Efeito do pH na atividade enzimática
Depois de uma refeição, o bolo alimentar passa da boca (pH perto de 7) para o estômago (pH perto de 2). A amilase da saliva, que começou a digerir o amido, deixa de funcionar quase de imediato. E a pepsina, que digere proteínas no estômago, ficaria inativa na boca. Porquê? Vais perceber que o pH não é um pormenor: decide se uma enzima trabalha ou não.
O que é o pH e porque afeta as enzimas
O pH mede a acidez de um meio: abaixo de 7 o meio é ácido, em 7 é neutro e acima de 7 é básico. Quanto mais baixo o pH, maior é a concentração de iões $\text{H}^+$.
As enzimas são proteínas. A sua forma tridimensional depende de ligações entre as cadeias laterais dos aminoácidos, muitas delas cargas elétricas. Os iões $\text{H}^+$ e $\text{OH}^-$ do meio alteram essas cargas, e por isso a forma da proteína muda, incluindo a do centro ativo, onde se encaixa o substrato.
Se o centro ativo muda de forma, o substrato deixa de encaixar bem e a velocidade inicial da reação diminui. Num pH muito afastado do ideal, a proteína desnatura-se e perde a atividade.
A pepsina atua no estômago, onde o pH é muito ácido (cerca de 2), e a amilase salivar atua na boca, onde o pH é próximo de 7. No gráfico representam-se as curvas de…
A pepsina atua no estômago, onde o pH é muito ácido (cerca de 2), e a amilase salivar atua na boca, onde o pH é próximo de 7. No gráfico representam-se as curvas de atividade das duas enzimas em função do pH, identificadas apenas como enzima A e enzima B.
- a) Indica qual das curvas corresponde à pepsina e qual corresponde à amilase salivar, justificando com os valores de pH dos meios em que cada enzima atua.
- b) Indica, aproximadamente, o pH ótimo de cada enzima.
- c) Explica o que acontece à amilase salivar quando o bolo alimentar chega ao estômago e por que razão a digestão química do amido praticamente cessa nesse órgão.
- d) Explica, referindo a estrutura tridimensional da enzima e o seu centro ativo, por que razão variações de pH alteram a atividade enzimática.
A curva de atividade e cada enzima no seu meio
Se medires a atividade de uma enzima em vários valores de pH, obténs uma curva em forma de sino: sobe até ao pH ótimo e depois desce.
Cada enzima está adaptada ao meio onde atua:
| Enzima | Onde atua | pH do meio | pH ótimo |
|---|---|---|---|
| Pepsina | Estômago | cerca de 2 | cerca de 2 |
| Amilase salivar | Boca | cerca de 7 | cerca de 7 |
| Tripsina | Intestino delgado | ligeiramente básico (cerca de 8) | cerca de 8 |
Repara que o pH ótimo coincide com o pH do meio onde a enzima atua. Essa coincidência é o resultado da adaptação de cada enzima ao seu ambiente.
Interpretar uma atividade experimental
Num trabalho laboratorial testa-se o efeito do pH mantendo tudo o resto igual. Os tubos usam soluções tampão, que mantêm o pH constante durante a experiência.
-
Variável independente (a que o experimentador altera): o pH.
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Variável dependente (a que se mede): por exemplo, o tempo que a reação demora, ou a quantidade de produto formado.
-
Variáveis controladas: temperatura, quantidade de enzima, quantidade de substrato e volume.
Quando a medida é o tempo, a relação é inversa: quanto menor o tempo, maior a velocidade da reação. Se não há alteração de forma nenhuma (por exemplo, o leite nunca fica transparente), a enzima não está a atuar.
A tripsina é uma enzima produzida pelo pâncreas que digere proteínas no intestino. Num trabalho laboratorial, um grupo preparou cinco tubos de ensaio com a mesma…
A tripsina é uma enzima produzida pelo pâncreas que digere proteínas no intestino. Num trabalho laboratorial, um grupo preparou cinco tubos de ensaio com a mesma quantidade de solução de tripsina e de leite (que contém a proteína caseína, responsável pelo seu aspeto turvo) e ajustou cada tubo para um pH diferente, usando soluções tampão. Registou-se o tempo necessário para o leite ficar transparente, sinal de que a caseína foi digerida.
| pH do tubo | 2 | 5 | 7 | 9 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|
| Tempo até ficar transparente (min) | sem digestão | 35 | 10 | 6 | 28 |
- a) Indica o pH ótimo aproximado da tripsina nestas condições, explicando a relação entre o tempo registado e a velocidade da reação.
- b) Explica por que razão não se pode afirmar que o pH ótimo é exatamente 9 e descreve que medições adicionais farias para o determinar com maior precisão.
- c) Identifica duas variáveis que foi necessário controlar nesta experiência para que a comparação entre os tubos fosse válida.
- d) Explica por que razão se usaram soluções tampão para ajustar o pH dos tubos.