Efeito combinado de alta pressão e temperatura na actividade da enzima peroxidase

Abstract

O objectivo do presente trabalho consistiu no estudo do efeito combinado de pressão e temperatura, a pH 7,5, na actividade da enzima peroxidase (POD). Assim, foi estudado o efeito da pressão e temperatura nos parâmetros cinéticos, Vmáx e KM da POD, calculados por dois modelos, Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk, para os substratos fenol e peróxido de hidrogénio. Foram usadas gamas de pressões e temperaturas entre 50 e 500 MPa e 6 a 45 ºC, respectivamente. Verificou-se que nesta gama de temperaturas e pressão a enzima não é inactivada, pelo que os resultados observados se devem apenas ao efeito da pressão e temperatura na actividade catalítica da enzima. Foi verificado para os dois substratos que para temperaturas baixas geralmente a pressão aumenta a actividade da enzima em relação à pressão atmosférica. Todavia aplicando temperaturas mais elevadas foi verificado o contrário, os valores de actividade determinados às diferente pressões são sempre inferiores aos obtidos à pressão atmosférica. Foi verificada uma diminuição gradual da actividade da enzima com a pressão aplicada (para pressões acima de 50/100 MPa), indicando assim uma inibição desta pela pressão, comprovado pelos respectivos valores positivos do volume de activação (Va) determinados às diferentes temperaturas. Através do estudo realizado com a variação da temperatura foi possível calcular a energia de activação (Ea) para as diferentes pressões aplicadas onde se verifica que esta aumenta com o aumento da pressão. Com aplicação de um modelo termodinâmico foi possível modelizar o efeito combinado da pressão e temperatura, no Vmáx e KM da POD, permitindo a determinação de curvas de iso-actividade em função da pressão e temperatura.

ABSTRACT: The aim of this work was to study the combined effect of pressure and temperature, at pH 7,5, on peroxidase (POD) activity. Thus the effect of pressure and temperature on the kinetics constants, Vmax e KM calculated by two models, Michaelis-Menten and Lineweaver-Burk, for the substrates phenol and hydrogen peroxide was studied. Pressure and temperature ranges between 50 to 500 MPa and 6 to 45 ºC, respectively were studied. In this ranges POD was verified to be not inactivated, indicating that the results observed were only caused by pressure and temperature effects on the enzyme catalytic activity. Generally, it was found for the two substrates, that at the lower temperatures, the pressure increases the enzyme activity relatively at the atmospheric pressure, while an opposite effect was verified for the higher temperatures. It was observed that with the pressure application there was a gradual decrease in the enzyme activity (up to 50/500 MPa), indicating a pressure inhibition, which was evidenced by the positive activation volumes (Va) determined. Increasing the temperature in the range studied increased the activity, with activation energies (Ea) that increased with pressure increment. Using a thermodynamic model it was possible to model the effect of pressure and temperature on Vmax e KM, allowing the determination of iso-activity curves as a function of pressure and temperature.