scheda didattica

SCHEDA DIDATTICA / IDEE PER INSEGNARE / ENZIMI
Ora tocca a te
a cura di
VINCENZO GUARNIERI
DOMANDE E ATTIVITÀ
SCIENZA E SOCIETÀ
1. La warfarina è una molecola di sintesi analoga alla vitamina K.
Quando viene ingerita provoca un’azione anticoagulante.
Grazie a questa proprietà è impiegata come veleno per topi, dal
momento che è in grado di provocare emorragie interne letali.
È inoltre utilizzata come farmaco anticoagulante per pazienti che
devono tenere sotto controllo la coagulazione del sangue, come
quelli colpiti da trombosi alle coronarie. Dopo una ricerca in
biblioteca o su Internet, prova a spiegare quali sono le ragioni
chimiche e cinetiche dell’effetto anticoagulante di questa
molecola.
Anche se in alcuni casi e in piccolissime concentrazioni sono
essenziali per la vita, i metalli pesanti rappresentano una delle
forme di inquinamento più pericolose con cui si deve
confrontare la società moderna. Dalla rivoluzione industriale in
avanti, con l’intensificarsi delle attività minerarie e metallurgiche,
si è assistito ad una sempre maggiore dispersione di questi
metalli nell’ambiente con conseguente accumulo negli
organismi, esseri umani compresi. Gli effetti negativi sono
molteplici. Per esempio metalli come mercurio, argento o rame
hanno la capacità di legarsi stabilmente con i gruppi sulfidrilici
(-SH) delle catene proteiche, provocando di conseguenza
un’inibizione irreversibile nei confronti degli enzimi e dunque un
effetto sul metabolismo. Prova a ricercare le ragioni molecolari
alla base di tale fenomeno. Prova inoltre a immaginare in quale
modo sarebbe possibile risolvere i problemi relativi alla presenza
dei metalli pesanti, dalla prevenzione alla cura. Come ridurne la
concentrazione nell’ambiente? Come ridurne l’esposizione e
l’accumulo nel nostro corpo? E come eventualmente
disintossicarsi riducendone gli effetti metabolici?
2. Per rendere più morbidi e “vissuti” i blue jeans si può
effettuare un trattamento che ne degrada lievemente le fibre e
rilascia una parte del colorante a esse legato. Tradizionalmente
questa procedura avviene ponendo il tessuto in grosse
centrifughe con la presenza di pietra pomice.
È per questa ragione che il jeans di questo tipo viene chiamato
“stonewashed”. Oggi è possibile ottenere lo stesso effetto con
un maggior grado di controllo del processo attraverso l’impiego
di un enzima, la cellulasi. Questa macromolecola catalizza la
reazione di degradazione della cellulosa, il maggior componente
delle fibre di cotone. In questo caso il tessuto viene trattato con
l’enzima a una temperatura di 45-55 °C e pH 6-8 per il tempo
necessario a raggiungere l’effetto desiderato.
Se il trattamento avvenisse per errore a 25 °C ci vorrebbe più
tempo o meno tempo per ottenere lo stesso grado di
“scolorimento”? Perché?
E se ci si accorgesse subito dell’errore e si alzasse la
temperatura al valore corretto, il processo andrebbe alla giusta
velocità? Se invece si sbagliasse portando la temperatura a
200°C che cosa succederebbe alla velocità di degradazione
della cellulosa? Si potrebbe rimediare all’errore raffreddando
velocemente oppure no? Per quale ragione?
SCRIVERE DI SCIENZA
In questa animazione di Ted-Ed link.pearson.it/7C1CB59, il
meccanismo di reazione tra due molecole viene paragonato a
uno scontro tra due persone, dal quale nasce una relazione
sentimentale. Prova a immaginare altre situazioni o aspetti della
vita reale che possono ricordare il meccanismo di
funzionamento dei catalizzatori e degli enzimi in particolare. Un
suggerimento: ricordati che i catalizzatori hanno a che fare con
concetti per noi molto familiari in ambiti non necessariamente
chimici come velocità, regolazione, prodotto, ecc. Altro
suggerimento: per far comprendere meglio una nuova scoperta
scientifica si è sempre fatto uso di metafore con la vita
quotidiana. Pensa al modello “chiave-serratura” per descrivere la
specificità degli enzimi con i loro substrati o a concetti come
quello di “via” metabolica.
Sulla base degli elementi che hai immaginato prova a scrivere il
soggetto di un’ipotetica animazione utile a far comprendere
meglio che cosa siano gli enzimi.