Prévia do material em texto
Manual de práticas da disciplina de BioquíMica Básica e MetaBolisMo Copyright © UNIASSELVI Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo Indaial: Uniasselvi, 2019. Graziela dos Santos Barni Clarice Fedosse Zornio 1. Biomedicina I. Centro Universitário Leonardo da Vinci suMário PRÁTICA 1- TEMÁTICA: ROTINAS DE LABORATÓRIO - PRINCIPAIS MATERIAS UTILIZADOS NO LABORATÓRIO E TÉCNICAS DE PIPETAGEM ................3 PRÁTICA 2 - TEMÁTICA: ROTINAS DE LABORATÓRIO – TÉCNICAS DE TITULAÇÃO .........................................................................................................11 PRÁTICA 3 - TEMÁTICA: MEIO ÁCIDO/BÁSICO – ANÁLISE DO pH UTILIZANDO O REPOLHO-ROXO COMO INDICADOR E O pHMETRO ............................15 PRÁTICA 4 - TEMÁTICA: MEIO ÁCIDO/BÁSICO ESCALA PADRÃO DE pH E SISTEMA TAMPÃO ...............................................................................................19 PRÁTICA 5 - TEMÁTICA: AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS – CARACTERIZAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS .....................................................................23 PRÁTICA 6 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS – DIGESTÃO DE PROTEÍNAS ..............................27 PRÁTICA 7 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS – SOLUBILIDADE DE PROTEÍNAS - DESNATURAÇÃO ..............................................................................................................................29 PRÁTICA 8 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS, AMINOÁCIDOS E ENZIMAS – VERIFICAÇÃO DA ATIVIDADE PROTEOLÍTICA DE ENZIMAS ENCONTRADAS EM FRUTOS ...............................................................................33 PRÁTICA 9 - TEMÁTICA: ENZIMAS – CATALISADORES E INIBIDORES DE REAÇÃO QUÍMICA ............................................................................................37 PRÁTICA 10 - TEMÁTICA: CARBOIDRATOS – CARACTERIZAÇÃO, IDENTIFICAÇÃO E PODER REDUTOR DE CARBOIDRATOS ....................41 PRÁTICA 11 - TEMÁTICA: ÁCIDOS NUCLEICOS – EXTRAÇÃO DO DNA DO MORANGO ..............................................................................................47 PRÁTICA 12 - TEMÁTICA: LIPÍDIOS – SOLUBILIDADE E INSATURAÇÃO EM LIPÍDIOS .............................................................................................................51 PRÁTICA 13 - TEMÁTICA: LIPÍDIOS - SAPONIFICAÇÃO DE LIPÍDEOS ..........................55 PRÁTICA 14 - TEMÁTICA: METABOLISMO – DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE ÁCIDO ASCÓRBICO...................................................59 1 NORMAS GERAIS 1) Superfícies de trabalho: deverão ser limpas e organizadas após o término do trabalho. 2) Ler os roteiros antes de começar a prática. 3) Quebra de material: notificar imediatamente o monitor ou o professor. 4) A limpeza, a organização, o rigor científico e o máximo grau de observação nos fenômenos que ocorrem são indispensáveis em todos os trabalhos de laboratório. 5) Por educação, não usar o celular no período da aula. 6) Evitar saídas desnecessárias da sala de aula, podendo acarretar em falta para o aluno. NORMAS DE SEGURANÇA 1) Uso obrigatório: jaleco de manga longa de comprimento até o joelho, calça, calçado fechado (durante a aula no laboratório). 2) Uso de luvas de procedimento: trabalhos em que haja contato casual ou previsto com sangue ou qualquer outro material biológico que ofereça risco de contaminação. 3) Terminantemente proibido: fumar, comer, beber no laboratório. 4) Terminantemente proibido: sapatos e roupas inadequados ao laboratório (chinelo de dedo, sandália aberta, bermudas e saias). 5) Uso de equipamentos: de acordo com o manual de instruções ou com o auxílio e informação do professor. uma vez utilizado, deixá-lo em condições de ser utilizado por outra pessoa. 6) Ferimentos: por mais simples que pareçam, devem ser tratados no mesmo instante e comunicar imediatamente ao professor responsável pela aula. 7) Lavar as mãos após qualquer procedimento desenvolvido no laboratório. 2 3 PRÁTICA 1- TEMÁTICA: ROTINAS DE LABORATÓRIO - PRINCIPAIS MATERIAS UTILIZADOS NO LABORATÓRIO E TÉCNICAS DE PIPETAGEM 1 INTRODUÇÃO Os laboratórios químicos fazem uso de diversos tipos de vidrarias, ma- teriais e equipamentos, para que as análises possam ser realizadas com a maior precisão possível. São utilizados também descartáveis e consumíveis de uso úni- co, além dos equipamentos de proteção individual e coletiva, que fazem parte das rotinas (QUEVEDO, 2016). Um procedimento muito utilizado em laboratório é a medição de volu- mes. Existem diversos instrumentos para esta finalidade, sendo os mais utiliza- dos e que exigem maior técnica: as pipetas e micropipetas (PETKOWICZ, 2007). Nessa aula prática, iremos conhecer os principais materiais e equipamen- tos que são utilizados nas rotinas laboratoriais, qual a sua finalidade e as princi- pais técnicas de pipetagem. 2 OBJETIVOS • Reconhecer o emprego dos principais materiais de laboratório. • Diferenciar as vidrarias e equipamentos laboratoriais. • Executar corretamente a técnica de pipetagem. 3 MATERIAIS • Vidrarias e materiais de laboratório que serão descritos nos procedimentos; 4 PROCEDIMENTOS Principais Materiais Utilizados no Laboratório Os utensílios de laboratórios podem ser enquadrados na seguinte classificação: • Utensílios para conter volumes. • Utensílios para medir volumes. • Utensílios para uso limitado (auxiliares). Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 4 Utensílios para conter volumes: são enquadrados neste item aqueles utensílios usados no preparo de soluções; evaporações; armazenamento de líquidos; conter reagentes durante uma reação; receber produtos de uma reação etc. Todos estes utensílios são caracterizados por apresentarem diâmetros variados e, consequentemente, volumes variáveis. Copo de Becker (Griffin) Frasco de Erlenmayer Serve para dissolver substâncias, efetuar reações químicas ou conter volumes de reagentes. Utilizado para titulações, aquecimento de líquidos, dissolução de substâncias e realização de reações químicas. Utilizado para titulações, aquecimento de líquidos, dissolução de substâncias e realização de reações químicas. Empregado para fazer reações em pequena escala, tanto a frio como a quente. Tubo de ensaio Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 5 Diferem quanto à cor em frascos incolores e frascos âmbar. Os primeiros são utilizados para reativos e substâncias não sujeitas a alterações pela ação da luz, e os de cor âmbar são utilizados para reativos e substâncias que sofrem alterações na presença na presença de luz. Peça de vidro de forma côncava. É usado para cobrir béqueres em evaporações, e como recipientes destinados a conter substâncias em pequenas quantidades a serem submetidas ao processo de pesagem em balança de precisão. É um tubo de vidro estreito geralmente graduado em 0,1 mL e usada para medir pequenos volumes líquidos. Frascos para conter reativos Vidro de relógio Utensílios para medir volumes: são destinados a fornecer volumes varia- dos ou definidos durante o preparo de soluções e reagentes, durante uma reação e outras operações de laboratórios. Nunca devem ser levados à estufa de secagem a temperaturas elevadas. Todo utensílio, para medir volume, traz a marca do fa- bricante relacionada com a temperatura em que foi calibrado e esta temperatura de graduação é que fornece o volume exato. Pipeta graduada Manual de práticasda disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 6 Pipeta volumétrica Bureta É constituída por um tubo de vidro com um bulbo na parte central. O traço de referência é gravado na parte do tubo acima do bulbo. É usada para medir volumes de líquidos com elevadas precisões. Serve para determinar pequenos volumes de reagentes com precisão. Pode ser de vidro ou de polietileno. Empregado para transferir líquidos e para apoiar o papel de filtro. Utensílios de uso limitado (auxiliares): as operações em química necessitam, além dos utensílios de conter e medir volumes, outros mais específicos, de funções definidas que auxiliam as manipulações, montagens de aparelhos, processos químicos em geral, desde uma simples filtração até processos muito complicados. Os mais importantes e de uso corriqueiro são os seguintes: Funil Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 7 É a fonte de aquecimento mais usada no laboratório. Usada para lavagem de materiais ou recipientes através de jatos de água destilada, álcool ou outros solventes. Liga-se à haste através de parafusos e destina-se à sustentação de utensílios. É um utensílio de ferro ou madeira, destinado a segurar, prender e retirar tubos de ensaio e cápsulas, quando submetidos à aquecimento. Bico de Bunsen Pisseta (Frasco lavador) Garra Pinça Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 8 Tripé Tela de amianto Sustenta a tela de amianto, podendo ser utilizada para outros fins. Usada para aquecimento indireto de utensílios de vidro, porcelana e demais utensílios que sejam submetidos a aquecimento sobre o bico de gás. Usada para sustentação de tubos de ensaio em posição vertical por ocasião de reações em tubos. Estante para tubos de ensaio Parte B: Técnicas de Pipetagem Materiais • Pipeta graduada de 2 mL; • Pipeta graduada de 5 mL; • Pipeta graduada de 10 mL; • Pipeta volumétrica de 5 mL; • Pipeta volumétrica de 10 mL; • Pipeta volumétrica de 20 mL; • Becker de 100 mL; • Becker de 250 mL; • Pera ou pipetador. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 9 Reagentes: água destilada e solução colorido (para preparar a solução pode ser utilizado algum corante alimentício, por exemplo). Para iniciar esse procedimento, devemos seguir os seguintes passos: • Segurar a pipeta com o polegar e o dedo médio. • Colocar o indicador na abertura superior da pipeta. • Colocar o pipetador ou pera na ponta da pipeta; colocar a pipeta na solução que deseja pipetar até que a base do menisco, do nível da solução, fique sobre a graduação “0” (zero) da pipeta. • Em seguida, soltar o volume da solução que se deseja utilizar no experimento. • Desprezar o restante da solução que ficou na pipeta. Obs.: Pipetar a água destilada com todas as pipetas da bancada, obedecendo à técnica correta. Intercalar também a utilização da pera e do pipetador. Quando for observar o menisco – marcação de um líquido em um recipiente, contendo um determinado volume – os olhos devem estar posicionados na altura do mesmo, conforme imagem a seguir: 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Após a realização da prática, descreva os resultados obtidos e discuta-os a partir dos questionamentos a seguir: 1 Você conheceu os principais materiais utilizados em laboratório, porém existem outros equipamentos e vidrarias que não foram mencionadas. Faça uma pesquisa e escreva em que situações são utilizados matérias como: proveta, dessecador, cadinho, bastão de vidro, balão de fundo chato, capela. 2 Você utilizou nas técnicas de pipetagem, o pipetador e a pera. Qual dos dois você considera mais fácil de utilizar? Existem vantagens na utilização de um ou de outro? Certo Errado Errado Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 10 3 No início deste manual, são listadas algumas normas e condutas de laboratório. Qual a importância de seguir essas recomendações? Justifique sua resposta. 6 REFERÊNCIAS Material e equipamentos de laboratório. Disponível em: <https://www. infoescola.com/quimica/material-de-laboratorio/>. Acesso em: 14 jun. 2019. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. QUEVEDO, R. T. Práticas de Bioquímica. Anhanguera: Moderna, 2016. Manual de aulas práticas de Ciências Moleculares e Celulares. Material impresso. Colaboradores: Profª Angela Maria Nolasco Monteiro – UNIC; Profº Antonio Roberto Rodrigues Abatepaulo – UNIASSELVI; Profº Cleverson Rodolfo Ferreira Duarte – UNOPAR; Profº Fábio André Miotto – UNIC; Profº Paulo Henrique Eufrazio de Oliveira – UNIME. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 11 PRÁTICA 2 - TEMÁTICA: ROTINAS DE LABORATÓRIO – TÉCNICAS DE TITULAÇÃO 1 INTRODUÇÃO A titulometria é uma técnica para se determinar a concentração de soluções através de reação química entre a solução de concentração desconhecida e outra solução de concentração conhecida. A análise volumétrica por neutralização são casos em que ocorrem reações de neutralizações entre um ácido e uma base. Alcalimetria - usada quando a solução desconhecida é básica, sua titulação é realizada com uma solução padrão ácida, ocorrendo entre elas uma reação de neutralização. Acidimetria - usada quando a solução desconhecida é ácida e a titulação é feita com uma solução padrão básica, ocorrendo também uma reação de neutralização (IONASHIRO, 2009). Acidez do vinagre: o vinagre é o produto resultante de certas bebidas alcoólicas, particularmente do vinho. Nesta fermentação, micro-organismos da espécie “Mycoderma aceti”, transformam o álcool etílico em ácido acético H3C- COOH → H3C-CH2-OH, o que faz com que o vinho, após a fermentação, tenha cerca de 4% a 5% de ácido acético e seja chamado de vinho (vinho azedo). O teor de CH3COOH no vinagre é determinado volumetricamente, titulando-se certa quantidade do mesmo com solução padrão de hidróxido de sódio 0,1 M. Usa- se uma solução de fenolftaleína como indicador, a fim de se ver o fim da reação (IONASHIRO, 2009). 2 OBJETIVOS • Entender como a fenolftaleína pode agir como um indicador de pH. • Caracterizar o vinagre como uma solução constituída por ácido acético. • Entender por que houve mudança da coloração relacionando este fato com a natureza dos reagentes utilizados. • Compreender por que foi necessário atingir a mudança de coloração para que se realizasse a conclusão do experimento e a obtenção da quantidade de ácido acético. 3 MATERIAIS • Béquer • Erlenmeryer • Bastão de vidro • Pipeta graduada de 10 mL • Proveta Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 12 • Bureta • Garra para bureta • Suporte universal • Água destilada • Vinagre • Solução de hidróxido de sódio (0,1 M) • Fenolftaleína 4 PROCEDIMENTOS Para iniciar esse procedimento, devemos seguir os seguintes passos: 1. Preparo do titulado (solução de vinagre): • No erlenmeyer, adicionar, utilizando uma pipeta graduada, 2,5 mL de vinagre; • No béquer 1, adicionar, utilizando a proveta, cerca de 30 mL de água destilada; • Após a fervura, resfriar a água destilada até a temperatura ambiente e adicionar 25 mL ao erlenmeyer (com o vinagre); • Adicionar 5 gotas de fenolftaleína ao erlenmeyer à solução de água e vinagre; 2. Preparo da solução titulante (solução de hidróxido de sódio, 0,1 M): • No béquer 2, adicionar 100 mL de água destilada; • Adicionar, vagarosamente, 0,04 g de hidróxido de sódio ao béquer 2 (sob agitação), até obter uma solução límpida; • Montar a aparelhagem para a titulação, fixando a garra ao suporte universal e após à bureta, como evidenciado na figura: • Adicionar a solução de hidróxido de sódio (0,1 M) à bureta (para lheauxiliar, use um funil), cuidando para atingir o menisco; Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 13 3. Titulação da solução de vinagre: • Posicionar o Erlenmeyer abaixo da bureta, como explicitado na figura acima; • Adicionar a solução de hidróxido de sódio gota a gota na solução de vinagre, sempre agitando o Erlenmeyer a cada gota adicionado, até o aparecimento de uma coloração rosa (rosa claro); • Anotar a quantidade da solução de hidróxido de sódio utilizada para calcular a porcentagem de ácido acético presente no vinagre. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Explique por que a água foi fervida e porque foi novamente esfriada para utilização. 6 REFERÊNCIAS BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYERT, L. Bioquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. IONASHIRO, E. Y. Laboratório de Química Analítica. Disponível em: https:// www.ebah.com.br/content/ABAAAAupQAC/determinacao-acidez-vinagre. Acesso em: 3 jul. 2019. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. SGRILLO, K. R. P. A. Roteiros de aulas práticas de bioquímica. 2006. Disponível em: http://www.sgrillo.net/katia/roteiro_aulas_praticas.pdf. Acesso em: 3 jul. 2019. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 14 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 15 PRÁTICA 3 - TEMÁTICA: MEIO ÁCIDO/BÁSICO – ANÁLISE DO pH UTILIZANDO O REPOLHO-ROXO COMO INDICADOR E O pHMETRO 1 INTRODUÇÃO A pH (definido como o logaritmo do inverso da concentração hidroge- niônica, íons H+, na solução Equação 1) é uma medida que indica a acidez ou a basicidade de um meio, de acordo com uma escala que varia de 1 a 14. Quando o pH da solução é menor do que 7 (pH < 7) a solução é ácida; quando o pH é maior do que 7 (pH > 7) a solução é básica; e quando o pH é 7 (pH = 7) a solução é con- siderada neutra. A medida do pH é um dos procedimentos mais importantes e usados com mais frequência na bioquímica. O pH afeta a estrutura e a atividade de macromoléculas biológicas; por exemplo, a atividade catalítica das enzimas é extremamente dependente do pH. As medidas do pH do sangue e da urina são comumente usadas em diagnóstico médico. O pH do plasma sanguíneo das pessoas com diabetes grave e não controlado é comumente abaixo do valor normal de 7,4; essa condição é chamada de acidose. Em algumas outras doenças, o pH sanguíneo é mais alto que o normal, uma condição conhecida como alcalose. A acidose ou a alcalose extrema podem ameaçar a vida (NELSON; COX, 2014). Um dos modos de se determinar a acidez ou basicidade de um meio é utilizando um indicador ácido-base, uma vez que essas substâncias podem mudar de cor de acordo com o pH do meio. Existem indicadores sintéticos, como a fenolftaleína e o azul de bromotimol, e os indicadores extraídos de compostos naturais, como o repolho-roxo. O repolho roxo possui um pigmento chamado flavina que tem a capacidade de mudar de cor dependendo do pH e, por isso, ao adicionar quantidades do extrato de repolho-roxo em amostras, é possível identificar a faixa de pH dessa amostra. Na Figura 1 é possível observar as cores observadas para o extrato de repolho-roxo em meios de diferentes pH: Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 16 Figura 1. Cores observadas para o extrato de repolho-roxo em meios de diferentes pH Fonte: https://www.assimquefaz.com/como-medir-o-ph-do-repolho-roxo/ Outro modo de determinar o pH de soluções é utilizando o pHmetro, um equipamento constituído por um eletrodo acoplado a um potenciômetro (aparelho que mede a diferença de potencial). 2 OBJETIVOS • Determinar o pH de soluções utilizando o repolho-roxo como indicador; • Determinar o pH de soluções utilizando o pHmetro. 3 MATERIAIS • pHmetro • tubos de ensaio • béquer • bico de Bunsen/chapa de aquecimento/lamparina • peneira ou funil com papel filtro • água destilada • sugestões de soluções para testar o pH (amostras): o solução de ácido clorídrico concentrada (2 M) o solução de hidróxido de sódio (2 M) o vinagre branco o solução de xampu o limpador de vidro o leite o clara de ovo o solução de detergente o solução de sabão em barra o refrigerante incolor o suco de limão o solução de pasta de dentes o água destilada o água da torneira o solução de cloreto de sódio Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 17 4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Essa prática tem a finalidade de se comparar os resultados obtidos utilizando dois métodos de determinação do pH de soluções: 1) o uso do repolho- roxo como indicador e 2) o uso do pHmetro. Assim, o procedimento experimental é dividido em Parte A e Parte B: A. Parte A - USO DO REPOLHO-ROXO COMO INDICADOR 1. Para o preparo do extrato de repolho-roxo seguir os passos 1-4: cortar as folhas do repolho-roxo em pedaços pequenos; 2. Colocar as folhas cortada em um béquer e cobri-las com água destilada; 3. Ferver a mistura de repolho-roxo e água até a água se reduzir mais ou menos a metade; 4. Coar a solução e deixar esfriar para posterior uso; 5. Colocar pequenas quantidade de cada uma das amostras em tubos de ensaio, identificando-os devidamente; 6. Colocar cerca de 3 mL do extrato de repolho-roxo em cada um dos tubos de ensaio e anotar os resultados na Tabela 1. B. Parte A - USO DO pHMETRO 1. Ligar o pHmetro e calibrá-lo; 2. Retirar o eletrodo da solução de cloreto de potássio; 3. Lavar o eletrodo com água destilada, secando-o, cuidadosamente, com um papel higiênico macio; 4. Colocar pequenas quantidade de cada uma das amostras em tubos de ensaio, identificando-os devidamente; 5. Mergulhar o eletrodo nas soluções de cada um dos tubos de ensaio e anotar os resultados na Tabela 1. Tabela 1. Resultados Amostra Indicador de repolho-roxo pHmetro Cor pH pH Solução de ácido clorídrico Solução de hidróxido de sódio vinagre branco Solução de xampu limpador de vidro leite Solução de clara de ovo Solução de detergente solução de sabão em barra refrigerante incolor suco de limão Solução de pasta de dentes Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 18 água destilada água da torneira Solução de cloreto de sódio 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1. O que são indicadores? 2. Compare os resultados apresentados pela análise usando o indicador e pela análise utilizando o pHmetro. Qual resultado apresenta maior precisão? 3. Classifique as substâncias estudadas nessa prática de acordo com seu caráter neutro, ácido e básico. 4. Por que não se deve experimentar, cheirar e até mesmo tocar em substâncias desconhecidas? Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 19 PRÁTICA 4 - TEMÁTICA: MEIO ÁCIDO/BÁSICO ESCALA PADRÃO DE pH E SISTEMA TAMPÃO 1 INTRODUÇÃO A medida do pH é um dos procedimentos mais importantes e usados com mais frequência na bioquímica. O pH afeta a estrutura e a atividade de macromoléculas biológicas; por exemplo, a atividade catalítica das enzimas é extremamente dependente do pH. As medidas do pH do sangue e da urina são comumente usadas em diagnóstico médico. O pH do plasma sanguíneo, das pessoas com diabetes grave e não controlado, é comumente abaixo do valor normal de 7,4; essa condição é chamada de acidose. Em algumas outras doenças, o pH sanguíneo é mais alto que o normal, uma condição conhecida como alcalose. A acidose ou a alcalose extrema podem ameaçar a vida (NELSON; COX, 2014). Quase todos os processos biológicos são dependentes do pH; uma pequena mudança no pH produz uma grande mudança na velocidade do processo. Isso é válido não somente para as muitas reações nas quais os íons H são participantes diretos, mas também para aquelas reações nas quais não existe. Aparentementenão há participação de íons H. Os grupos amino e carboxila protonados de aminoácidos e os grupos fosfato de nucleotídeos, por exemplo, agem como ácidos fracos; o seu estado iônico é determinado pelo pH do meio circundante. As interações iônicas estão entre as forças que estabilizam a molécula da proteína e permitem que uma enzima reconheça e se ligue ao seu substrato (BERG; TYMOCZKO;STRYERT , 2015). Nesta prática, no primeiro momento, iremos observar a escala de pH. Como já mencionamos na teoria, o pH possui uma escala que varia de zero até 14, sendo o pH de zero a seis, considerado ácido; sete, um pH neutro, e de oito até 14, um pH alcalino. Em um segundo momento iremos perceber na prática a importância da presença de uma substância tampão, para impedir mudanças bruscas de pH no nosso organismo. 2 OBJETIVOS • Determinar o pH de soluções utilizando o indicador de pH azul de bromotimol. • Reconhecer a capacidade tamponante de soluções. • Relacionar os conhecimentos adquiridos ao funcionamento dos tampões de importância biológica. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 20 3 MATERIAIS • Tubos de ensaio; • suporte para tubos de ensaio; • pipetas volumétricas (5 e 10 mL); • bastao de vidro • conta-gotas/pipeta de Pasteur; • béqueres; • vidros âmbar; • pêra/pipetador; • pHmetro • Tampões de pH 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10; • Azul de bromotimol • Solução de ácido clorídrico (0,1 M) 4 PROCEDIMENTOS Nessa primeira etapa iremos utilizar o indicador azul de bromotimol para determinar a escala de pH. O azul de bromotimol (BTB, a partir de seu nome na língua inglesa bromothymol blue) é um indicador de pH que em solução ácida fica amarelo, em solução básica fica azul e em solução neutra fica verde. Para isso, siga os seguintes passos: 1. Enumere os tubos de ensaio em: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 (de acordo com o pH dos tampões disponíveis); 2. Adicione, utilizando as pipetas graduadas e o conta-gotas/pipeta de Pasteur, as soluções conforme a Tabela 1 a seguir, agitando-as; 3. Observe e anote a cor obtida para cada amostra na Tabela 1 a seguir. Tabela 1. Escala de pH usando o azul de bromotimol como indicador ácido-base pH 3 4 5 6 7 8 9 10 Solução tampão Tampão 3: 1 mL Tampão 4: 1 mL Tampão 5: 1 mL Tampão 6: 1 mL Tampão 7: 1 mL Tampão 8: 1 mL Tampão 9: 1 mL Tampão 10: 1 mL Água destilada 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL Azul de bromotimol 5 gotas 5 gotas 5 gotas 5 gotas 5 gotas 5 gotas 5 gotas 5 gotas Cor observada Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 21 Em sistemas biológicos, as soluções tampão são essenciais para manter o pH. Assim, para a segunda etapa dessa aula prática, iremos verificar a importância de uma substância tampão na manutenção do pH do meio. 1. Para isso, prepare duas amostras, em tubos de ensaio, conforme as especificações a seguir: • Tubo de ensaio 1: 10 mL de água destilada; 5 gotas de azul do bromotimol; 2 gotas da solução de ácido clorídrico (0,1 M); • Tubo de ensaio 1: 9 mL de água destilada; 5 gotas de azul do bromotimol; 2 gotas da solução de ácido clorídrico (0,1 M); 1 mL de solução tampão de pH 7. 2. Preparadas as amostras, adicione, uma a uma, gotas da solução de ácido clorídrico a cada um dos tubos de ensaio; 3. A cada gota adicionada, homogeneíze a solução e observe a coloração da amostra (se possível, meça o pH das amostras com o pHmetro); 4. Cesse a adição das gotas no momento que perceber mudança na coloração no tubo de ensaio 2 (anote quantas gotas foram adicionadas até essa mudança do pH). 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1 Na escala padrão de pH, classifique as soluções dos tubos de ensaio 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 em ácidas, básicas ou neutras. Nesse experimento foi utilizado o azul de bromotimol como indicador ácido-base, cite outros exemplos de indicadores de pH. 2. O que é uma solução tampão? 3 Quantas gotas a mais de HCI (0,1 M) foram adicionadas ao tubo 2 para saturar o tampão e se obter a mesma coloração do tubo 1? Justifique. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 22 6 REFERÊNCIAS BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYERT, L. Bioquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. Material e equipamentos de laboratório. Disponível em: https://www.infoescola. com/quimica/material-de-laboratorio/. Acesso em: 14 jun. 2019. Manual de aulas práticas de Ciências Moleculares e Celulares. Material impresso. Colaboradores: Profª Angela Maria Nolasco Monteiro – UNIC; Profº Antonio Roberto Rodrigues Abatepaulo – UNIASSELVI; Profº Cleverson Rodolfo Ferreira Duarte – UNOPAR; Profº Fábio André Miotto – UNIC; Profº Paulo Henrique Eufrazio de Oliveira – UNIME. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C.L.O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 23 PRÁTICA 5 - TEMÁTICA: AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS – CARACTERIZAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS 1 INTRODUÇÃO Proteínas controlam praticamente todos os processos que ocorrem em uma célula, exibindo uma quase infinita diversidade de funções. Para explorar o mecanismo molecular de um processo biológico, um bioquímico estuda quase que inevitavelmente uma ou mais proteínas. Proteínas são as macromoléculas biológicas mais abundantes, ocorrendo em todas as células e em todas as partes das células. As proteínas também ocorrem em grande variedade; milhares de diferentes tipos podem ser encontrados em uma única célula. Como os árbitros da função molecular, as proteínas são os produtos finais mais importantes e são os instrumentos moleculares pelos quais a informação genética é expressa. Subunidades monoméricas relativamente simples, fornecem a chave da estrutura de milhares de proteínas diferentes. As proteínas de cada organismo, da mais simples das bactérias aos seres humanos, são construídas a partir do mesmo conjunto onipresente de 20 aminoácidos. Como cada um desses aminoácidos tem uma cadeia lateral com propriedades químicas características, esse grupo de 20 moléculas precursoras pode ser considerado o alfabeto no qual a linguagem da estrutura proteica é lida (NELSON; COX, 2014). 2 OBJETIVOS • Demonstrar a presença de aminoácidos através da reação de ninidrina. • Distinguir aminoácidos de iminoácidos. • Caracterizar a presença de proteínas em material biológico através da reação de biureto. 3 MATERIAIS • Tubos de ensaio • Suporte para tubos de ensaio • Pipetas • Albumina • Ninidrina • Biureto • Prolina • Triptofano Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 24 4 PROCEDIMENTOS Essa prática se divide em diversas etapas, como descrito a seguir: Reação de ninidrina No tubo 1: 1. Pipetar 1 mL de prolina em um tubo de ensaio; 2. Acrescentar 5 gotas de ninidrina e homogeneizar; 3. Aquecer e observar a coloração. No tubo 2: • Pipetar 1 mL de triptofano em um tubo de ensaio; • Acrescentar 5 gotas de Ninidrina e homogeneizar; • Aquecer e observar a coloração. Reação de biureto No tubo 3: • Adicionar 2 mL de solução de albumina de ovo a um tubo de ensaio; • Acrescentar 2 mL de biureto, homogeneizar e observar. No tubo 4: • Adicionar 2 mL de água destilada a um tubo de ensaio; • Acrescentar 2 mL de biureto, homogeneizar e observar. No tubo 5: • Adicionar 2 mL prolina a um tubo de ensaio; • Acrescentar 2 mL de biureto, homogeneizar e observar. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 25 Obs.: Na imagem anterior, o tubo com o número 3, representa o tubo de ensaio com albumina; o número 4, água destilada; e o número 5 prolina. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOSApós a realização da prática, descreva os resultados obtidos e discuta-os a partir dos questionamentos a seguir: 1 Na reação com a ninidrina, o que aconteceu no tubo 1 e no tubo 2? Por quê? Justifique sua resposta. 2 Na reação com o biureto, o que aconteceu nos tubos 3, 4 e 5? Por quê? Justifique sua resposta. 6 REFERÊNCIAS Manual de aulas práticas de Ciências Moleculares e Celulares. Material impresso. Colaboradores: Profª Angela Maria Nolasco Monteiro – UNIC; Profº Antonio Roberto Rodrigues Abatepaulo – UNIASSELVI; Profº Cleverson Rodolfo Ferreira Duarte – UNOPAR; Profº Fábio André Miotto – UNIC; Profº Paulo Henrique Eufrazio de Oliveira – UNIME. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 26 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 27 PRÁTICA 6 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS – DIGESTÃO DE PROTEÍNAS 1 INTRODUÇÃO As proteínas são usadas para construção do organismo, elas são responsáveis pelo nosso crescimento e pela reposição do material desgastado. Sua digestão começa no estômago, onde a enzima pepsina e o ácido clorídrico iniciam sua quebra. No duodeno, a tripsina, enzima do suco pancreático, a reduz em fragmentos menores. No intestino delgado, as enzimas peptidases terminam a quebra, até restarem apenas aminoácidos. 2 OBJETIVOS • Observar que assim como o corpo humano, os sabões em pó “biológicos” contêm enzimas. • Observar a digestão de proteínas do pigmento que dá ao tomate a coloração vermelha. 3 MATERIAIS • Dois béqueres. • Água morna. • Luvas de borracha. • Sabão em pó com enzimas. • Sabão em pó comum. • Retalhos de tecido de algodão. • Molho de tomate (sem muitos conservantes). 4 PROCEDIMENTOS 1. Pingue molho de tomate em dois pedaços de tecido. 2. Deixe-os secar. 3. Em um béquer, misture o sabão em pó comum com água morna o primeiro sabão. 4. No outro béquer, misture o sabão em pó com enzimas com água morna. 5. Coloque um pedaço de tecido em cada um dos béqueres com solução de sabão e observe o que ocorre. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 28 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Qual mancha some primeiro? Por quê? 6 REFERÊNCIAS NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 29 PRÁTICA 7 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS – SOLUBILIDADE DE PROTEÍNAS - DESNATURAÇÃO 1 INTRODUÇÃO A solubilidade de uma proteína é muito variável e depende da distribuição e da proporção dos grupos polares (hidrofílicos) e dos apolares (hidrofóbicos) na molécula. Dessa forma, muitas proteínas são solúveis em água ou soluções salinas. Desde que uma proteína possua muitos grupos carregados positiva e negativamente provenientes de cadeias laterais dos aminoácidos, as moléculas irão interagir umas com as outras, com pequenos íons de cargas opostas e com água. Assim, ocorrem interações proteína-proteína, proteína-água e proteína- pequenos íons. Se a interação proteína-proteína é grande e a interação proteína- água é pequena, a proteína tenderá a ser insolúvel. Por outro lado, se a interação proteína-água é alta, a proteína tenderá a ser solúvel. Qualquer condição que aumente a interação proteína-proteína ou decresça a interação proteína-água, decrescerá a solubilidade e vice-versa. A desnaturação em geral decresce a solubilidade das proteínas (BERG; TYMOCZKO; STRYERT, 2015). As proteínas possuem uma estrutura tridimensional bem definida que está relacionada com suas propriedades físicas e biológicas. A modificação na estrutura tridimensional nativa de uma proteína, com a consequente alteração de suas propriedades é conhecida como desnaturação. A desnaturação envolve alterações nas estruturas quaternárias, terciária e secundária. A estrutura primária não é afetada (NELSON; COX, 2014). Existem vários agentes desnaturantes de proteínas, tais como: calor, ácidos, álcalis, solventes orgânicos, soluções concentradas de ureia e guanidina, detergentes, sais de metais pesados etc. 2 OBJETIVO • Estudar a solubilidade das proteínas frente a agentes desnaturantes. 3 MATERIAIS • Béquer de 200 mL • Tubos de ensaio; • Estante p/ tubos de ensaio; • Bastão de vidro; • Bico de Bunsen/chapa aquecedora; Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 30 • 1 tela de amianto. • Conta-gotas ou pipeta de Pasteur • Água destilada • Solução de albumina • Ovo de galinha • Ácido nítrico concentrado • Ácido clorídrico • Solução de hidróxido de sódio (12 M) • Etanol absoluto • Solução de cloreto de sódio (5 M) 4 PROCEDIMENTOS Nesse experimento pode ser utilizado como fonte de proteína uma clara de ovo ou a solução de albumina (a prática pode ser realizada utilizando ambas as substâncias para fins de comparação). 1. Colocar uma clara de ovo em um béquer. Adicionar aproximadamente 50 mL de água destilada. Agitar com bastão. Deixar em repouso por alguns minutos. Observar e anotar os resultados. 2. Transferir, com uma pipeta, a solução de albumina e/ou da clara de ovo para os tubos de ensaio (2 mL para cada tubo de ensaio), identificando-os com números (1 a 8, para as amostras com albumina e 9 a 16 para as amostras com clara de ovo); 3. Reservar os tubos 1 e 9 como controle; 4. Aquecer em banho-maria os tubos 2 e 10; 5. Adicionar 5 mL de cada um nos reagentes nos respectivos tubos de ensaio: • Tubos 3 e 11: água destilada • Tubos 4 e 12: ácido nítrico concentrado • Tubos 5 e 13: ácido clorídrico concentrado • Tubos 6 e 14: solução de hidróxido de sódio • Tubos 7 e 15: solução de cloreto de sódio • Tubos 8 e 16: etanol absoluto 6. Deixar as amostras em repouso por alguns minutos. Observar e anotar os resultados. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1 Explique detalhadamente as suas observações, de acordo com o procedimento executado: a) Explique como podemos precipitar as proteínas. b) Cite três agentes desnaturantes. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 31 2 Dê um exemplo de processo de desnaturação que ocorre no nosso dia a dia. 6 REFERÊNCIAS BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYERT, L. Bioquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. SGRILLO, K. R. P. A. Roteiros de aulas práticas de bioquímica. Disponível em: http://www.sgrillo.net/katia/roteiro_aulas_praticas.pdf. Acesso em: 3 jul. 2019. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 32 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 33 PRÁTICA 8 - TEMÁTICA: PROTEÍNAS, AMINOÁCIDOS E ENZIMAS – VERIFICAÇÃO DA ATIVIDADE PROTEOLÍTICA DE ENZIMAS ENCONTRADAS EM FRUTOS 1 INTRODUÇÃO As enzimas são proteínas que apresentam uma cadeia longa de aminoáci- dos, tendo como função de destaque, sua atividade catalisadora de reações. Entre- tanto, certas enzimas têm a capacidade de romper as ligações peptídicas de proteí- nas, sendo por isso, chamadas de proteases (LIMA, et al., 2008). Enzimas proteolíticas podem ser encontradas em animais e vegetais. Nos animais elas atuam na digestão de proteínas, na coagulação do sangue, na morte celular e na diferenciação de tecidos. Já nos vegetais, participam dos processos de amadurecimento, germinação, morte celular, entre outros. (LIMA, et al., 2008). A bromelina e a papaína, enzimas proteolíticas encontradas no abacaxi e no mamão,respectivamente, estão envolvidas no amadurecimento destes frutos. As mesmas podem ser obtidas em quantidades elevadas e por isso, apresentam grande importância econômica. Para se ter uma ideia, 60% do comércio internacional de enzimas é relativo às enzimas proteolíticas. (LIMA, et al., 2008). Na indústria de alimentos estas substâncias são vastamente empregadas em amaciantes de carne e clarificação da cerveja. (FRANÇA-SANTOS, et al., 2009; LIMA, et al., 2008). Por isso, a prática proposta neste instrumento de aprendizagem, será a verificação da atividade proteolítica de enzimas presentes no mamão, no abacaxi e no morango, empregando-se a gelatina como substrato proteico. Faz-se necessário destacar que, a atividade foi extraída da Revista Química Nova na Escola, dos autores Lima et al. (2008), cuja referência completa encontra- se no final deste material. 2 OBJETIVOS • Verificar a atividade proteolítica de enzimas encontradas em frutos; • Estabelecer um comparativo em relação à ocorrência de proteólise nos diferentes frutos utilizados; • Comparar os controles negativo e positivo aos resultados obtidos nos experimentos; • Possibilitar a compreensão dos acadêmicos a respeito da importância das enzimas proteolíticas nos processos biológicos. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 34 3 MATERIAIS • Abacaxi; • Mamão; • Morango; • Amaciante de carnes; • Cadinho e pistilo ou liquidificador; • Bico de Bunsen ou chapa de aquecimento; • Geladeira ou banho de gelo; • Gelatina sem sabor; • Tubos de ensaio; • Pipetas volumétricas ou seringas graduadas; • Espátula; • Faca; • Bastão de vidro; • Béquer ou vasilha com capacidade para 500 mL; • Canudos plásticos; • Caneta para vidro (marcação dos tubos de ensaio). Na Tabela 1 encontram-se as soluções a serem preparadas para a realização do experimento. Tabela 1: Soluções a serem preparadas para a realização da prática. Tubo de ensaio Conteúdo Teste efetuado A 10 mL de gelatina + 3 mL de água Controle negativo B 10 mL de gelatina + 3 mL de suco de mamão Mamão C 10 mL de gelatina + 3 mL de suco de morango Morango D 10 mL de gelatina + 3 mL de suco de abacaxi Abacaxi E 10 mL de gelatina + ponta de espátula para ama-ciante de carne dissolvidos em 3 mL de água Controle positivo FONTE: LIMA et al. (2008). 4 PROCEDIMENTOS 1. Preparar o suco das frutas, previamente picadas. Para isso, macerar as frutas utilizando o cadinho e o pistilo ou, empregando o liquidificador e um pouco de água; 2. Peneirar e reservar; 3. Dissolver o pó de gelatina em 200 mL de água fria e levar ao fogo (conforme instruções da embalagem). Obs.: não deixar ferver para a gelatina não perder a capacidade de gelificação; 4. Preparar a sequência de tubos que está elencada na Tabela 1; Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 35 5. A fim de ser verificar a viscosidade inicial do meio (anteriormente à gelificação), é necessário introduzir em cada tubo de ensaio um canudo plástico. Com uma caneta, fazer uma anotação no próprio tubo até onde os canudos se inseriram; 6. Retirar os canudos e deixar os tubos à temperatura ambiente por 10 minutos; 7. Colocar os tubos na geladeira ou banho de gelo por 20 minutos, para que ocorra a gelificação; 8. Posteriormente, colocar novamente os canudos plásticos dentro dos tubos de ensaio e anotar, com uma caneta, até onde estes se inseriram no interior do tubo. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Nessa prática, a ocorrência ou não da proteólise é avaliada por meio da gelificação da amostra, observada indiretamente mediante a viscosidade do meio, o que é realizado, por sua vez, pela introdução de canudos plásticos nos tubos de ensaio. Sendo assim, após a realização dos experimentos descreva e discuta os resultados obtidos a partir dos questionamentos a seguir: 1. Por que, inicialmente, todos os canudos atingiram o fundo dos cinco tubos? 2. O que ocorreu, em cada tubo, após o processo de gelificação (período de 20 minutos na geladeira)? Quais as frutas utilizadas no experimento que apresentam enzima proteolítica? Explique como é possível obter essa conclusão. 3. Qual a importância das enzimas proteolíticas para o fruto? 6 REFERÊNCIAS FRANÇA-SANTOS, A.; ALVES, R. S.; LEITE, N. S.; FERNANDES, R. P. M. Estudos bioquímicos da enzima bromelina do Ananas comosus (abacaxi). Scientia Plena, v. 5, n. 111101, p. 1-6, 2009. Disponível em: <http://www.scientiaplena.org.br/sp_ v5_111101.pdf>. Aceso em: 08 mar. 2012. LIMA; S. L. T.; JESUS, M. B.; SOUSA, R. R. R.; OKAMOTO, A. K.; LIMA, R.; FRACETO, L. F. Estudo da Atividade Proteolítica de Enzimas Presentes em Frutos. Química Nova na Escola, n. 28, p. 47-49, mai. 2008. Disponível em: < http://qnesc. sbq.org.br/online/qnesc28/11-EEQ-6906.pdf>. Acesso em: 08 mar. 2012. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 36 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 37 PRÁTICA 9 - TEMÁTICA: ENZIMAS – CATALISADORES E INIBIDORES DE REAÇÃO QUÍMICA 1 INTRODUÇÃO A forma com que uma reação química ocorre é um dos aspectos que afeta a velocidade das reações. Desta maneira, ao se abordar o conteúdo de reações química, vem à tona o estudo dos chamados catalisadores, substâncias químicas responsáveis por acelerar a velocidade das reações (Figura 1), ao criar mecanismos de reação alternativos e com menor gasto energético e, sem serem consumidos nas reações químicas que participam (NOVAES, et al., 2013). A partir do exposto, a realização desta atividade prática visa observar a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio (solução 3% m/m – massa molar) na presença do tubérculo como catalisador. A atividade prática foi extraída do artigo intitulado, “Atividades Experimentais Simples para o Entendimento de Conceitos de Cinética Enzimática: Solanum tuberosum – Uma Alternativa Versátil”, cuja referência completa está disposta no item Referências. Figura 1: Velocidade de Reações Bioquímicas com e sem a presença de Enzima Fonte: Disponível em: <https://www.sobiologia.com.br/conteudos/quimica_vida/quimica11. php>. Acesso em: 15 fev. 2018. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 38 PARTE 1 – CÉLULA VEGETAL OBJETIVOS C. Compreender a importância das enzimas para o metabolismo biológico; D. Observar a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio (solução 3% m/m – massa molar) na presença do tubérculo como catalisador. E. Entender a importância da temperatura enquanto fator crucial, cuja variação acentuada pode resultar na desnaturação proteica. MATERIAIS • 3 béqueres de 300 mL; • Béquer de 500 mL; • Faca ou estilete; • Sistema para aquecimento de água (bico de Bunsen e tela de amianto/chapa aquecedora); • Batata inglesa; • 100 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 3% (10 volumes) (observação: o frasco tem que ser novo); • 250 mL de água destilada. PROCEDIMENTOS 1. Descasque uma batata e a corte em cubos de aproximadamente 1 cm3; 2. Em um béquer de 500 mL e com uma tela de amianto, aqueça 250 mL de água até esta atingir seu ponto de ebulição. Coloque 50% dos cubos na água fervente e deixe por 5-10 minutos; 3. Nos três béqueres de 300 mL, adicione volume suficiente de solução de H2O2, de modo a formar uma coluna de líquido de aproximadamente 5 cm de altura; 4. Adicione os cubos de batata mantidos em temperatura ambiente em um dos béqueres contendo a solução de H2O2; em um segundo béquer, os cubos que foram cozidos em água fervente; o terceiro béquer, contendo H2O2 exclusivamente, será tomado como referência/controle; 5. Observe e anote as transformações ocorridas nos três recipientes. PARTE 2: CÉLULA ANIMAL MATERIAIS • Um pedaço de fígado cru; • Um pedaço de fígado cozido;• Um frasco novo de 100 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 3% (10 volumes); Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 39 • 4 béqueres; • Suco de limão natural. PROCEDIMENTOS 1. Béquer 1: colocar um pedaço de fígado cru somente (controle). Posteriormente adicionar algumas gotas de suco de limão. Observar e anotar as modificações. Em seguida adicionar algumas gotas de peróxido de hidrogênio. Observar e anotar as modificações. 2. Béquer 2: colocar um pedaço de fígado cozido somente (controle). Posteriormente adicionar algumas gotas de suco de limão. Observar e anotar as modificações. Em seguida adicionar algumas gotas de peróxido de hidrogênio. Observar e anotar as modificações. 3. Béquer 3: colocar um pedaço de fígado cru e acrescentar algumas gotas suco de limão. Observar e anotar as modificações. Observar e anotar as modificações. Em seguida adicionar algumas gotas de peróxido de hidrogênio. Observar e anotar as modificações. 4. Béquer 4: colocar um pedaço de fígado cozido e acrescentar algumas gotas suco de limão. Observar e anotar as modificações. Observar e anotar as modificações. Em seguida adicionar algumas gotas de peróxido de hidrogênio. Observar e anotar as modificações. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Após a realização da prática é necessário descrever os resultados obtidos e discuti-los a partir dos questionamentos a seguir: 1. Em qual dos experimentos a reação ocorreu com maior velocidade? Existe alguma causa que justifique a diferença nas velocidades de reação? 2. O que ocorreu nos tubos contendo fígado cru, com adição do suco de limão natural e a posterior adição de peróxido de hidrogênio? 3. Por que o mesmo desprendimento gasoso é observado ao adicionar água oxigenada em ferimentos? REFERÊNCIAS MORAES, et al. Atividadades Experimentais Simples para o Entendimento de Conceitos de Cinética Enzimática: Solanum tuberosum – Uma Alternativa Versátil. Química Nova na Escola, v. 35, n. 1, p. 27-33, fev. 2013. SILVA, R. Catalase em ação, ou não! Disponível em: < http://www.pontociencia.org. br/experimentos/visualizar/catalase-em-acao-ou-nao/685>. Acesso em: 03 maio 2018. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 40 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 41 PRÁTICA 10 - TEMÁTICA: CARBOIDRATOS – CARACTERIZAÇÃO, IDENTIFICAÇÃO E PODER REDUTOR DE CARBOIDRATOS 1 INTRODUÇÃO Os carboidratos são moléculas grandes, compostas por unidades menores que são os monossacarídeos (OSES) ou açúcares simples. Eles podem ser identi- ficados através de reações qualitativas de coloração, reações baseadas no caráter redutor de alguns açúcares e reações próprias dos polissacarídeos. Pela ação de ácidos minerais diluídos e pelo calor, os carboidratos são transformados por perda de água dando origem ao furfural ou ao hidroximetil furfural. As aldopentoses e as pentoses formam o furfural, enquanto que as ceto- exoses, as aldoses e os polissacarídeos deles constituídos, formam hidroximetil- furfural. Furfural e hidroximetilfurfural têm a propriedade de formar produtos de condensação colorido com substâncias fenólicas. Por outro lado, diversos reativos são utilizados para demonstrar a pre- sença do grupo redutor em açúcares, justamente por possuírem grupo aldeídico livre, ou potencialmente livres ou grupo cetônico. São capazes de se oxidarem em soluções alcalinas de íons de determinados metais como o cobre, ferro, bismuto, mercúrio e prata. Todos os monossacarídeos comportam-se como açúcares redu- tores. Com alguns dissacarídeos, como a sacarose e a trealose, que não acontece por não possuírem grupo redutor livre, fato que também ocorre com a rafinose, trissacarídeo formado por galactose, glicose e frutose, combinados entre si de tal forma que os três grupos redutores dos monossacarídeos se encontram envolvi- dos na constituição da molécula maior através da ligação glicosídica. As macromoléculas polissacarídicas do tipo do amido possuem também poder redutor, dependendo do número de grupos terminais da molécula. 2 OBJETIVOS • Demonstrar a presença de carboidratos em solução. • Identificar o grupo cetose dos carboidratos. • Diferenciar as pentoses. • Verificar o poder redutor dos carboidratos. 3 MATERIAIS • Tubos de ensaio • Suporte para tubos de ensaio Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 42 • Suporte para pipetas • Pipetas de 1mL e de 2 mL. • Solução de frutose (0,1 M) • Solução de glicose (0,1 M) • Solução de sacarose (açúcar de mesa) (0,1 M) • Solução de amido (0,1 M) • Ácido sulfúrico • Reativo de Molisch (alfa-naftol 5% em etanol) • Reativo de Benedict • Lugol • Reativo de Fehling A • Reativo de Fehling B • Reativo de Seliwanoff • Orcinol 4 PROCEDIMENTOS A. Reação de Molisch (identificação da presença de carboidratos em uma solução): esta reação é utilizada para pesquisa de carboidratos em geral. O mecanismo da reação baseia-se na formação do furfural ou hidroximetilfurfural pela ação de um ácido forte sobre uma pentose ou hexose, respectivamente. Os compostos furfúricos reagem com o alfa-naftol formando um produto de condensação que tem coloração roxa – assim, nas amostras em que há a presença de carboidratos, forma-se uma zona de cor violeta na interface entre o reagente de Molisch e o ácido sulfúrico. Para realizar o teste de Molisch, siga os passos a seguir: 1. Pipetar 1 mL da solução a ser testada em um tubo de ensaio, identificando-o – água destilada (tubo de ensaio 1A, controle), frutose (tubo de ensaio 2A), glicose (tubo 3A), sacarose (tubo 4A) e amido (tubo 5A); 2. Adicionar 3 gotas do reagente de Molisch a cada um dos tubos de ensaio e homogeneizar as soluções; 3. Adicionar, cuidadosamente, 1 mL de ácido sulfúrico a cada uma das amostras; importante: nessa etapa, inclinar o tubo e deixar escorrer pela parede do tubo o ácido sulfúrico concentrado, de modo que os dois líquidos não se misturem; 4. Observar e anotar os resultados. B. Reação de Benedict (identificação de açúcares redutores): Reação para identificar carboidratos redutores. Nas estruturas cíclicas dos monossacarídeos os átomos de carbono anoméricos (C1 nas aldoses e C2 nas cetoses) são susceptíveis de oxidação por vários agentes oxidantes contendo íons cúpricos (Cu2+) devido a presença de grupos aldeidos ou cetonas livres ou potencialmente livres. Na reação de Benedict os íons cúpricos são reduzidos pela carbonila dos carboidratos a íons cuprosos formando óxido cuproso que tem cor vermelho tijolo (dessa Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 43 forma, açúcares redutores são caracterizados por apresentarem coloração tijolo após o teste de Bendict). Tal princípio é útil na análise de açúcares e, por muitos anos, foi utilizado na determinação dos níveis sanguíneos de glicose no sangue e na urina como diagnóstico da diabetes melito. Atualmente, há testes mais sensíveis para dosagem rápida da glicose, baseadas em ensaios enzimático (glicofita/glicose-oxidase) e que são muito mais práticos, por não exigirem a disponibilidade dos reagentes mencionados. Para realizar o teste de Benedict, siga os passos a seguir: 1. Pipetar 1 mL da solução a ser testada em um tubo de ensaio, identificando-o – água destilada (tubo de ensaio 1B, controle), frutose (tubo de ensaio 2B), glicose (tubo 3B), sacarose (tubo 4B) e amido (tubo 5B); 2. Adicionar 1 mL do reagente de Benedict a cada um dos tubos de ensaio e homogeneizar as soluções; 3. Aquecer as amostras em banho-maria fervente por cerca de 5 minutos; 4. Observar e anotar os resultados. C. Reação com lugol (identificação do amido): carboidratos de alta massa molar podem reagir com o iodo por meio de reações de complexação, formando complexos coloridos.Um exemplo clássico é a complexação da amilose e da amilopectina (dois componentes do amido) com o iodo, resultando em complexo azulado e avermelhado, respectivamente, possibilitando a identificação de amostras contendo amido. Por outro lado, carboidratos como a celulose, e mono e dissacarídeos não formam complexos com o iodo e não apresentam mudança de coloração. Para realizar o teste do lugol, siga os passos a seguir: 1. Pipetar 1 mL da solução a ser testada em um tubo de ensaio, identificando-o – água destilada (tubo de ensaio 1C, controle), frutose (tubo de ensaio 2C), glicose (tubo 3C), sacarose (tubo 4C) e amido (tubo 5C); 2. Adicionar 2 gotas de lugol a cada um dos tubos de ensaio e homogeneizar as soluções; 3. Aquecer brandamente as amostras, observando a liberação de vapor de iodo; 4. Observar e anotar os resultados. D. Reação de Seliwanoff (pesquisa de cetose): a reação se baseia na formação do furfural ou hidroximetilfurfural por ação do ácido clorídrico sobre as cetoses e na formação de um complexo colorido pela reação do composto formado com o resorcinol. 1. Pipetar 1 mL da solução a ser testada em um tubo de ensaio, identificando-o – água destilada (tubo de ensaio 1D, controle), frutose (tubo de ensaio 2D), glicose (tubo 3D), sacarose (tubo 4D) e amido (tubo 5D); 2. Adicionar 1 mL do reativo de Seliwanoff a cada amostra; 3. Aquecer diretamente na chama por alguns minutos – a reação positiva é indicada pelo aparecimento de cor vermelha (observação: o aquecimento, em banho-maria, a 80ºC, durante 10 minutos, aumenta a especificidade da reação). Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 44 E. Reação de Fehling (pesquisa de açúcar redutor): o reativo de Fehling é altamente alcalino e contém íons cúpricos, formando um complexo íon cúprico-tartarato de sódio e potássio. Nestas condições, o cobre é reduzido por ação de açúcares redutores, formando o óxido cuproso. 1. Em tubo de ensaio pipetar 2 mL de reativo de Fehling (1 mL de Fehling A + 1 mL de Fehling B); 2. Adicionar 2 mL de água e aquecer até a fervura e verificar se a solução permanece inalterada. 3. Em outros tubos de ensaio, pipetar 1 mL da solução a ser testada, identificando-os – água destilada (tubo de ensaio 1E, controle), frutose (tubo de ensaio 2E), glicose (tubo 3E), sacarose (tubo 4E) e amido (tubo 5E); 4. Adicionar 2 mL do regente de Fehling (1 mL de Fehling A + 1 mL Fehling B) a cada uma das amostras; 5. Aquecer até a fervura – a reação será positiva quando houver a formação de precipitado avermelhado do óxido cuproso. A imagem mostra o resultado de uma análise de solução de 3 tubos usando o Teste de Fehling (o tubo de meio que tinha a presença de aldeídos, adquiriu a cor de tijolo, devido a oxidação do aldeído e a redução do cobre e os outros dois tubos como só tinham água. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 45 F. Reação de Bial: a reação de Bial é um teste específico para as pentoses. 1. pipetar 1 mL da solução a ser testada em um tubo de ensaio, identificando-o – água destilada (tubo de ensaio 1F, controle), frutose (tubo de ensaio 2F), glicose (tubo 3F), sacarose (tubo 4F) e amido (tubo 5F); 2. adicionar 2 mL de reagente de orcinol – o aparecimento de solução ou precipitado vermelho indica presença de pentose. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1 Na reação de Benedict, comente o que você observou nos tubos de ensaio 1, 2 e 3. 2 Na reação de Molisch, os monossacarídeos presentes em solução são submetidos à ação de um forte agente desidratante (ácido sulfúrico concentrado) originando hidroximetilfurfurais e furfurais a partir de hexoses e pentoses, respectivamente. O que você observou no tubo de ensaio que foi submetido a reação de Molisch? Conceitue o termo “açúcar redutor”. 3 Na reação de Fehling o cobre presente em solução é reduzido pela ação de açúcares redutores. O que você observou no tubo 1 e no tubo 2? 4 A reação de Seliwanoff tem como objetivo identificar o grupo cetose nos carboidratos. O que aconteceu nesse experimento? Diferencie cetose de aldose. 5 Os monossacarídeos podem ser classificados de acordo com o número de átomos de carbono em: trioses, tetroses, pentoses e hexoses. A reação de Bial é um teste específico para as pentoses. O que aconteceu nesse experimento? Cite exemplos de pentoses. 6 REFERÊNCIAS Manual de aulas práticas de Ciências Moleculares e Celulares. Material impresso. Colaboradores: Profª Angela Maria Nolasco Monteiro – UNIC; Profº Antonio Roberto Rodrigues Abatepaulo – UNIASSELVI; Profº Cleverson Rodolfo Ferreira Duarte – UNOPAR; Profº Fábio André Miotto – UNIC; Profº Paulo Henrique Eufrazio de Oliveira – UNIME. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 46 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 47 PRÁTICA 11 - TEMÁTICA: ÁCIDOS NUCLEICOS – EXTRAÇÃO DO DNA DO MORANGO 1 INTRODUÇÃO O DNA foi, inicialmente, isolado e caracterizado por Friedrich Miescher em 1868. Ele chamou a substância contendo fósforo de “nucleína”. Até os anos de 1940, com o trabalho de Oswald T. Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty, não existia uma evidência convincente de que o DNA fosse o material genético. Avery e seus colegas descobriram que DNA extraído de uma linhagem virulenta (patogênica) da bactéria Streptococcus pneumoniae e injetado em uma linhagem não virulenta da mesma bactéria transformava a linhagem não virulenta em virulenta. Eles concluíram que o DNA da linhagem virulenta carregava a informação genética para virulência. Então, em 1952, experimentos de Alfred D. Hershey e Martha Chase, que estudaram a infecção de células bacterianas por um vírus (bacteriófago), com DNA ou proteína marcados radioativamente, acabaram qualquer dúvida remanescente de que o DNA, e não a proteína, portava a informação genética. Outra pista importante para a estrutura do DNA veio do trabalho de Erwin Chargaff e seus colegas no final dos anos de 1940. Eles descobriram que as quatro bases nucleotídicas do DNA eram encontradas em proporções diferentes nos DNAs de organismos diferentes e que as quantidades de certas bases estavam relacionadas (NELSON; COX, 2014). Os ácidos nucléicos são assim chamados por seu caráter ácido e por terem sido originalmente descobertos no núcleo das células. A partir da década de 1940, os ácidos nucleicos passaram a ser intensivamente estudados, pois se descobriu que eles formam os genes responsáveis pela herança biológica. Todos os seres vivos possuem na sua informação genética os ácidos nucléicos, DNA ou RNA, sendo que a maioria possui os dois tipos de ácidos no interior de suas células. Nesta aula prática iremos extrair o DNA do morango, portanto, um DNA de célula vegetal. 2 OBJETIVOS • Observar o aspecto da molécula de DNA. • Compreender a técnica de extração do DNA. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 48 3 MATERIAIS • Saco plástico (tipo ziplock) • Peneira • Béquer • Palito de churrasco • Morangos • Cloreto de sódio • Detergente • Etanol (gelado) • Água destilada (morna) 4 PROCEDIMENTOS 1. Coloque os morangos dentro do saco plástico, vede e amasse bem; 2. Depois de bem amassados, transfira o conteúdo do saco plástico para um béquer; 3. A esse béquer, adicione o cloreto de sódio, o detergente e cerca de 125 e 150 mL de água morna; 4. Misture os reagentes cuidadosamente, por cerca de 5 min; 5. Com o auxílio de uma peneira, coe essa mistura para um segundo béquer; 6. A essa solução, adicione cerca de 200 mL de etanol gelado (até observaro aparecimento de um precipitado, gelatinoso, no recipiente); 7. Deixe a mistura em repouso por alguns minutos, até observar a completa separação de fases; 8. Com o auxílio do palito de madeira, "pesque" o precipitado da mistura e transfira-o para um béquer. Observação: nem todo o material insolúvel (precipitado) pescado na etapa 8 é constituído pelo DNA. De fato, frutos como o morango e a banana, apresentam em sua composição altas quantidades de pectina, substância que é também extraída das células vegetais durante o procedimento descrito acima. Assim, o material coletado é na verdade uma mistura de pectina e de DNA. Para distinguir entre o DNA e a pectina é necessário observar com mais cuidado o precipitado: o DNA fica na parte inferior do precipitado (na fase alcóolica, mas logo acima da fase aquosa), se apresentando na forma de filamentos muito finos e emaranhados, com uma aspecto de nuvem; já a pectina se transfere na superfície da fase alcoólica, tendo um aspecto bastante gelatinoso, com o aparecimento de bolhas de ar no seu interior. Para a extração apenas do DNA, seria necessária uma nona etapa, com a adição da enzima pectinase, capaz de degradar a pectina, sobrando apenas o DNA (FURLAN et al., 2011). Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 49 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1 Qual o objetivo de macerar os morangos nesse experimento? 2 Qual a função dos reagentes cloreto de sódio, detergente e álcool durante o processo de extração do DNA do morango? 6 REFERÊNCIAS NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. SGRILLO, K. R. P. A. Roteiros de aulas práticas de bioquímica.2006. Disponível em: http://www.sgrillo.net/katia/roteiro_aulas_praticas.pdf. Acesso em: 3 jul. 2019. FURLAN, C. M; ALMEIDA, A. C.; RODRIGUES, C. D. N.; TANIGUSHI, D. G.; DOS SANTOS, D. Y. A. C.; MOTTA, L. B.; CHOW, F. Extração de DNA Vegetal: O que Estamos Realmente Ensinando em Sala de Aula? Química Nova na Escola, v. 33, n. 1. 2011. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc33_1/05-RSA6409.pdf Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 50 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 51 PRÁTICA 12 - TEMÁTICA: LIPÍDIOS – SOLUBILIDADE E INSATURAÇÃO EM LIPÍDIOS 1 INTRODUÇÃO Conforme Marzzoco e Torres (2010, p. 89), “os lipídios constituem uma classe de compostos com estrutura bastante variada, caracterizados por sua alta solubilidade em solventes orgânicos e por serem praticamente insolúveis em água”. Estes compostos são componentes essenciais de membranas de vegetais, animais e micro-organismos (CAMPBEL, 2000). Os ácidos graxos são os lipídios mias encontrados nos animais. Formados por ácidos carboxílicos e uma cadeia de hidrocarbonetos (Júnior, 2004), são clas- sificados em insaturados e saturados, em virtude de apresentarem ou não, duplas ligações em sua estrutura. Estas substâncias químicas são extremamente importantes à nossa ali- mentação, especialmente os ácidos graxos poliinsaturados (mais de uma ligação dupla em sua molécula), tais como os ácidos linoleico e alfa-linolênico, que dão origem, no nosso organismo, aos ácidos araquidônico e docosaexaenóico (Figu- ras 1, a e b). Estes últimos apresentam papéis importantes no desenvolvimento e funcionamento do cérebro e da retina. (MARTIN, et al., 2006). FIGURA 1 - FÓRMULAS QUÍMICAS DE ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS. LEGENDA: A – Ácido araquidônico; B: Ácido docosaexaenoico. Em virtude do que foi explanado, o objetivo desta atividade experimental é o de identificar a solubilidade de lipídios em diferentes meios, relacionando esta experimentação aos hábitos alimentares dos acadêmicos. 2 OBJETIVOS • Identificar e verificar a solubilidade de lipídios em diferentes meios. • Reconhecer a importância dos lipídios como fonte de energia e de reserva nos organismos; Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 52 • Diferenciar ácidos graxos saturados e insaturados; • Compreender a importância de uma alimentação saudável. 3 MATERIAIS • Tubos de ensaio; • Bico de Bunsen ou chapa aquecedora; • Óleo vegetal (girassol, soja ou milho); • Gordura animal (banha de porco); • Manteiga; • Água destilada; • Solução de hidróxido de sódio (0,5 M); • Solução de ácido clorídrico (0,5 M); • Éter etílico; • Lugol. 4 PROCEDIMENTOS Teste de solubilidade: 1. Colocar 1 mL de óleo vegetal em três tubos de ensaio, identificando-os (tubos 1 a 4); 2. Colocar 1 mL/1g de manteiga em três tubos de ensaio, identificando-os (tubos 5 a 8); 3. Colocar 1 mL/1g de gordura animal em três tubos de ensaio, identificando-os (tubos 9 a 12); 4. Adicionar 5 mL de água destilada aos tubos 1, 5 e 9; 5. Adicionar 5 mL de éter etílico aos tubos 2, 6 e 10; 6. Adicionar 5 mL de solução de hidróxido de sódio (0,5 M) aos tubos 3, 7 e 11; 7. Adicionar 5 mL de solução de ácido clorídrico de sódio (0,5 M) aos tubos 4, 8 e 12; 8. Agitar vigorosamente as amostras e deixar em repouso por cerca de 5 minutos; 9. Observar e anotar os resultados. Teste de insaturação: 1. Colocar 1 mL de óleo vegetal em um tubo de ensaio, identificando-o (tubo 1); 2. Colocar 1 mL/1g de manteiga em um tubo de ensaio, identificando-o (tubo 2); 3. Colocar 1 mL/1g de gordura animal em um tubo de ensaio, identificando-o (tubo 3); 4. Adicionar 3 gotas de lugol a cada um dos tubos de ensaio; 5. Agitar os tubos e aquecer em água fervente por cerca de 3 minutos; 6. Observar e anotar os resultados. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 53 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual a semelhança e a diferença entre óleos de gorduras? 2. O que foi observado nos testes de solubilidade? Explique 3. O que foi observado no teste de insaturação? Explique. 6 REFERÊNCIAS CAMPBELL, M. K. Bioquímica. Porto Alegre: Artmed Editora, 2000. FISPQ – Ficha de Informação de Segurança de Produto Químico. Disponível em: < http://www.bbquimica.com.br/bbq/produtos/content/hidroxido_sodio.pdf>. Acesso em: 29 mar. 2012. IDENTIFICAÇÃO DE LIPÍDIOS. Aula prática. Disponível em: < http://pt.scribd. com/doc/68879675/AULA-PRATICA-PROJETO>. Acesso em: 15 mar. 2012. JÚNIOR, L. F. S. Lipídios. Disponível em: <http://www.dqi.ufms.br/~lp4/ Lipidios.pdf>. Acesso em: 15 mar. 2012. MARTIN, C. A.; ALMEIDA, V. V.; RUIZ, M. R.; VISENTAINER, J. E. L.; MATSHUSHITA, M.; SOUZA, N. E.; VISENTAINER, J. V. Ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 e ômega-6: importância e ocorrência em alimentos. Rev.Nutr, v. 19, n. 6, p. 761-770, nov/dez, 2006. MARZZOCO, A. TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 54 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 55 PRÁTICA 13 - TEMÁTICA: LIPÍDIOS - SAPONIFICAÇÃO DE LIPÍDEOS 1 INTRODUÇÃO Os lipídeos biológicos são um grupo de compostos quimicamente diversos, cuja característica em comum que os define, é a insolubilidade em água. As funções biológicas dos lipídeos são tão diversas quanto a sua química. Gorduras e óleos são as principais formas de armazenamento de energia em muitos organismos. Os fosfolipídios e os esteróis são os principais elementos estruturais das membranas biológicas. Outros lipídeos, embora presentes em quantidades relativamente pequenas, desempenham papéis cruciais como cofatores enzimáticos, transportadores de elétrons, pigmentos fotossensíveis, âncoras hidrofóbicas para proteínas, chaperonas para auxiliar no enovelamento de proteínas de membrana, agentes emulsificantes no trato digestivo, hormônios e mensageirosintracelulares (NELSON; COX, 2014). Os lipídeos mais simples construídos a partir de ácidos graxos são os triacilgliceróis, também chamados de triglicerídeos, gorduras ou gorduras neutras. Os triacilgliceróis são compostos por três ácidos graxos, cada um em ligação éster com uma molécula de glicerol. Aqueles que contêm o mesmo tipo de ácido graxo em todas as três posições são chamados de triacilgliceróis simples, e sua nomenclatura é derivada do ácido graxo que contêm. A maioria dos triacilgliceróis de ocorrência natural é mista, pois contém dois ou três ácidos graxos diferentes. Os lipídeos têm densidades específicas mais baixas do que a água, o que explica por que as misturas de óleo e água (por exemplo, tempero de salada com azeite e vinagre) têm duas fases: o óleo, com densidade específica mais baixa, flutua sobre a fase aquosa (NELSON; COX, 2014). 2 OBJETIVOS • Compreender as propriedades dos triacilgliceróis e como elas influenciam sua solubilidade. • Analisar a composição dos triacilgliceróis por meio de reações de saponificação e precipitação. 3 MATERIAIS • Filtro de papel • Béqueres de 50 mL • Tubos de ensaio • Placa de petri • Funil Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 56 • Bastão de vidro • Proveta • Chapa aquecedora • Ovo • Óleo vegetal (soja) • Solução de ácido acético (5 M) • Acetona • Solução de hidróxido de sódio (50% v/v) 4 PROCEDIMENTOS Essa prática pode ser realizada pela extração de lipídios do ovo, mas também pelo uso de óleo vegetais, dependendo da disponibilidade (é possível também utilizar as duas fontes – lipídios do ovo e de óleos – a fim de comparação). Extração de lipídios do ovo: 1. Quebrar o ovo de modo a separar a clara, cuidando para não romper a membrana que envolve a gema, transferindo-a para um béquer (a gema pode ser descartada); 2. Transferir cerca de 10 mL da gema do ovo (utilizando uma proveta) para um outro béquer; 3. A este béquer adicionar cerca de 15 mL de acetona; 4. Com o bastão de vidro homogeneizar a mistura até perceber a aglutinação do material. 5. Filtrar essa mistura utilizando o funil e o filtro de papel (para facilitar, antes de filtrar a mistura, molhe com cerca de 4 mL de acetona o filtro); 6. Transferir o material filtrado para uma placa de petri; 7. Aquecer a placa de petri com o filtrado até a completa evaporação da acetona. Reação de saponificação Etapa para os lipídios extraídos do ovo: 1. Coletar o material seco da placa de petri (da etapa anterior – extração dos lipídios do ovo) e transferi-lo para um tubo de ensaio; 2. Adicionar cerca de 5 mL da solução de hidróxido de sódio ao tubo de ensaio; 3. Aquecer o tubo de ensaio com a mistura a cerca de 90 ºC, por 30 minutos; 4. Observar e anotar os resultados. Etapa para o óleo vegetal: 1. Transferir cerca de 1 ml do óleo vegetal para um tubo de ensaio; 2. Refazer etapas 2 a 4 do procedimento descrito para os lipídios extraídos do ovo. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 57 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1. O que foi verificado no processo de saponificação? 2. Como acontece o mecanismo da reação de saponificação? 3. Como você pode explicar o processo de solubilização dos lipídios. 6 REFERÊNCIAS NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. SGRILLO, K. R. P. A. Roteiros de aulas práticas de bioquímica.2006. Disponível em: http://www.sgrillo.net/katia/roteiro_aulas_praticas.pdf. Acesso em: 3 jul. 2019. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 58 Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 59 PRÁTICA 14 - TEMÁTICA: METABOLISMO – DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE ÁCIDO ASCÓRBICO 1 INTRODUÇÃO O ácido ascórbico (vitamina C) atua como doador de elétrons em reações enzimáticas e químicas. Ele é necessário para, pelo menos, oito sistemas enzimá- ticos isolados, entre os quais procolágeno-prolina-dioxigenase, procolágeno-lisi- na-dioxigenase, dopamina oxidase, entre outros. Nestes casos ele pode atuar cap- tando espécies oxidantes reativas ou reduzindo o íon férrico. Sua principal função é atuar na hidroxilação do colágeno, uma proteína fibrosa que dá resistência aos ossos, dentes, tendões e paredes dos vasos sanguíneos. Resíduos de prolina no colágeno são hidroxilados a hidroxiprolina, neces- sário para manter a estrutura correta do colágeno. A hidroxilação é catalisada pela enzima prolil-4-hidroxilase. Na catálise o Fe+2 passa a Fe+3 e o ascorbato é neces- sário para reduzir novamente o Fe+3 a Fe+2 e iniciar um novo ciclo de catálise. O ácido ascórbico é também um poderoso antioxidante, sendo usado para transfor- mar radicais livres de oxigênio em formas inertes. Em plantas, encontra-se em al- tas concentrações e atua na desintoxicação do peróxido de hidrogênio. A enzima ascorbato peroxidase catalisa a redução do peróxido de hidrogênio a água, usando o ascorbato como agente redutor (PETKOWICZ, 2007). O ácido ascórbico é facilmente oxidado, sendo o fator de maior influência à pressão parcial do O2. Outros fatores são: pH, temperatura, exposição à luz. Há vários métodos de dosagem do ácido ascórbico baseados em seu poder redutor. Como o método de titulação com 2,6 dicloroindofenol (DCIP), um corante indicador de oxirredução que, na forma oxidada, em meio ácido, tem a cor rósea, e na forma reduzida é incolor. Este indicador é reduzido pelo ácido ascórbico. A reação é realizada em meio ácido para evitar a auto-oxidação do ácido ascórbico em pH elevado (PETKOWICZ, 2007). Outro método é o da titulação com o iodo (iodometria), utilizando como indicador uma solução de amido. Neste método, áci- do ascórbico é utilizado para reduzir o iodo a iodeto, enquanto que o iodo oxida o ácido ascórbico a ácido dehidroascórbico. Como o amido é conhecido por formar um complexo com o iodo, mudando de cor (passando a ter uma coloração azul intensa), ele é utilizado como indicador para constatar o ponto em que o iodo, por estar em excesso, passa a não mais oxidar o ácido ascórbico, mas sim a reagir com o amido, indicando a concentração do ácido ascórbico em solução. 2 OBJETIVO • Avaliar o teor e ácido ascórbico (vitamina C) em suco de laranja e tabletes de vitamina C comerciais. Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 60 3 MATERIAS • Bureta • Erlenmeyer • Bastão de vidro • Suco de laranja comercial. • Tablete de ácido ascórbico. • Água destilada. • Solução de amido (1% m/v). • Solução de iodo (0,05 M) 4 PROCEDIMENTOS Determinação do teor de ácido ascórbico em suco de laranja: 1. Diluir 20 mL de suco de laranja comercial com 20 mL de água destilada; 2. Separar 10 mL da solução de água e suco de laranja e acrescentar 1 mL da solução de amido; 3. Titular a mistura com a solução de iodo, até observar o ponto de viragem (quando a solução passa a ficar azulada); 4. Anotar o volume da solução de iodo utilizada, para realizar os cálculos posteriormente; 5. Ferver por cerca de 5 min 10 mL da solução de água e suco de laranja; 6. Acrescentar 1 mL da solução de amido a essa solução fervida; 7. Repetir os passos 3 e 4. Determinação do teor de ácido ascórbico em tabletes efervescentes: • Diluir o tablete de ácido ascórbico em água destilada, de maneira a ter 0,3 mg/ mL, partindo da concentração estabelecida na bula; • acrescentar 1 mL da solução de amido; • Titular a mistura com a solução de iodo, até observar o ponto de viragem (quando a solução passa a ficar azulada); • Anotar o volume da solução de iodo utilizada, para realizar os cálculos posteriormente. 5 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 1 Explique o que é umatitulação 2 Por que a dosagem de ácido ascórbico no suco fervido difere daquela realizada sem este tratamento? 3 Por que os alimentos que contém vitamina C não são vendidos em embala- gens transparentes? Manual de práticas da disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo 61 REFERÊNCIAS NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. PETKOWICZ, C. L. O. Bioquímica: aulas práticas. 7. ed. Curitiba: UFPR, 2007. SGRILLO, K. R. P. A. Roteiros de aulas práticas de bioquímica. 2006. Disponível em: http://www.sgrillo.net/katia/roteiro_aulas_praticas.pdf. Acesso em: 7 jul. 2019.