biológica, sendo também chamadas de catalisadores biológicos.
Portanto, como catalisadores essas proteínas aceleram as reações químicas de forma a gerar produtos sem geração de resíduos tóxicos (NELSON e COX, 2019).
Nesse sentido, foi realizado uma aula prática qualitativa com os acadêmicos do
3º C do curso de Nutrição na disciplina de bioquímica de alimentos, com o estudo da
eficiência enzimática da catalase.
O diferencial desta aula foi a utilização da metodologia na determinação do oxidante peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) que é o substrato a ser degradado pela catalase.
A determinação pode ser realizada com a reação entre uma solução de metavanadato (VO 3 - , cor amarelo) em meio ácido com o H 2 O 2 , formando o cátion peroxovanádio (VO 2 3+ ) de coloração vermelho-alaranjado, Equação 1 (NOGUEIRA et al., 2005; DA SILVA et al., 2016).
VO 3 - (aq) + 4H + (aq) + H 2 O 2(aq) → VO 2 3+ (aq) + 3H 2 O (l) Equação 1
Quando a catalase reage com o H 2 O 2 é observado a formação de bolhas
evidenciando a degradação do oxidante mostrada na Equação 2. As bolhas formadas é o
oxigênio sendo gerado no meio reacional.
2 H 2 O 2(aq) + catalase → 2 H 2 O (l) + O 2(g) Equação 2
No vídeo a seguir é mostrado inicialmente a degradação do peróxido de
hidrogênio em três concentrações diferentes (1, 7 e 15% H 2 O 2 ), sendo adicionado a
mesma quantidade de uma solução de catalase (200 mg L -1 de catalase de fígado bovino)
em 5 minutos de reação.
O interessante é que ambas as soluções ocorrem a formação das bolhas de oxigênio, ou seja, a evidência da atividade da enzima. Porém, ao adicionar uma gota das soluções degradadas, após 5 minutos, no metavanadato (cor amarelo) é possível observar que dependendo da concentração de H 2 O 2 inicial, ainda existe o peróxido de hidrogênio em solução e, assim, produzindo o cátion peroxovanádio (VO 2 3+ ) de coloração vermelho-alaranjado.
Nesse contexto, a utilização da reação metavanadato com H 2 O 2 possibilita a
observação que a concentração do substrato em uma reação enzimática é importante,
pois pode correlacionar com o conteúdo teórico estudado em sala de aula sobre o efeito
da saturação do sítio ativo da enzima. Além disso, é uma aula prática com análise
qualitativa com uma resposta rápida avaliando a mudança da cor.
Referência
NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger, 7ª
Edição, 2019.
DA SILVA, L.M.; CAVALCANTE, R.P.; CUNHA, R.F.; GOZZI, F.; DANTAS, R.F.;
DE OLIVEIRA, S.C.; MACHULEK, A.J. Tolfenamic acid degradation by direct
photolysis and the UV-ABC/H 2 O 2 process: factorial design, kinetics, identification of
intermediates, and toxicity evaluation. Science of the Total Environment, v. 573, p.
518–531, 2016.
NOGUEIRA, R.F.P.; OLIVEIRA, M.C.; PATERLINI, W.C. Simple and fast
spectrophotometric determination of H 2 O 2 in photo-Fenton reactions using
metavanadate. Talanta, v. 66, p. 86-91, 2005.
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