Actividad Enzimatica, Algunos Factores Que Afectan La Actividad Enzimatica 1p64s

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO, FACULTAD CIENCIAS BÁSICAS, PROGRAMA DE BIOLOGIA, LABORATORIO DE BIOLOGIA GENERAL. PRACTICA # 4

ACTIVIDAD ENZIMATICA, ALGUNOS FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA ELIANA MARIA JURADO HOYOS, LEIDY JULIETH CASTILLO B. RESUMEN: Las enzimas son de gran importancia para el funcionamiento del metabolismo de un organismo. Estas son encargadas de acelerar o de contribuir de una u otra forma en las reacciones químicas como desdoblar moléculas más grandes. Al realizar la práctica, se reconoció la manera de extraer esas enzimas, y de conocer qué factores afectaban la actividad de las mismas. Posteriormente mediante la práctica se comprueba el funcionamiento de la enzima, y se comprueba también como se inhibe el funcionamiento de la misma. Además de esto, se evidencia como el tiempo que se demora una reacción puede mejorar la calidad y el desarrollo de la misma, ya que al ver si una enzima tiene más tiempo para actuar, tendrá un mejor desempeño en su labor como catalizador. Por otra parte la concentración de la enzima también afecta el producto final de la reacción, ya que puede ser directa o inversamente proporcional a la velocidad de la misma. Finalmente se concluye que las enzimas tienen una

actividad que se puede ver afectada por diferentes factores tales como la temperatura, la concentración de la enzima y el tiempo de acción de la misma. PALABRAS CLAVES: Enzima, sacarasa, sacarosa.

actividad amilasa,

enzimática, almidón,

INTRODUCCION: Las enzimas son proteínas que funcionan como catalizadores bilógicos. Cada célula y cada tejido tienen su actividad propia, lo que comporta continuos cambios en su estado bioquímico, en la base de la cual están las enzimas, que tienen el poder de catalizar, facilitar, y agilizar determinados procesos sintéticos y analíticos. Los propios genes son reguladores de la producción de las enzimas; por tanto, genes y enzimas pueden considerados como las unidades fundamentales de la vida. Por otro lado las enzimas se clasifican de acuerdo a su complejidad las cuales pueden simples las cuales están formadas por una o más cadenas polipeptídicas o conjugadas que contiene un grupo no proteico enlazado a la cadena polipeptídica estando conformada por la apoenzima que es la parte polipeptídica de la enzima y el cofactor que es la parte no proteica y la unión de estos dos últimos forman la holoenzima. (Kimball, 1986).

Las enzimas poseen varias características en este aspecto tiene una gran influencia los factores externos que permiten que se den. Las enzimas se inactivan por el calor esto sucede ya que por ser proteínas pueden desnaturalizarse completamente si se someten a temperaturas altas, otra de las características es que las enzimas funcionan más eficientemente, a ciertas temperaturas optimas, es decir, a ciertas temperaturas las enzimas realizan una actividad catalizadora, de tal manera que permiten la continuación de la reacción catalizada a la mayor velocidad. A temperaturas por encima o por debajo de la temperatura óptima para la actividad de la enzima esta disminuye o se detiene. De esta manera la enzima trabaja con mayor eficiencia a una temperatura de 37ºC (Baker, 1972). Cada enzima funciona de una manera más efectiva a cierta temperatura y pH y, como consecuencia, su actividad disminuye cuando alcanza valores por encima o por debajo de dichos puntos. Los enlaces de hidrogeno son fácilmente destruidos por el aumento de la temperatura lo cual, a su vez, puede perjudicar la estructura terciaria de la enzima que son de gran importancia para la unión con el sustrato. Los cambios de pH alteran el estado de ionización de los aminoácidos con carga eléctrica.

De esta manera las enzimas además de que necesitan ciertas condiciones ambientales, como la temperatura adecuada, el pH, de la concentración de la enzima que aumenta la velocidad enzimática hacia cierto límite, la concentración del sustrato se obtiene la velocidad máxima. También necesitan de la presencia de otras ciertas sustancias antes de poder actuar; un ejemplo claro es la amilasa salivar solo podrá actuar sobre la amilasa si están presentes iones de cloro (Kimball, 1986). Por último las enzimas son de gran importancia es todos los aspectos de los organismos vivos pues nos dan la facilidad de acelerar o facilitar las reacciones que se producen en el interior del organismo y teniendo grandes propiedades como el ser reutilizable. Las enzimas ayudan a funciones de nuestro organismo como: favorecen la digestión y absorción de los nutrientes, efecto antiinflamatorio, reduce el daño que produce las toxinas, favorece la fertilidad, entre otras.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Reconocer la acción de una enzima y algunos factores que afectan la actividad enzimática. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1. Preparar un extracto de enzimas (cebada y levadura) para estudiar su acción.

2. Reconocer la acción de enzimas que hidrolizan el almidón. 3. Comprobar la hidrólisis sacarosa por la invertasa.

de la

4. Estudiar algunos factores que afectan la actividad enzimática: Temperatura, concentración de sustrato y de enzima. MATERIALES Y METODOS: Para realizar la hidrólisis de almidón por la amilasa; se licuo la cebada pre germinada se puso en tubo de centrifugación y se llevo a centrifugar 2500 rpm (revoluciones por minuto) durante 5 minutos, de allí se obtuvo el sobrenadante, es decir, la enzima (amilasa); este quedo en la parte superior del tubo para centrifugar; y abajo el precipitado o pelet. Se tomaron 6 tubos de ensayo los cuales se marcaron de la siguiente forma 3 de ellos con la letra A y cada uno se marco con 0.5%, 1%, 2% respectivamente; los tres restantes se marcaron con B y también se marcaron con 0.5%, 1%, 2%. En los 6 tubos se pusieron 0.5 Ml de la enzima (amilasa). Se calentaron únicamente los tubos marcados con la letra B en el mechero hasta una ligera ebullición. Y los tubos marcados con A se dejaron a temperatura ambiente (20°c). Después se adiciono en cada tubo de ensayo (los A y B ) 0.5 mL de la solución de almidón en la solución correspondiente 0.5, 1 y 2% (la solución de almidón se agito antes de emplearse). Estos se dejaron en reposo por 10 minutos.

Inmediatamente se marco la placa excavada de cerámica con las indicaciones A 0.5%, A 1% y A 2%; B 0.5%, B 1% y B 2%. Pasados los 10 minutos se puso la sustancia que estaba en los tubos en la placa escavada de acuerdo a como estaban marcados. Allí se agrego sobre cada poso una gota de lugol. Se observo el cambio de color. En las muestras donde el lugol no reacciono, a los tubos de ensayo donde estaban estas sustancias se les realizo la prueba de felhing. Se adicione en orden 3 gotas de felhing A y 3 gotas de felhing B, y se flamearon. Para la actividad enzimática de la sacarasa de la levadura, se maceraron 3g de levadura en 40 mL agua destilada, este se puso en un tubo de centrifugación y se llevo a centrifugar a 1500 rpm, durante 5 minutos. De este obtuvo el sobrenadante (sacarasa) y el precipitado. Se tomaron 4 tubos de ensayo; 2 se marcaron con A, en uno se grabo 1% y en el otro 5%; los 2 restante se marcaron con B y se procedió igual que con los A. En los 4 tubos se adicionaron 1 mL de sacarasa, y se les agrego 1 mL de sacarosa en la concentración correspondiente. Los tubos A se dejaron reposar por 10 minutos, y los tubos B por 20 minutos. Pasado el tiempo de reposo se les realizo la prueba de felhing. RESULTADOS Y DISCUCIÓN: Habiendo puesto las sustancias de

los tubos en la placa escavada, es decir, la amilasa (enzima) con las diferentes concentración de almidón, y habiendo realizado todo el proceso con estas, se agrego a cada uno una gota de lugol; se observo que el lugol dio positivo en las muestras de los tubos B, es decir, que hallo almidón; esto indica que la enzima de amilasa no actuó. Lo que lleva a concluir que el factor de temperatura alta provoco que la enzima se desnaturalizara, y por esto el almidón siguió intacto. El proceso de desnaturalización se caracteriza en general por un coeficiente de temperatura elevado, es decir, el aumento de la temperatura en unos grados provoca un gran incremento en la velocidad de reacción. También hay que señalar la influencia del pH en la velocidad de desnaturalización. Consecuencia de la desnaturalización por calor que afecta principalmente a la estabilidad de la estructura terciaria, es la disminución de la solubilidad y el punto isoeléctrico. Si la estabilidad térmica, o sea, la resistencia al calor depende de la proporción relativa entre uniones hidrófobas y enlaces polares y de la presencia o no de puentes disulfuro (Biología celular y molecular). A diferencia de estas, las muestras de las sustancias A, la prueba de lugol dio como resultado negativo lo que lleva a decir que la enzima de amilasa actuó, haciendo un desdoblamiento del sustrato

(almidón) convirtiéndolo en un monosacáridos o un disacárido. A estas se realizo la prueba de felhing, para la identificación de azucares; en esta su resultado fue positivo, dando a concluir que efectivamente la enzima actuó. Toda reacción o proceso químico a nivel celular involucra sustratos y enzimas. Los sustratos son las moléculas sobre las cuales actúan las enzimas. Una enzima representa un tipo de proteína (catalizador biológico) encargado de acelerar las reacciones bioquímicas en una vía metabólica particular. Las enzimas no sufren cambios durante las reacciones, ni cambian la naturaleza de la reacción ni su resultado. (http://www.saludmed.com/). En la segunda parte después de realizar la prueba de felhing a las muestras de sacarosa con la enzima de sacarasa; los resultados fueron, en la concentración de sacarosa de 5% el resultado fue un color y una especidad mas clara, con respecto a las muestras de concentración del 1%, en estas el color fue más fuerte y una mayor especidad. Pero las muestras que duraron en reposo más tiempo fueron relativamente más oscuras. Esto se da debido a que entre menos concentración de sacarasa, mas rápido actuara esta enzima, desdoblando los polisacáridos o disacáridos en monosacáridos, y a mayor tiempo de acción, mejor desdoblamiento de los

polisacáridos. Entonces, esto traduce que en este caso la velocidad de la reacción es inversamente proporcional a la concentración. Lo que hace la sacarasa básicamente es pasar esa sacarosa a convertirla en glucosa y fructosa. CONCLUSIONES: Este trabajo permitió que se aprendiera que la actividad enzimática tiene una secuencia para actuar, en la cual la enzima actúa sobre el sustrato dando un producto. También se conoció que la enzima es un catalizador biológico que mejora la activación química en una reacción. Por otro lado se pudo identificar las enzimas de la cebada (amilasa) la cual su substrato fue el almidón. La amilasa hidrolizó el almidón para convertirlo en azúcar; y la levadura (sacarasa) la cual su substrato fue la sacarosa que acelero la reacción y permitió que se diera un resultado de presencia de azucares ante la prueba de felhing. Cabe destacar que si a medida que se deja expuesto el substrato con la enzima va a ser mejor su desarrollo enzimático esto se pudo observar en la levadura (sacarosa) que a medida que el tiempo aumenta actuando la sacarasa sobre la sacarosa la prueba realizada dio con mayor nivel de positividad que la de menor tiempo. También se pudo observar que factores como la concentración de sustrato y temperatura influyen de gran manera en la actividad enzimática, debido a que menor

concentración de sustrato hay mayor actividad enzimática y en mayor concentración de sustrato hay menor actividad enzimática, es decir, es inversamente proporcional; y la alta temperatura desnaturaliza la enzima. BIBLIOGRAFIA: Kimball, John. (1986). Biología. Editorial: Addison Wesley Iberoamericana, S. A. Cuarta Edición. Baker, J. y Allen, G. (1972) Materia, Energía y Vida. Editorial: Fondo Educativo Interamericano S.A. Muños, E. (1979) Biología Celular y Molecular. Editorial: H. Blume Ediciones- Rosario, 17. http://www.saludmed.com/. ANEXOS: 1. Mediante los símbolos E= enzima S= sustrato P= producto represente la ecuación general de una ecuación enzimática. E+S

E-S

E+P

2. Teniendo en cuenta el cambio de energía libre de los re accionantes, que significa términos de reacción exogámica y endogámica. ¿Cómo puede aprovechar la célula este tipo de reacciones? Indique un ejemplo de cada una de ellas. La reacción exergómica es aquella donde el nivel de energía de los productos es menor que el nivel de energía de los reactivos. La energía

es liberada en esta reacción. La cantidad de energía que se libera

La formula química de la sacarosa es (C12H22O11)

que es menor que cero, es decir negativa. La célula puede usar esta reacción para llevar a cabo procesos de respiración celular.

La formula química de la amilasa es

La reacción endergónica se da en los procesos anabólicos, son aquellas que requieren un aporte neto de energía para tener lugar: los productos resultantes tienen más energía que los reactivos de partida (la variación de entalpía, ΔH<0). Esto se manifiesta con un enfriamiento, ya que el sistema químico toma energía calorífica del medio que lo rodea para que ocurra la transformación (de ahí que se conozcan también como reacciones endotérmicas). La célula puede usar esta reacción para llevar acabo procesos de fotosíntesis y síntesis de proteínas. En las células vivas deben realizarse innumerables reacciones metabólicas distintas, en forma simultánea y a una velocidad tal, que asegure el necesario aporte de energía para el mantenimiento de las funciones vitales, y por ello es necesario el uso de enzimas, que a su vez usan estas reacciones para desarrollar todo el metabolismo celular. 3. Represente las formulas químicas en los sustratos y productos estudiados en los experimentos anteriores. La formula química de de Almidón es: (C6H10O5).

La formula química de la sacarasa es

4. La sacarosa o el azúcar común están presentes en muchos vegetales con qué objeto es hidrolizada por las células. Estos compuestos están constituidos por la unión de dos monosacáridos. Por ejemplo: la sacarosa (azúcar común – azúcar de caña) está formada por una glucosa y una fructosa (monosacáridos de seis carbonos que posee una función cetona en el carbono 2), de fórmula C12H22O11. El disacárido sacarosa es la principal forma en que los azucares se transportan a través del floema (vasos conductores de savia en los vegetales), desde las hojas hasta los sitios de la planta donde son requeridos. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y éter. Cristaliza en forma de agujas largas y delgadas siendo dextrógira. Por hidrólisis (separación por medio de agua ya que se necesita una molécula de agua para que queden completos ambos monosacáridos) rinde una mezcla de glucosa y fructosa, que resulta levógira, por lo que esta mezcla se conoce como "azúcar invertido".