GLI ENZIMI DI AIUTANO A DIGERIRE IL CIBO

GLI ENZIMI DI AIUTANO A DIGERIRE IL CIBO
Il cibo che noi assumiamo contiene diversi tipi di molecole tra le quali due tipi di zuccheri: i monosaccaridi e
i disaccaridi. La frutta, per esempio, contiene monosaccaridi (glucosio e fruttosio) e disaccaridi (saccarosio).
Domanda: quale è la differenza tra un monosaccaride ed un disaccaride?
I monosaccaridi contenuti nel cibo che mangiamo sono assorbiti dall’intestino e trasportati tramite la
circolazione sanguigna alle cellule del corpo. Nelle cellule gli zuccheri sono utilizzati per produrre energia.
Ogni disaccaride deve essere tagliato o digerito in monosaccaridi prima di potere essere assorbito
dall’intestino.
Domanda: Quali monosaccaridi sono prodotti dalla digestione del saccarosio?
La digestione del lattosio nei monosaccaridi glucosio e galattosio avviene con estrema lentezza a meno ché
non interviene l’enzima a catalizzare, ovvero aumentare, la velocità della reazione. L’enzima che accelera la
digestione del lattosio è la LATTASI.
La lattasi e molti altri enzimi sono proteine. I reagenti che si legano all'enzima prendono il nome di
"substrato". Ogni enzima ha un “sito attivo” al quale si lega la molecola di substrato. Ad esempio il lattosio
(substrato) lega il sito attivo della lattasi. Gli enzimi sono altamente selettivi, ovvero grazie ad essi i reagenti
seguono una sola reazione chimica tra le tante reazioni chimiche possibili. E’ interessante notare che il
nome dell’enzima “lattasi” deriva dall’aggiunta del suffisso “asi” al nome del substrato lattosio.
Un enzima ha il compito di accelerare la reazione che converte il substrato/substrati in prodotto/prodotti.
Dopo che i prodotti sono rilasciati dall’enzima, lo stesso ritorna nel suo stato originario e può legare
un’altra molecola di substrato. In questo modo l’enzima può essere riutilizzato molte volte. Ad esempio una
molecola di lattassi può accelerare la digestione di molte molecole di lattosio.
L’equazione seguente mostra la digestione del lattosio:
LATTASI
LATTOSIO GLUCOSIO + GALATTOSIO
* Usa la lettera “E” per indicare l’enzima, la lettera “S” per indicare il substrato e la lettera “P” per indicare
i prodotti.
MATERIALI NECESSARI:
 Sciogliere 5g di lattosio in 200ml di acqua. Sono necessari 15 ml di lattosio per ogni gruppo di studenti
 Sciogliere 5g di saccarosio (zucchero) in 200ml di acqua. Sono necessari 5 ml di saccarosio per ogni
gruppo di studenti
 10 ml di latte per ogni gruppo
 Lattasi (2500U/g): Sono necessari 3ml di lattasi per gruppo
 5 Strip per la lettura del glucosio nelle urine
 5 Tubi da 12 ml
 Becker
 Agitatore magnetico e magnete
 Portaprovette
 Pipette
ESPERIMENTO 1: IL LATTOSIO PUÒ ESSERE DIGERITO SENZA ALCUN ENZIMA?
Per capire se la lattasi è necessaria per la digestione del lattosio, verificheremo se il lattosio può essere
trasformato in molecole di glucosio e galattosio in due condizioni differenti: 1) senza enzima
2) con l’enzima lattasi
Per prima cosa prova a prevedere cosa accadrà. Per ogni colonna seleziona l’equazione che meglio descrive
cosa tu pensi che accadrà:
REAZIONE SENZA ENZIMA
REAZIONE CON LATTASI
LATTOSIO GALATTOSIO+GLUCOSIO
LATTOSIO GALATTOSIO+GLUCOSIO
LATTOSIO LATTOSIO (non si produce glucosio)
LATTOSIO LATTOSIO (non si produce glucosio)
Per verificare quale delle due predizione è corretta utilizzeremo delle “test strip per glucosio” per verificare
se il glucosio è stato prodotto durante la reazione.
Protocollo:
1. Prepara in un tubo una soluzione con 5ml di lattosio e segnalo con il numero “1”
2. Prepara in un tubo una soluzione con 5ml di lattosio e 1ml di lattasi e segnalo con il numero “2”
3. Mescolare le due soluzioni
4. Aspettare 3’ per permettere la digestione del lattosio in galattosio e glucosio
5. Nel frattempo prepara le due strips per glucosio dove testare le due reazioni
6. Passati 3’ immergi una striscia in ogni soluzione, elimina la soluzione in eccesso
7. Aspetta il tempo necessario (circa 2’) e controlla di che colore è la strip
REAZIONE SENZA ENZIMA
REAZIONE CON LATTASI
Colore della test strip per
glucosio
La strip ha cambiato colore?
conclusione
 NON si è prodotto
glucosio
 Si è prodotto un po’ di
glucosio
 NON si è prodotto
glucosio
 Si è prodotto un po’ di
glucosio
Interpretazione dei risultati:
 Il lattosio è stato digerito quando NON si aggiunge la lattasi alla reazione?
 Il lattosio è stato digerito quando si aggiunge la lattasi alla reazione?
 Il risultato conferma la tua ipotesi?
o Se si, quale è la conclusione di questo esperimento?
o Se no, quale pensi che sia la ragione per cui la tua predizione non è stata corretta?
 Nel secondo tubo (“2”) ci sono circa 2500 molecole di lattosio per ogni lattasi. Come può una
singola molecola di enzima lattasi digerire così tante molecole di substrato lattasi?
ESPERIMENTO 2: LO STESSO ENZIMA PUÒ DIGERIRE SIA IL LATTOSIO CHE IL SACCAROSIO?
Per rispondere a questo quesito utilizzeremo i risultati del primo esperimento per disegnare un test in
grado di verificare se la lattasi può digerire il disaccaride saccarosio.
Per questo esperimento hai bisogno della stessa attrezzatura utilizzata nel primo esperimento e di una
soluzione di saccarosio.
Prova a disegnare l’esperimento e a preparare una tabella per registrare i tuoi risultati
Interpretazione dei risultati:
 La lattasi ha digerito il saccarosio? Come fai a saperlo?
 Lo stesso enzima (lattasi) ha digerito sia il lattosio che il saccarosio?
_____SI _____NO
(Questo risultato ti permette di dimostrare che gli enzimi sono specifici. Ciò vuol dire che gli enzimi
possono agire solo su un tipo di substrato. Per esempio la lattasi può digerire il lattosio ma non altri
tipi di disaccaridi)
 Quale parte dell’enzima è responsabile della sua specificità?
 Quale è, secondo te, il nome dell’enzima che digerisce il saccarosio?
 Completa la seguente equazione con il nome dell’enzima e i prodotti della reazione:
Saccarosio
ESPERIMENTO 3: PER LA DIGESTIONE DEL LATTE E’ NECESSARIA LA LATTASI?
Alcune persone hanno difficoltà a digerire il latte poiché il loro corpo non produce l’enzima necessario per
la digestione degli zuccheri presenti nel latte.
Prova a disegnare un esperimento che ti permetta di valutare se la lattasi è necessaria per la digestione del
latte. Per questo esperimento hai bisogno della stessa attrezzatura utilizzata nel primo e nel secondo
esperimento e di un po’ di latte.
Prova a disegnare l’esperimento e a preparare una tabella per registrare i tuoi risultati
Interpretazione dei risultati:
 La lattasi è necessaria per la digestione del latte? Come fai a saperlo?
 Immagina che le cellule di un individuo non producano lattasi. Cosa pensi che accadrebbe alle
molecole di lattosio presenti nel latte che la persone beve?
 Elenca alcuni cibi che possono causare intolleranza al lattosio in pazienti con carenza di lattasi
 Come pensi che sia prodotto il latte privo di lattosio?
 Pensi che il latte privo di lattosio contenga glucosio? ___SI ___NO
Se si, come è prodotto il glucosio che si trova in questo tipo di latte?
 Il latte contiene molti altri tipi di nutrienti oltre al lattosio. La tabella sottostante mostra due tipi di
molecole e ioni contenuti nel latte. Gli enzimi sono necessari per trasformare molecole grandi (ad
es. disaccaridi) in molecole più piccole (ad es. monosaccaridi) che possono essere assorbiti
dall’intestino e trasportati tramite la circolazione sanguigna alle cellule. Le molecole più piccole
possono essere trasportate nel sangue senza essere digerite da enzimi. Completa la seconda
colonna della tabella con le informazioni che hai avuto:
molecola o ione
Calcio (Ca2+)
Proteine
Acqua (H20)
Gli enzimi sono necessari per la digestione della
molecola/ione in tabella? Se si, che tipo di molecole si
producono?