Questão 8 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2011

2º dia · Biologia

Duas enzimas, M e N, agem sobre o mesmo substrato e têm sua atividade influenciada pelo pH, conforme indica o gráfico abaixo.

Gráfico de atividade enzimática em função do pH. O eixo vertical, “Atividade enzimática”, vai de 0 a 10, com marcações a cada 2 unidades; o eixo horizontal, “pH”, vai de 0 a 12, com marcações a cada 2 unidades. A legenda identifica a enzima M por uma linha fina e a enzima N por uma linha grossa. A curva da enzima M começa com atividade próxima de 7,5 em pH 0, atinge um máximo próximo de 9,5 em pH 2 e decresce até zero em pH 6. A curva da enzima N começa próxima de zero em pH 4, atinge um máximo próximo de 8 em pH 8 e decresce até ficar próxima de zero entre pH 10 e 12. As curvas se cruzam aproximadamente em pH 5.

Utilizando as Tabelas I e II impressas na folha de respostas, esquematize um experimento para verificar a influência de diferentes temperaturas, entre 20\ ^\circ\text{C} e 60\ ^\circ\text{C}, na atividade dessas enzimas.

a) Complete a Tabela I, indicando, para cada um dos seis tubos–teste:
i. valor do pH;
ii. ausência (-) ou presença de enzima (M e/ou N);
iii. ausência (-) ou presença (+) de substrato;
iv. valor da temperatura.

b) Para verificar se os resultados observados nos tubos–teste são devidos à ação enzimática ou, exclusivamente, ao efeito da temperatura, indique como deve ser o controle do experimento, completando a Tabela II, de acordo com as instruções do item a.

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Resolução comentada

a) Para testar só a temperatura, cada enzima deve trabalhar no seu pH ótimo, que se lê no gráfico: a enzima M tem máximo em \text{pH}\ 2 e a enzima N, em \text{pH}\ 8. Só a temperatura pode variar. O pH, a quantidade de substrato e a de enzima ficam constantes.

São seis tubos, três para cada enzima, com três temperaturas dentro do intervalo 20\ ^\circ\text{C} a 60\ ^\circ\text{C}, por exemplo 20, 40 e 60\ ^\circ\text{C}. Todos têm substrato.

Tabela I:

Tubo pH Enzima Substrato Temperatura
1 2 M + 20\ ^\circ\text{C}
2 2 M + 40\ ^\circ\text{C}
3 2 M + 60\ ^\circ\text{C}
4 8 N + 20\ ^\circ\text{C}
5 8 N + 40\ ^\circ\text{C}
6 8 N + 60\ ^\circ\text{C}

Depois mede-se a atividade enzimática em cada tubo, por exemplo pelo consumo do substrato ou pela formação do produto.

Tubos 1 a 3: pH 2, enzima M, substrato (+), 20, 40 e 60\ ^\circ\text{C}. Tubos 4 a 6: pH 8, enzima N, substrato (+), 20, 40 e 60\ ^\circ\text{C}.

b) O controle tem o mesmo desenho do experimento, mas sem enzima. Assim, qualquer alteração do substrato nesses tubos se deve só à temperatura. Se o substrato só desaparecer nos tubos com enzima, a causa é a ação enzimática.

Tabela II (controle, mesmos seis tubos, sem enzima):

Tubo pH Enzima Substrato Temperatura
1 2 - + 20\ ^\circ\text{C}
2 2 - + 40\ ^\circ\text{C}
3 2 - + 60\ ^\circ\text{C}
4 8 - + 20\ ^\circ\text{C}
5 8 - + 40\ ^\circ\text{C}
6 8 - + 60\ ^\circ\text{C}

Controle: seis tubos com substrato (+), sem enzima (-), nos pH 2 (três tubos) e pH 8 (três tubos), nas temperaturas 20, 40 e 60\ ^\circ\text{C}.

Assuntos: enzimas, pH e temperatura, controle experimental.

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