Título da Prática: Screening de Produção de Enzimas

Título da Prática: Screening de Produção de Enzimas

1- Explique o que são enzimas e cite exemplos.

As enzimas são proteínas que catalisam reações químicas as quais ocorrem em seres vivos. Elas aceleram a velocidade das reações, o que contribui para o metabolismo. Sem as enzimas, muitas reações seriam extremamente lentas. Durante a reação, as enzimas não mudam sua composição e também não são consumidas. Assim, elas podem participar várias vezes do mesmo tipo de reação, em um intervalo de tempo pequeno. Quase todas as reações do metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Um exemplo da atividade das enzimas ocorre no processo de digestão. Graças à ação das enzimas digestivas, as moléculas dos alimentos são quebradas em substâncias mais simples.

2- Explique a diferença entre as enzimas lipases, proteases, amilases e celulases, com relação ao substrato e tipo de revelador.

A lipase é uma enzima digestiva produzida principalmente no pâncreas e tem como função quebrar a gordura da alimentação em moléculas menores, para que assim possam ser absorvidas pelo intestino. Além do pâncreas, a boca e o estômago também produzem um pouco de lipase para facilitar a digestão.

Proteases são enzimas que quebram ligações peptídicas entre os aminoácidos das proteínas. O processo é chamado de clivagem proteolítica, um mecanismo comum de ativação ou inativação de enzimas envolvido principalmente na digestão e na coagulação sanguínea. Como uma molécula de água é utilizada no processo, as proteases são classificadas como hidrolases.

As enzimas são proteínas que catalisam reações químicas as quais ocorrem em seres vivos. Elas aceleram a velocidade das reações, o que contribui para o metabolismo. Sem as enzimas, muitas reações seriam extremamente lentas. Durante a reação, as enzimas não mudam sua composição e também não são consumidas. Assim, elas podem participar várias vezes do mesmo tipo de reação, em um intervalo de tempo pequeno. Quase todas as reações do metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Um exemplo da atividade das enzimas ocorre no processo de digestão. Graças à ação das enzimas digestivas, as moléculas dos alimentos são quebradas em substâncias mais simples.

A celulase é uma enzima hidrolítica que realiza a hidrólise da celulose em moléculas de glicose livre. A celulose é um componente da parede celular vegetal muito resistente à hidrólise, e por tanto à digestão. A celulose está formada por um polímero de unidades de glicose unidas mediante ligações glicosídicas tipo β-1,4. As plantas contêm entre 35 e 50% de celulose. A celulase atua quebrando estas ligações β-1,4glicosídicos da celulose transformando-a em glicose livre. A amilase é uma enzima produzida pelo pâncreas e pelas glândulas salivares, que atua na digestão do amido e do glicogênio contidos nos alimentos. Geralmente, o teste de amilase sérica é utilizado para ajudar a fazer o diagnóstico de doenças no pâncreas, como pancreatite aguda, por exemplo, ou outros problemas que possam alterar o funcionamento deste órgão, sendo normalmente solicitadas juntamente com a dosagem da lipase.

3- Quais as vantagens de se utilizar catalisadores biológicos ao invés de catalisadores químicos?

As enzimas são biocatalisadores, pois atuam em sistemas vivos acelerando as reações bioquímicas. Uma das principais vantagens das enzimas é a alto régio e enantiosseletividade que elas possuem, pois devido ao mecanismo chave-fechadura, as enzimas catalisam um único tipo de substrato ou uma determinada classe de moléculas semelhantes. Com a alta capacidade de seletividade, o produto desejado é obtido de maneira mais pura, sem muitos subprodutos, o que diminui o custo de produção, já que muitas vezes não é necessário um processo de purificação de produtos. Além disso, as enzimas atuam em condições mais amenas de temperaturas e pressões, em relação aos catalisadores químicos, o que provoca uma diminuição no consumo energético total do processo. Porém, as reações químicas ocorrem muito mais rápidas em relação às reações enzimáticas, o que torna o processo químico ainda muito utilizado industrialmente.

4- Cite pelo menos três aplicações industriais das lipases.

Na indústria de alimentos, as lipases são utilizadas principalmente para a obtenção de ácidos graxos insaturados, os quais promovem aroma e sabor, sendo aditivos com importante função nas características organolépticas do produto e na sua digestibilidade. São utilizadas também na maturação de queijos e modificação de manteigas, com diminuição do seu teor calórico. Na panificação, aumentam o tempo de prateleira dos produtos.

As lipases podem também ser usadas para melhorar o aroma de bebidas e na retirada de gorduras de produtos à base carne e peixe.

As lipases são utilizadas, juntamente com proteases, amilases e celulases, na formulação de produtos de limpeza, para a remoção de manchas de gordura e sujeira de utensílios domésticos.

A utilização de lipases na indústria farmacêutica deve-se principalmente à enantiosseletividade exibida por estas enzimas.

A resolução de misturas racêmicas permite a obtenção de produtos opticamente puros, o que é extremamente vantajoso já que, em muitos casos, normalmente apenas um dos enantiômeros apresenta atividade terapêutica. Como exemplo, pode-se citar o ácido 2-fenil-propanóico, utilizado na síntese de drogas antiflamatórias não esteróides (Ibuprofeno). A forma (S)-Ibuprofeno presente na mistura racêmica do fármaco é 160 vezes mais ativa que seu antípoda na inibição da síntese de prostaglandinas.

5- Cite pelo menos três aplicações industriais das proteases.

Aplicação industrial na coagulação do leite existem quatro tipos de moléculas de caseína, alfa-s1, alfa-s2, beta e kappa. As caseínas alfa e beta são proteínas hidrofóbicas que