Exercícios: Efeito da temperatura

Num laboratório escolar, um grupo de alunos do 12.º ano mediu a atividade da amilase salivar a diferentes temperaturas, mantendo constantes o pH (cerca de 7) e as concentrações de enzima e de substrato. Os resultados, expressos em percentagem da atividade máxima, estão representados no gráfico.

1. a) Indica, aproximadamente, a temperatura ótima da amilase salivar e justifica a tua leitura do gráfico.
2. b) Explica por que razão a atividade aumenta entre $0\ \text{°C}$ e a temperatura ótima, referindo a energia cinética das moléculas e o número de colisões eficazes entre a enzima e o substrato.
3. c) Explica o que acontece à enzima quando a temperatura sobe muito acima da temperatura ótima, usando o termo desnaturação, e explica por que razão esse processo é, em geral, irreversível.
4. d) Nas fontes termais da ilha de São Miguel, nos Açores, vivem bactérias em águas que rondam os $70\ \text{°C}$. Prevê, justificando, como será a curva de atividade em função da temperatura de uma enzima dessas bactérias, comparando-a com a da amilase salivar.

Para estudar o efeito da temperatura na atividade da catalase, um grupo preparou tubos de ensaio com a mesma quantidade de extrato de fígado de frango e de peróxido de hidrogénio (água oxigenada) e mediu a velocidade inicial da reação a várias temperaturas. Os resultados estão na tabela.

Temperatura (°C)	5	15	25	35	45	55
Velocidade inicial (u.a.)	8	16	32	60	40	10

1. a) Representa os dados num gráfico no teu caderno (velocidade inicial em função da temperatura) e indica, aproximadamente, a temperatura ótima da catalase nestas condições.
2. b) Calcula o fator de aumento da velocidade quando a temperatura sobe de $5\ \text{°C}$ para $15\ \text{°C}$ e de $15\ \text{°C}$ para $25\ \text{°C}$. O que concluis quanto ao efeito de um aumento de $10\ \text{°C}$ na velocidade da reação, neste intervalo de temperaturas?
3. c) Explica por que razão a velocidade a $55\ \text{°C}$ é inferior à registada a $35\ \text{°C}$, apesar de a quantidade de enzima ser a mesma nos dois tubos.
4. d) Explica por que razão, nestas experiências, se mede a velocidade inicial da reação e não a velocidade decorridos vários minutos.

Uma empresa de detergentes testou três enzimas (A, B e C), produzidas por microrganismos diferentes, para remover nódoas de gordura da roupa. A tabela apresenta a temperatura ótima de cada enzima e o intervalo de temperaturas em que ela mantém, pelo menos, metade da sua atividade máxima.

Enzima	Temperatura ótima (°C)	Intervalo com atividade ≥ 50 % (°C)
A	30	20-40
B	45	30-60
C	75	60-90

1. a) Indica qual das enzimas é mais adequada para um detergente de máquina de lavar roupa usado em programas a $40\ \text{°C}$ e justifica a tua escolha.
2. b) Indica qual das enzimas poderá ser útil num processo industrial que decorre a $80\ \text{°C}$, justificando com os dados da tabela.
3. c) As enzimas usadas em processos a altas temperaturas obtêm-se, em geral, de microrganismos que vivem naturalmente em ambientes muito quentes, como as fontes termais. Explica por que razão as enzimas desses microrganismos são estáveis ao calor e qual a vantagem económica de as usar na indústria.
4. d) Os detergentes que contêm enzimas não devem ser usados em água muito quente. Explica porquê, relacionando a tua resposta com a estrutura das enzimas.