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UESB - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA.

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATAS.

DISCIPLINA: BIOQUÍMICA.

DOCENTE: Profa. Dra . LUZIA PANDO.

Catalase: Inibição Enzimática

Sayonara Caribé.

Emanuela Mota.

Dandara Caldas.

Gessica Costa.

Silvana Costa.

Jequié-Bahia

Maio/2014

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I - Introdução

A atividade enzimática pode ser afetada pela presença de moléculas que funcionam como

inibidores enzimáticos. A inibição enzimática pode assumir dois aspectos, sendo uma

inibição reversível quando o inibidor dissocia-se rapidamente da enzima, ou inibição

irreversível, quando o inibidor combina-se permanentemente com a enzima, inativando,

ou mesmo destruindo-a. O gás cianídrico e grande número de pesticidas, como o DDT,

são inibidores irreversíveis de enzimas intervenientes na respiração e daí o perigo da sua

utilização. Tais inibidores são pois “venenos metabólicos”. 

A inibição reversível pode ser competitiva ou não competitiva: Inibição competitiva –

ocorre quando um composto estruturalmente semelhante ao substrato, mas resistente à

ação enzimática, existe em concentração mais elevada que a do substrato. Este inibidor

liga-se ao centro ativo da enzima, impedindo a ligação do verdadeiro substrato. Pelo

inverso este efeito diminui quando a concentração de substrato aumenta. Assim, o

substrato e o inibidor competem pelo centro ativo. A inibição competitiva depende, pois,

da relação entre a concentração do inibidor e a concentração do substrato. O inibidor não

tem estrutura semelhante à do substrato e forma com a enzima um complexo enzima-

inibidor, num local da superfície, diferente do centro ativo. Este inibidor provoca uma

alteração na estrutura globular da enzima, modificando a conformação do centro ativo,

deixando a enzima de ficar ativa. O inibidor e o substrato não competem pela ocupação

do centro ativo, dependendo apenas da concentração do inibidor. 

Muitos inibidores são substâncias celulares que regulam a atividade enzimática

combinando-se reversivelmente com enzima. Assim, o produto de uma reação enzimática

pode controlar a atividade de outra enzima, especialmente em casos de sequências de

reações enzimáticas muito comuns no metabolismo. Quando o produto final é formado em

excesso, as respectivas moléculas vão inibir a primeira enzima da cadeia enzimática,

provocando a paragem da sequência de reações, sendo retomada logo que pare de haver

excesso do produto final. Muitos fármacos utilizados em quimioterapia desempenham

uma ação terapêutica atuando precisamente como inibidores.

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II – Objetivo

Verificar a atividade de catalase na presença e ausência de um íon metálico.

Diferenciar inibição competitiva e não competitiva.

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III – Metodologia

Materiais

Banho de gelo;

Liquidificador;

Becker;

Pipetas;

Peneira.

Reagentes

Solução de CuSO4 20%;

Peróxido de hidrogênio;

Batatinha

Procedimento

PARTE A: PREPARO DAS SOLUÇÕES

1. Cortou-se a batata em pequenos pedaços e bateu no liquidificador com 250 ml

de água destilada, até triturar bem.

2. Em seguida, colocou-se 10 ml de peróxido de hidrogênio em um becker.

PARTE B: INIBIÇÃO DA CATALASE

Presente também na batata, a catalase é uma enzima que acelera a transformação

do peróxido de hidrogênio (água oxigenada, H2O2) em água e oxigênio. Essa

reação pode ser observada pela liberação do oxigênio, na forma de pequenas

bolhas de gás:

2H2O2 (aq) + catalase → 2H2O + O2 (g)

1. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido em um becker e adicionou 2,5 mL da

suspensão obtida de batata. Agitou a mistura durante 10 minutos e observou

durante o processo.

2. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido em um copo e adicionou 2,5 mL da

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solução de sulfato de cobre. Agitar bem e em seguida acrescentou 2,5 mL da

solução de batata. Novamente agitou, observando a mistura.

3. No mesmo tubo, foi adicionadas novamente 5 mL da solução de peróxido de

hidrogênio. A solução foi novamente agitada e observou os resultados.

4. Colocou-se 5 mL da solução de peróxido de hidrogênio em um becker e 2,5 mL

da suspensão de batata em outro. Deixou em banho de gelo por 20 minutos e,

então colocou a solução de batata no mesmo copo da solução de peróxido. A

solução foi agitada e colocada novamente no banho de gelo. A mistura foi

observada por 10 minutos nessas condições.

5. Os resultados obtidos nos experimentos foram comparados.

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IV – Resultados e discursão

Experimento 01

Notou-se na solução de catalase a presença de bolhas de gás e espuma. O que

significa que a enzima está ativa e houve uma reação competitiva.

Quando a catalase entra em contato com o peróxido de hidrogênio, acaba

transformando esse peróxido de hidrogênio (H2O2) em água (H2O) e gás oxigênio

(O2). A catalase faz isso de maneira extremamente eficiente, com até 200 mil

reações por segundo.

Reação:

2H2O2 (aq) + catalase → 2H2O + O2 (g)

Experimento 02

Não apresentou reações, pois o sulfato inibiu a ação da catalase. Mostrando assim

ser um inibidor não-competitivo.

Os inibidores não-competitivos podem ligar-se à enzima e ao substrato ao mesmo

tempo, ou seja, nunca se ligam ao sítio ativo. Quer o complexo E-I, quer o

complexo E-I-S, são enzimaticamente inativos. Tanto o Km aparente como o Vmax

mudam neste caso, pois o inibidor não pode ser desligado da enzima por aumento

da concentração de substrato (em contraste com o que acontece na inibição

competitiva). 

Experimento 03

Não ocorreu reação, pois a concentração de substrato não altera a ação do

inibidor, portanto, houve uma reação de inibição não competitiva.

Experimento 04

Observou-se que o segundo experimento liberou oxigênio mais rapidamente que o

primeiro, pois o poder de catalase é maior em condições de baixa temperatura. A

catalase decompõe muito mais moléculas de peróxido de hidrogênio em baixa

temperatura.

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V- Conclusão

Foi possível observar a partir da análise das reações que a catalase acelera a

velocidade da transformação de peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e

oxigênio. 

Ao misturar peróxido à solução de batata, observou-se que houve a liberação de

bolhas, caracterizando a saída de oxigênio da solução. Na presença de inibidores

não competitivos como o sulfato de cobre, a ação enzimática é quase nula. Ao

resfriar a reação, sua velocidade aumentou em relação a temperatura ambiente. 

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VI – Referências

1. ATKINS, P. JONES L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o

meio ambiente. 1ª edição. Porto Alegre: Bookman, 2001.

2. Campbell, Mary K. Bioquímica. 2ª edição, ARTMED Editora, Porto Alegre, 2000.

Fatores que afetam a enzima. Disponível em: www.sobiologia.com/quimica 

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VII – Anexos

1- Qual o tipo de inibição observada?

A inibição não-competitiva. Nela, o indicador não-competitivo liga-se a um sítio

diferente do que liga o substrato. Quando o inibidor está ligado, tendo ou não

substrato, a enzima fica inativa e o inibidor diminui a V. máxima aparente,

abaixando a concentração da enzima ativa.

2- De quais fatores dependem o grau de inibição causada por um inibidor

competitivo?

O grau de inibição depende das concentrações relativas do inibidor competitivo e

do ligante habitual, bem como a afinidade da proteína pelos dois.

3- O grau de inibição competitiva aumenta ou diminui quando a concentração

de substrato aumenta e do inibidor fica constante?

No tipo de inibição em discussão as hipérboles tendem a encontrar-se quando a

concentração de substrato aumenta, ou seja, o V max não é afetado e o grau de

inibição diminui quando a concentração de substrato aumenta.

Este tipo de inibição diz-se competitiva pois que, para uma dada concentração de

inibidor, o grau de inibição é sempre mais marcado em ensaios com baixas

concentrações de substrato que com altas concentrações de substrato.

Aumentando a concentração de substrato pode ser possível anular (Vmax é

invariante) ou, pelo menos, diminuir o grau de inibição: o substrato e o inibidor

parecem ter afinidade para um mesmo “sítio ativo” na enzima e competirem na

ligação a esse “sítio ativo”. Se o substrato e I forem estruturalmente semelhantes

esta ideia fica reforçada.

4- Quando da presença de um inibidor não-competitivo parece ocorrer uma

quantidade maior ou menor de enzima em sua relação? Por que?

Os inibidores não competitivos atuam diminuindo o V max aparente e o grau de

inibição é invariante com a concentração de substrato. A hipérbole S representa v0

versus [S] na ausência de inibidor e a hipérbole S+I, v0 versus [S] na presença de

uma determinada concentração do inibidor I. Vmax e Vmax’ representam

respetivamente o Vmax observável na ausência e presença do inibidor. Na presença

do inibidor o valor de V max diminui mas o valor de Km não se modifica.

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