Enzimas ¿Qué son las enzimas y qué función cumplen? Las enzimas son una clase especial de proteínas (moléculas) que aceleran la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en una célula. Por esto se las conoce como “catalizadores biológicos”. Las enzimas ayudan en procesos esenciales tales como la digestión de los alimentos, el metabolismo, la coagulación de la sangre y la contracción muscular. El modo de acción es específico ya que cada tipo de enzima actúa sobre un tipo particular de reacción y sobre un sustrato específico. Para realizar su función, una enzima reconoce una molécula específica, llamada sustrato. Cada enzima se une a su sustrato específico en el sitio activo y provoca en él un cambio químico, por el cual se obtiene un producto. El cambio implica la formación o rotura de un enlace entre los átomos de la molécula. La enzima que participa en la reacción no sufre modificaciones, y puede volver a actuar sobre otro sustrato del mismo tipo. En ausencia de las enzimas, las reacciones bioquímicas serían extremadamente lentas y la vida no sería posible. Las enzimas pueden aumentar la velocidad de las reacciones en un millón de veces.
Cada tipo de enzima funciona óptimamente a una determinada temperatura; temperatura; si la temperatura del medio en el que está la enzima se aleja de la óptima, la enzima disminuye su actividad. Las enzimas son proteínas que tiene la función de catalizadores biológicos, que aceleran reacciones químicas, haciendo que el proceso sea más rápido y efic ef icie ient ntee que que cual cualqu quie ierr otro otro proc proces esoo quím químic ico. o. La Lass enzi enzima mass se util utiliz izan an habitualmente en los detergentes o polvo para lavar la ropa. Por ejemplo, lipasas para sacar manchas de grasas, proteasas para sacar manchas de proteí proteínas nas,, etc. etc. Cada Cada tipo tipo de enzimas enzimas tienen tienen un rango rango de temperat temperatura urass dentro del cual es activa. En la temperatura óptima actúa al 100% y al alejarse de esa temperatura disminuye su función
Para determinados procesos en los cuales se necesitan temperaturas extrem extremas, as, se van a emplea emplearr enzima enzimass prove provenie niente ntess de organi organismo smoss extremófilos que pueden actuar a temperaturas extremas (altas o bajas). Por ejemplo, la ropa de hospital que requiere esterilización se lava con productos que tengan enzimas que funcionen a temperaturas alta altass, mient ientrras que el lavad avadoo en agua gua fría empl mplea enzi enzim mas provenientes de microorganismos que se desarrollan a temperaturas bajas. En la industria alimenticia también se usan enzimas. Por ejemplo en la etapa final de la fabricación de jugos cuando hay que sacar los restos de pepitas de frutas antes de la pasteurización, se emplea la enzima pectinasa que que degr degrad adaa la pect pectin ina, a, el prin princi cipa pall comp compon onen ente te de la semillas. Las enzimas también se usan en la industria textil para ablandar los jeans. En este caso se usa celulasa , que degrada la celulosa que es el principal componente de las células vegetales (entre ellas, las células del del algo algodó dónn que que es el prin princi cipa pall comp compon onen ente te de la tela tela de jean jean). ). Mediante un proceso controlado (temperatura, tiempo, cantidad y tipo de celulasa) se logran diferentes texturas de jean. También se usa la enzima celulasa en la industria del papel (que está formado por celulosa) para lograr diferentes texturas.
BIOTECNOLOGÍA Y JABONES EN POLVO Ya sea por razones estéticas y/o higiénicas, el uso de jabones se remonta a los Babilonios (2700 AC). Los jabones sólo llegaron al sur de Europa cinco siglos más tarde. Preparadas artesanalmente artesanalmente a partir de aceite de oliva y cenizas de laurel, las barras eran artículos de lujo conocidos por su lugar de origen: jabón de Castilla, jabón de Marsella, etc. En 1907, se lanza un jabón j abón para el lavado de ropa en el que para facilitar la remoción de la suciedad se agregaron otros productos químicos. Las enzimas, así como sus características y propiedades, fueron descubiertas en la segunda mitad del siglo XIX. La primera aplicación moderna de estos conocimientos ocurre en 1913, cuando se patentó un producto que contenía jabón y tripsina (enzima pancreática) pero que tenía tenía varios defectos: defectos: hacía poca espuma, espuma, eliminaba solamente las manchas proteicas y causaba alergias.
La biotecnología en la obtención de enzimas más eficaces Las enzimas aplicadas en la industria de detergentes deben producirse a bajo costo, ser estables en condiciones de lavado, y de uso y manipulación segura. El criterio más importante es el de la estabilidad, ya que las máquinas de lava lavado do son son luga lugare ress host hostil iles es para para las las enzi enzima mas. s. Por Por ejem ejempl plo, o, debe debenn ser ser compatibles con detergentes, jabones, oxidantes y otros componentes que afectan su estructura. Además, deben ser estables en amplios rangos de temperaturas (menores a 20ºC y mayores a 70ºC) y pH alcalinos (8-12). Por ejemplo, en lavadoras industriales se necesitan enzimas que sean estables a 55ºC o más para lavado a altas temperaturas. Por otro lado, para ahorrar energía, evitar el deterioro de la ropa o en países donde es costumbre lavar con agua fría, existe una alta demanda de detergentes con enzimas que trabajen eficientemente a temperaturas menores a 20ºC. En estos casos es donde la biotecnología moderna juega un rol importante.
A través del uso de ingeniería genética, se pueden transferir genes de un organismo con la información para sintetizar determinada enzima a otros organismos. De esta forma, numerosas enzimas de interés industrial pueden ser producidas a gran escala por fermentación de microorganismos cuyo cultivo es conocido y controlado. Por ejemplo, en 1988 se introdujo la primera lipasa obtenida por bioingeniería llamada Lipolase . El gen de esta
lipasa, aislado de hongo filamentoso Humicola se transfirió a Aspergillus oryzae donde se produce a gran escala y de forma estable . La cutinasa de Fusarium , que degrada ácid ác idos os graso asos, se expre presa por por ing ingenie enierí ríaa gené enética tica en la leva levad dura Saccharomyces cerevisiae . Las enzimas, una vez obtenidas por fermentación, son aisladas, purificadas purificadas y pro protegi tegida dass como granu ranula lado doss o cá cáps psuulas las para para ser incl incluuidas das en las las formulaciones de detergentes. Las enzimas son encapsuladas en sustancias serosas inertes solubles en agua, y son adicionadas con estabilizantes como sales de calcio, formato de sodio, borato, o preparaciones de proteínas. Corrientemente los fabricantes usan gránulos coloreados como señal que simboliza la presencia de aditivos extras. La siguiente tabla menciona algunas enzimas producidas por microorga microorganismo nismoss modifica modificados dos genéticam genéticamente ente,, sus nombres nombres comerciale comerciales, s, función y aplicación:
Nombre comercial de la enzima Aquazym® Ultra Carezyme® Cellusoft® Clear-Lens® LIPO Duramyl® Endolase® Everlase® Lipolase® Novozym® 735 Ovozyme® Savinase® Termamyl® Thermozyme®
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Tipo de enzima Alpha-amilasa Celulasa Celulasa Lipase Alpha-amilasa Celulasa Proteasa Lipasa Lipasa Subt Subtil ilis isin inaa (pro (prote teas asa) a) Proteasa Alpha-amilasa Alpha-amylasa
Principal aplicación Industria textil Industria detergentes Industria textil Limpieza personal Industria detergentes Industria detergentes Industria detergentes Industria detergentes Industria textil Indu Indust stri riaa dete deterg rgen ente tess Industria detergentes Industria detergentes Industria textil
¿Qué son las las enzimas enzimas desde el punto punto de vista estructura estructural? l? ¿Cuál ¿Cuál es es la funció funciónn de las enzima enzimas? s? ¿Cuál es la finalid finalidad ad del uso uso de enzimas enzimas en los los detergent detergentes es para la la ropa? Indicar Indicar cuáles cuáles son son las enzimas enzimas que que se agregan agregan a los los detergente detergentes. s. ¿Cuál es es el aporte aporte de la biotecnolo biotecnología gía moderna moderna en la fabricac fabricación ión de detergente detergentess enzimáticos?
