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FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
Laura Daniela Vásquez Gómez 14201164 , Angie Tatiana Neira 14201031 , Juan Sebastián Núñez 13171010 , María José Bobadilla 14201091 Resumen: Las enzimas son el grupo más variado y especializado de las proteínas, su función es actuar como catalizadores, permitiendo que las reacciones que transcurren en los seres vivos puedan desarrollarse a un ritmo adecuado. Un catalizador, por definición es un compuesto que con su presencia aumenta la velocidad de la reacción sin experimentar ninguna modificación. Las enzimas son capaces de acelerar reacciones químicas específicas en un medio acuoso, y en condiciones en las que los catalizadores no biológicos, serían incapaces de realizar las mismas funciones. Algunos factores que alteran la actividad enzimática son la temperatura, el pH y la concentración de sustratos y enzimas. Metodología: Se realizaron dos prácticas, una en casa y otra presencial en la Universidad de La Salle sede Norte. Las pruebas se realizaron para encontrar y aprender la relación entre la actividad enzimática, lo primero que se hizo fue encontrar la influencia de la temperatura, después se halló la influencia del pH, se encontró la influencia de efectos con el paso a paso. Por otro lado, en la práctica presencial se realizaron pruebas en el laboratorio, descubriendo y conociendo las propiedades de la enzima de la Catecolasa presente en la papa. Palabras clave: Enzimas, pH, Temperatura, sustrato, Catecolasa Abstract: Enzymes are the most varied and specialized group of proteins, their function is to act as catalysts, allowing the reactions that take place in living beings to develop at an adequate rate. A catalyst, by definition, is a compound whose presence increases the reaction rate without undergoing any modification. Enzymes are capable of accelerating specific chemical reactions in an aqueous medium, and under conditions in which non-biological catalysts would be unable to perform the same functions. Some factors that alter enzyme activity are temperature, pH, and the concentration of substrates and enzymes. Introducción:
Las enzimas son el grupo más variado y especializado de las proteínas, su función es actuar como catalizadores, permitiendo que las reacciones que transcurren en los seres vivos puedan desarrollarse a un ritmo adecuado. Un catalizador, por definición es un compuesto que con su presencia aumenta la velocidad de la reacción sin experimentar ninguna modificación. Las enzimas son capaces de acelerar reacciones químicas específicas en un medio acuoso, y en condiciones en las que los catalizadores no biológicos, serían incapaces de realizar las mismas funciones. Su capacidad catalizadora depende de su conformación, la supresión de alguno de sus niveles de estructuración causa la pérdida de funcionamiento. Gran parte de sus propiedades catalíticas radican en un alto grado de especialización que presentan respecto a los sustratos. Jesús, M. et al (2015). La actividad de una enzima describe qué tan rápido ésta cataliza la reacción que convierte un sustrato en producto. Esta actividad depende en gran medida de las condiciones de la reacción, que incluyen temperatura, pH, concentración de la enzima y concentración del sustrato. Temperatura. Las enzimas tienden a ser muy sensibles a la temperatura, especialmente a bajas temperaturas, la mayor parte de las enzimas muestra poca actividad porque no hay suficiente cantidad de energía para que tenga lugar la reacción catalizada, sin embargo a altas temperaturas, la actividad enzimática aumenta a medida que las moléculas reactantes se mueven más rápido para generar más colisiones con las enzimas. Timberlake, K (2013). pH. Las enzimas son más activas a su pH óptimo, el pH mantiene la estructura terciaria adecuada de la proteína. Sí un valor de pH está arriba o abajo del óptimo, se alteran las interacciones de los grupos R, lo que destruye la estructura terciaria y el sitio activo. Como resultado, la enzima ya no puede unirse a un sustrato de manera adecuada y no ocurren reacciones. Sí se revierte un pequeño cambio en el pH, una enzima puede recuperar su estructura y actividad. Concentración de sustratos y enzimas. En cualquier reacción catalizada, el sustrato debe unirse primero con la enzima para formar el complejo enzima-sustrato. Para una concentración de sustrato particular, un aumento en la concentración enzimática aumenta la velocidad de la reacción catalizada. A concentraciones enzimáticas más altas, más moléculas están disponibles para unirse al sustrato y catalizar la reacción. Mientras la concentración de sustrato sea mayor que la concentración de la enzima, hay una relación directa entre la concentración de la enzima y la actividad enzimática. Timberlake, K (2013). Estas prácticas realizadas de forma presencial y en casa permitieron conocer ciertas propiedades y acciones de las enzimas como la Catecolasa presente en la papa en ensayos experimentales muy sencillos, y en general, los factores que afectan la actividad de las enzimas.
-Ácido ascórbico al 1% (o Jugo de limón) **Metodología
- Práctica en casa:** Las pruebas se realizaron para encontrar y aprender la relación entre la actividad enzimática, lo primero que se hizo fue encontrar la influencia de la temperatura con los pasos descritos en la práctica, después se halló la influencia de el pH los materiales dichos al comienzo ya que esta práctica se hizo en la casa, proseguimos a encontrar la influencia de efectores con el paso a paso, después hallamos la especificidad enzimática con el proceso propuesto, y por último para terminar nuestra práctica consolidamos el efecto de concentración de la enzima, finalmente dimos resultado a toda la práctica de actividad enzimática *** Práctica presencial:** Las pruebas se realizaron en el laboratorio, al comienzo explicación todos los procesos y los resultados que se querían construir, el primer paso fue la extracción de la enzima después que tuviéramos esta extracción se tuvo que observar la acción enzimática de la catalasa. después que tuviéramos este proceso se realizó la especificidad del sustrato con los materiales dichos anteriormente, cuando tuviéramos esta mezcla se busca hallar el efecto de la concentración de la enzima, a continuación, nos dirigimos a encontrar el efecto del pH y metales pesados, por último, esta práctica se hizo con el fin de hallar el efecto de la temperatura. Resultados:
Tubos Observaciones A Se ve normal, no cambio B Se ve un poco opaco C Color rosa anaranjado, sí cambio
TUBOS RESULTADOS
D Transparente opaco E Transparente F Beige opaco G Anaranjado amarillo
Tabla 5. Efecto de la temperatura TUBOS INTENSIDAD DEL COLOR 0 °C Transparente opaco / amarillo anaranjado claro 37° C Transparente opaco / Salmón rosado 70 °C Transparente opaco/ Transparente opaco Una de las reacciones observadas en casa será la fermentación de la levadura en el procedimiento de la disolución de la levadura junto con el azúcar como enzima catalizadora donde el procedimiento anaeróbico de las partículas que presenta la levadura serán alimentadas por el azúcar. La maixena es diluida en agua y puesta a fuego lento hasta alcanzar su punto de ebullición por intervalo, una vez se llega a este punto para el procedimiento mencionado, se aplica el reactivo de yodo en este caso el isodine y se obtiene como resultado la coloracion del almidon que contiene la mezcla almidon. El hidrato de carbono presente en la maizena producira este efecto energetico colorativo. EL EFECTO E INFLUENCIA DEL PH
Dentro de las observaciones realizadas se observo a la temperatura de 37°C o temperatura normal corporal como la temperatura estándar para la propagación de la enzima en la reacción, de enzimas humanas como la amilasa salival, para las temperaturas superiores a 50°C, la estructura y forma de algunas proteínas se verá afectada al punto de destruirse y esto produce por ende una perdida en la actividad enzimática. Timberlake, K (2013). Para las enzimas activas a su pH la estructura terciaria se mantiene lo que da como resultado que la enzima ya no se una al sustrato lo que produce reacciones como se observó en la concentración de acido en el tubo de ensayo para la practica de laboratorio presencial, sin embargo, cabe resaltar que grandes variaciones en la reacción con respecto al pH destruyen la estructura de la enzima de manera permanente. En las distintas reacciones catalizadas el sustrato se une al catalizador para así formar un complejo entre ambas partes, el aumento del sustrato a estudiar aumentara de manera directamente proporcional a la concentración enzimática, así se observo en las reacciones catalizadas. Timberlake, K (2013). Conclusiones: La práctica de laboratorio nos permitió determinar que existen reactivos llamados indicadores capaces de demostrarnos la actividad enzimática a partir de las variaciones de color. Que mostraban los tubos después de cada reacción. Las enzimas son moléculas que por su naturaleza proteica y estructural permiten catalizar reacciones químicas, siempre y cuando están tengan una posibilidad termodinámica de transcurrencia. La velocidad de reacción transcurre de manera favorable tras la presencia de la enzima catalizadora. Para dar el producto como resultado del complejo sustrato-catalizador, la mayoría de los procesos realizados necesitaron de un catalizador para la producción de cambio en tasas significativas dentro de sus estructuras terciarias. Bibliografía Timberlake, K (2013). Química general, orgánica y biológica: estructuras de la vida. https://uruguayeduca.anep.edu.uy/sites/default/files/inline-files/Factores%20que%20afectan %20la%20actividad%20enzim%C3%A1tica.pdf Jesús, M. Noriega, M (2015). Fisiología general, Enzimas. https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%25202B-Bloque%2520I- Enzimas.pdf
