Enzimi (15736)

Gli enzimi

Obiettivi dell’esperienza

Uno degli obiettivi di questa esperienza è stato quello di capire il concetto di enzima e di tutto ciò che ne riguardi la struttura e le funzioni. Ulteriori obiettivi sono stati osservare alcuni enzimi, come l’enzima catalasi, bromelina e ptialina.

Apparecchiature, strumenti ed elementi utilizzati

Per osservare gli enzimi, l’esperienza è stata suddivisa in tre parti:

La prima parte riguarda lo studio e l’osservazione della catalasi, la seconda parte la bromelina e la terza parte la ptialina.

1° parte

Elementi utilizzati:

• Una patata;
• Fegato di pollo;
• Cuore di pollo;
• Provette e porta provette;
• Acqua ossigenata (H2O2) con diverse concentrazioni (al 3% e al 7,2%);
• MnO2 (biossido di manganese, catalizzatore chimico);
• Stuzzicadenti;
• Un accendino.

2° parte

Elementi utilizzati:

• Gelatina da cucina;
• Ananas fresco;
• Ananas in scatola;
• Capsule Petri;
• Un fornello da laboratorio;
• Un becher;
• Una bacchetta di vetro.

3° parte

Elementi utilizzati:

• Saliva;
• Amido;
• Reattivo di Lugol;
• Provette.

Prerequisiti

Gli enzimi hanno la funzione catalizzatrice, cioè sono capaci di aumentare la velocità delle reazioni biologiche e chimiche, ma non partecipandovi.

La loro caratteristica principale è la specificità, cioè che ogni enzima caratterizza la molecola e catalizza la reazione chimica.

Gli enzimi sono eteroproteine, cioè formati da un gruppo proteico (apoenzima) e da un gruppo non proteico (coenzima).

Gli enzimi hanno diverse funzioni:

• Funzione plastica, forma i tessuti e ripara quelli già esistenti.
• Funzione regolatrice, regola le reazioni metaboliche.
• Funzione energetica, le proteine che sono in eccesso l’organismo le utilizza come energia.

Modalità di esecuzione

Prima parte: la catalasi

Per introdurre la catalasi, abbiamo utilizzato dell’acqua ossigenata (H2O2) e del biossido di manganese (MnO2), che è un catalizzatore chimico.

L’H2O2, se si lascia all’aperto, si decompone in H2O + O2.

Se uniamo H2O2 + MnO2 potremo notare che la boccetta si riscalda (esotermica) e il contenuto diventa effervescente.

Dopo questa breve anteprima, prendiamo quattro provette: in una inseriamo un pezzo di patata intero (provetta 1), in un’altra un pezzo di patata reso a poltiglia (provetta 2), in un’altra ancora un pezzetto di fegato di pollo (provetta 3) e, infine, nell’ultima provetta inseriamo un pezzetto di cuore di pollo (provetta 4). In ciascun elemento è presente la catalasi, un enzima molto diffuso.

In ogni provetta mettiamo acqua ossigenata a sufficienza e notiamo una reazione:

• Provetta 1: la reazione avviene lentamente (la più lenta delle quattro provette);
• Provetta 2: la reazione avviene con rapidità;
• Provetta 3: la reazione avviene con molta rapidità (la più veloce delle quattro provette);
• Provetta 4: la reazione avviene più lentamente rispetto al fegato.

In seguito all’osservazione di queste reazioni prendiamo due pezzetti di fegato e li inseriamo in due provette; in una inseriamo dell’acqua ossigenata concentrata al 3% e nell’altra dell’acqua ossigenata concentrata al 7,2%. Successivamente bruciamo la punta di uno stuzzicadenti e appena la fiamma si spegne lo avviciniamo alla prima provetta e notiamo che la fiamma dello stuzzicadenti si ravviva e procediamo allo stesso modo con la seconda provetta.

Nella 2° provetta la fiamma si ravviva con più facilità!

Dimostrazione della termolabilità della catalasi della patata

Per iniziare pestiamo una patata e la mettiamo in una provetta aggiungendovi dell’acqua distillata.

Dopo aver fatto questo la riscaldiamo in un fornello, ci aggiungiamo l’acqua ossigenata e vediamo che non si sviluppa ossigeno e non c’è effervescenza.

Infatti, mettendo a bollire la patata, gli enzimi catalasi sono stati distrutti e, dunque, l’effervescenza non si è sviluppata.

Termolabile = a una certa temperatura l’enzima si distrugge.

Seconda parte: la bromelina

In questa parte dell’esperienza abbiamo utilizzato l’ananas, in cui è presente la bromelina, l’enzima che scinde i legami proteolitici.

Dopo aver ammorbidito la gelatina nell’acqua distillata, abbiamo preparato tre capsule:

• 1° capsula: gelatina + una fetta di ananas fresco
• 2° capsula: gelatina + una fetta di ananas fresco cotto con il fornellino
• 3° capsula: gelatina + ananas in scatola

Se è presente l’enzima, la gelatina resta liquida, se invece l’enzima non c’è la gelatina si solidifica.

• 1° capsula: la gelatina non si solidifica
• 2° capsula: la gelatina si solidifica
• 3° capsula: la gelatina si solidifica

Terza parte: la ptialina

L’enzima ptialina (amilasi salivare) scinde l’amido.

L’amido (amilosio + amilopectina) è una macromolecola composta da lunghe catene formate da monosaccaridi. Esso si riconosce con il reattivo di Lugol.

In quest’ultima parte dell’esperienza abbiamo utilizzato due provette:

• 1° provetta: amido + Lugol
• 2° provetta: amido + saliva

La prima provetta è stata utilizzata solo per osservare come l’amido, reagendo con il reattivo di Lugol, diventa blu; nella soluzione della seconda provetta c’è la ptialina e, in presenza di Lugol, la soluzione resta incolore, poiché l’enzima ptialina ha scisso l’amido.

Conclusione

Ogni parte dell’esperienza è andata a gonfie vele! Gli esperimenti sono stati divertenti e coinvolgenti e le reazioni sono state chiare e interessanti.