AEB - Missão Centenário

Experimento: EFEITO DA MICROGRAVIDADE NA CINÉTICA DAS ENZIMAS

DADOS TÉCNICOS

Área do conhecimento: Biotecnologia

Instituição: Centro Universitário da Faculdade de Engenharia Industrial (FEI)

Estado: São Paulo

Equipe: Alessandro La Neve
Adriana Célia Lucarini
Luís Fernando Peffi Ferreira
Renato Marques de Barros
Marco Antônio Assis de Melo

Propósito do Projeto:

Estudar o efeito da microgravidade na cinética das enzimas lípase, lípase imobilizada e invertase, que tem grande uso na indústria química, de alimentos e farmacêutica. Foi desenvolvido um minilaboratório de bordo, para permitir reações enzimáticas à temperatura e tempos controlados. O estudo da cinética enzimática é fundamental para a compreensão do mecanismo de ação das enzimas dentro e fora das células, e para o projeto de biorreatores enzimáticos industriais e biosensores.

Entrevista - Alessandro La Neve, coordenador

PERGUNTAS

RESPOSTAS

1. Qual a importância de estudar enzimas em microgravidade?

O estudo enzimático realizado em ambiente de microgravidade tem como objetivos:

a) Contribuir para a geração de conhecimento tecnocientífico na área de Biotecnologia, podendo os resultados obtidos elucidar questões relativas aos mecanismos de reação, fenômenos de transporte de massa e calor, estabilidade das enzimas, dentre outros aspectos;

b) Averiguar expectativas de mecanismos diferentes de reação em comparação às mesmas reações bioquímicas realizadas em solo;

c) Ser uma ferramenta para a melhor compreensão de fenômenos bioquímicos;

d) Contribuir para a otimização de processos enzimáticos, ou seja, melhorar o desempenho de processos que utilizam enzimas com o intuito de obter menores tempos de processo, menor uso de catalisadores, maior produção de produtos de interesse comercial.

O uso de enzimas é fundamental em processos da indústria alimentícia, farmacêutica, de química fina e meio ambiente.

2. Como funciona o experimento?

Este experimento consta de três séries de experimentos onde serão testadas as cinéticas de três enzimas (invertase, lípase e lípase imobilizada) em cinco concentrações diferentes de cada respectivo substrato. A enzima invertase será testada em cinco concentrações diferentes de sacarose. A enzima lípase livre e imobilizada serão testadas em cinco concentrações diferentes de emulsão água-óleo de oliva. O objetivo de todos os experimentos é medir a velocidade de reação enzimática. Por isso o tempo de reação é fixado e após este tempo as reações param pelo aquecimento a 90º C. As amostras devem retornar ao solo para análise em laboratório.

3. O que são biorreatores enzimáticos e biossensores?

Os biorreatores enzimáticos são equipamentos que podem ser utilizados tanto em escala de laboratório, na pesquisa, como em escala industrial, na produção de produtos de interesse comercial. Servem para que ocorra o contato em condições controladas (pH, temperatura, pressão, concentrações) da matéria-prima com o biocatalisador (enzimas ou células) e esta seja transformada atravé de reações bioquímicas em produtos. Estes equipamentos podem ter volumes que variam de 1 a 1000 litros e podem ser controlados e automatizados.

Os biossensores são eletrodos/equipamentos de pequenas dimensões utilizados para a monitoração e controle de determinados parâmetros bioquímicos, tais como: glicose, oxigênio, DNA, colesterol, etc. São utilizados na instrumentação clínica (análises clínicas), na instrumentação de biorreatores e também ambiental, para detecção de contaminantes.

4. Qual o resultado esperado?

Levantar os dados de velocidade da reação em função das concentrações testadas e verificar a influência da microgravidade nos parâmetros cinéticos da reação.

GLOSSÁRIO

ENZIMA

1. Quim: proteína com propriedades catalíticas específicas. Proteínas enzimáticas ou enzimas são aquelas que desempenham papel fundamental nos seres vivos (...) e controlam praticamente todas as reações químicas celulares.

As enzimas diminuem a energia de ativação necessária à maioria das reações biológicas. (Do dicionário Aurélio e do livro Fundamentos da Biologia Moderna)

CATALISADOR

Na definição dos químicos, é uma substância que participa de uma reação química, aumentando sua velocidade.

Todas as reações metabólicas só ocorrem na presença de enzimas específicas. As moléculas enzimaticas participam da reação, mas não são consumidas ou modificadas no processo. Por esse motivo, são chamadas catalisadores biológicos. (Do livro Fundamentos da Biologia Moderna).

Confira abaixo algumas imagens relacionadas ao experimento: