Instituto O’Higgins Hermanos Maristas Rancagua
Laboratorio Biología Enzimas
Marco Teórico: Las enzimas son las proteínas encargadas de catalizar las reacciones bioquímicas del metabolismo. Las enzimas no alteran el equilibrio de dichas reacciones ni tampoco el balance enérgico, slo aceleran el proceso. Se las puede clasifcar en:
Óxido-reductasas: estas enzimas est!n "inculadas con las reducciones # o$idaciones biolgicas que inter"ienen en los procesos de %ermentacin # de respiracin. &stas son esenciales en ciertas cadenas metablicas como por e'emplo la escisin enzim!tica de la glucosa # en la produccin de ()*.
Transerasas: estas enzimas son las encargadas de catalizar la trans%erencia de una porcin de molécula a otra. (dem!s, estas enzimas son las que act+an sobre distintos sustratos, transriendo glucosilo, sul%at, amina, aldehído, entre otros grupos
Hidrolasas: estas enzimas act+an sobre las moléculas de protoplasma, tales como las de grasas, de glicgeno # de proteínas.
somerasas: estas son las que act+an sobre ciertas sustancias a las que trans%orman en otras ismeras, lo que signica que tienen la misma %rmula empírica pero un desarrollo di%erente.
Liasas: estas enzimas son las que act+an sobre los enlaces entre los !tomos de carbono, carbono # o$ígeno, carbono # azu%re o carbono # nitrgeno Ligasas: son las que permiten que dos moléculas se unan. &sto se da al mismo tiempo en que el ()* se degrada # libera energías que son las necesarias para que dichas moléculas puedan unirse -n catalizador es una sustancia que disminu#e la energía de acti"acin de una reaccin química. (l disminuir la energía de acti"acin, se incrementa la "elocidad de la reaccin. La ma#oría de las reacciones de los sistemas "i"os son re"ersibles, es decir, que en ellas se establece el equilibrio químico. *or lo tanto, las
enzimas aceleran la %ormacin de equilibrio químico, pero no a%ectan las concentraciones nales del equilibrio. Los mecanismos de la acti"idad enzim!tica son , primero el sustrato hace contacto con el centro o sitio acti"o, a partir de esto se %orma un comple'o intermedio llamado enzima-sustrato la molécula de sustrato se trans%orma por reorganizacin de los !tomos, por rotura, o por combinacin de "arias moléculas de sustrato , luego el sustrato trans%ormado, los productos de reaccin se liberan de la molécula de enzima # por +ltimo la enzima ahora libre puede reaccionar con otras moléculas de sustrato. Ha# %actores que a%ectar la acti"idad enzim!tica, entre estos esta/
La temperatura: La acti"idad enzim!tica se incrementa al aumentar la temperatura, hasta que la enzima se desnaturaliza.
!H/ &n este caso la enzima es m!s acti"a alrededor del *H 0 "oncentraci#n del sustrato: (l aumentar la concentracin del sustrato, la "elocidad de reaccin se incrementa, hasta que se ocupan todos los centros acti"os
n$ibidores/ inhibidor competiti"o donde este compite con el sustrato por el mismo centro acti"o de la enzima # por otro lado la in$ibici#n no-competiti%a donde el inhibidor se une a la enzima en un centro de unin di%erente al centro acti"o de la enzima. Las coenzimas son co%actores org!nicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constitu#en la holoenzima o %orma catalíticamente acti"a de la enzima. )ienen en general ba'a masa molecular # son cla"es en el mecanismo de cat!lisis, por e'emplo, aceptando o donando electrones o grupos %uncionales, que transportan de una enzima a otra. ( di%erencia de las enzimas, las coenzimas se modican durante la reaccin química1 por e'emplo, el 2(3 4 se reduce
a 2(3H cuando acepta dos electrones 5# un protn6 # por tanto se agota1 cuando el 2(3H libera sus electrones se recupera el 2(3 4, que de nue"o puede actuar como coenzima.
Introducción: Las células lle"an a cabo simult!neamente una gran cantidad de reacciones químicas necesarias para la "ida. Muchos de los productos de esas reacciones se necesitan inmediatamente, # si no %uera por la participacin de las enzimas, algunas reacciones no se producirían tan r!pido. Las enzimas, en su ma#oría proteínas o R2( 5riboenzimas6, son catalizadores químicos que agilizan una reaccin que en"uel"e la %ormacin o rompimiento de enlaces químicos.
Objetivos: 7omprobar como la temperatura # el pH a%ecta el %uncionamiento de una enzima durante el proceso de reaccin química, obser"ando cada paso del e$perimento utilizando ciertos "egetales.
Hipótesis: 8&l pH # la temperatura determinan el %uncionamiento de una enzima, la cual ba'a el ni"el de acti"acin de la reaccin pro"ocando que aumente la "elocidad1 #a que, a alta temperatura de la enzima, esta perder! sus propiedades, o sea, se desnaturalizara no teniendo e%ecto en la reaccin.9
Diseño Experimental: Materiales: •
*er$ido de Hidrogeno
•
(celga
•
•
•
•
7hampi:ones )omate Mortero )ubos de &nsa#o
•
*anti
•
;aso *recipitado
•
•
Hielo
•
(gua her"ida
•
(gua a temperatura ambiente
Procedimiento: 1.
*ara preparar los homogenados, corten pedazos las muestras de acelga # tomates
2.
-sando mortero, muele el material con un poco de agua hasta diluir parte de la muestra1 no muela e$cesi"amente para que no queden pedazos mu# peque:os del material
3.
3e ser necesario ltre el macerado con una gasa o panti.
4.
7oloque cada homogenado en = tubos de ensa#os.
5.
Mantenga los tubos a las siguientes temperaturas/ Tubo 1: 70°C x 15 Min. Tubo 2: 37°C x 15 Min.
Tubo 3: Hielo x 30 Min. Tubo 4: T° ambiente. 6.
-sando un gotero, coloque gotas de per$ido de hidrogeno en cada tubo de ensa#o.
Procedimiento 2: >. Rotule = tubos de ensa#os (, ? # 7. @. (:ada el homogenado de champi:n a cada tubo. =. (:ada soluciones =M, de H7l # =M de 2aOH a los tubos # agite sua"emente hasta mezclar. A. (:ada =ml. (gua o$igenada a cada tubo. . Obser"e los resultados. Resultados: Procedimiento 1
Ho'a picada, m!s agua en el mortero
Be ltra con la panti en un "aso precipitado # luego # se ponen en cada tubo de ensa#o.
Be ponen a las temperaturas correspondientes
)ubos a EDC7, por > minutos
)ubos a a AC7 por =D minutos
)ubos a =EC7, por > minutos
Be le agregan gotas de per$ido de
& '
(
) = se encontraba en una temperatura de )ubo =EC7 anteriormente en el cual se obser"a una alta acti"idad enzim!tica. )ubo @ se encontraba a una temperatura de EDC7 anteriormente, no se obser"an cambios por lo cual decimos que se desnaturalizo la enzima.
)ubo > se encontraba a temperatura ambiente, se obser"a un cambio por lo tanto la enzima conser"a sus propiedades. )ubo A se encontraba a una temperatura de AC7 anteriormente, se obser"an mu# pocos cambios con lo que decimos que las enzimas est!n adormecidas.
)omate por picar, en el mortero
Be ltra con la panti en el "aso precipitado # se ponen en cada tubo de
( cada tubo se le agregan las gotas de per$ido de hidrogeno
&
)
(
)ubo > se encontraba durante > minutos a =EC7, se obser"a una alta acti"idad enzim!tica. )ubo @ se encontraba durante =D minutos en el hielo, se obser"a mu# poca acti"idad por lo cual decimos que est!n adormecidas las enzimas. )ubo = se encontraba a una temperatura ambiente, obser"amos acti"idad enzim!tica, la enzima no pierde sus propiedades. )ubo A se encontraba a EDC7 durante >
Procedimiento 2
7hampi:n molido en el mortero m!s agua.
Be le agrego a los tubos/ )ubo =/ H7l )ubo A/ 2eutro )ubo / 2aOH
Be le agrego per$ido de hidrogeno a cada tubo A
=
)ubo , al cual se le había agregado un pH b!sico, se nota poca reaccin enzim!tica, decimos que las enzimas deben estar adormecidas pero no han perdido del todo sus propiedades. )ubo A, el cual se mantu"o con un pH neutro %ue el que m!s reacciono, sea tubo m!s acti"idad enzim!tica. )ubo =, el cual se le agrego un pH acido, no se obser"a acti"idad enzim!tica probablemente
Procedimiento 1: Homogen ado Tomate
%celga
Reacción al añadir gotas de peróxido de hidrogeno Pudimos observar que no produjo gran cantidad de burbujas o sea las en!imas no bajaron signi"cativamente el nivel de energ#a en la reacción$ Pudimos observar que a di&erencia del tomate se produjo gran cantidad de burbujas por lo que actividad en!im'tica &ue alta$
Procedimiento 2: Tub o
Tiempo que toma la reacción en completarse$
(escripción comparativa de las reacciones$
( ? 7
n!lisis: Procedimiento 1: >. FGué ocurri al a:adir el per$ido Al añadir a cada tubo de ensayo peróxido, en alguno de ellos pudimos observar cambios, esto dependía de la temperatura que tenían los mismos, obteniendo como resultado que los tubos con altas o bajas temperaturas no reaccionaban al añadir este químico, por otro lado, las muestras con temperatura ambiente o a 37º C presentaban una reacción, dando cuenta de la participación de las enimas en presencia del peróxido!
@. FOcurri lo mismo en todas las muestras "o, como dije anteriormente, las enimas depende de la variable temperatura# por lo que en las di$erentes muestras de c%lulas vegetales no
ocurrir& lo mismo, o tendr&n la misma respuesta al peróxido debido a la temperatura a la que se encuentran!
=. F*or qué se %orman burbu'as 'as burbujas que salen se debe ya que al añadir el peróxido, las enimas lo diluyen convirti%ndolo en oxigeno, de a(í la espuma# esto suceder& siempre donde las enimas mantengan sus propiedades!
A. FGué otro organismo podrían usarse para esta prueba )odos los organismos que presenten enimas a una temperatura en que pueda reaccionar con la sustancia utiliada!
. F*or qué se prepararon los homogenados F*or qué no se a:adi el per$ido directamente a los te'idos sin macerarlos *e debe preparar los (omogenados ya que es necesario romper la membrana plasm&tica para poder tener acceso al citoplasma, lugar donde se encuentra la mayor parte de las enimas, las que posteriormente reaccionar&n! *i agregamos peróxido directamente a los tejidos, sin molerlos o macerarlos, lo mas probable es que no (aya reacción alguna o si es que lo (ay sea muy pequeña, ya que lo que estaría en contacto con la sustancia sería la membrana plasm&tica donde no encontramos una gran cantidad de enimas para que posteriormente act+en!
0. &$plique por qué la gran ma#oría de las especies de plantas # animales producen la enzima catalasa. 'a catalasa es una enima que se encuentra en las c%lulas de los tejidos animales y vegetales! 'a $unción de la catalasa en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se $orma una mol%cula toxica que es el peróxido de (idrogeno, -.-! 'a catalasa aumenta la velocidad de la descomposición del peróxido de (idrogeno o agua oxigenada aproximadamente /000 millones de veces! Adem&s, cumple una $unción protectora contra determinados microorganismos patógenos, sobre todo anaerobios! 'as bacterias anaerobias, mueren al estar en contacto con oxígeno, es por esta raón que el oxígeno producido por esta enima tiene e$ecto bactericida sobre estos microorganismos!
Procedimiento 2: 1$ )*ómo se relaciona el pH + la actividad en!im'tica, 2$ -a en!ima del estómago &uncionan óptimamente a un pH de 2$ )*ómo se a&ectar#a la digestión si el pH aumenta a .,
/$ )(e que otra manera se podr#a explorar el &uncionamiento de las en!imas estudiadas en el laboratorio, .$ )Pueden mencionar otras en!imas que act0an en nuestro cuerpo, $ )u3 e&ecto podr#a tener una "ebre alta prolongada sobre el &uncionamiento de las en!imas, 4$ )*onocen alguna condición m3dica que se deba al mal &uncionamiento de la en!ima,
"onclusión: >. 7omprobamos nuestra hiptesis de manera positi"a, por los resultaos obtenidos pudimos comprobar que en los dos casos a alta temperatura, 5EDC76 la enzima se desnaturalizo sea perdi todas sus propiedades. @. 7on este traba'o practico, se pudo obser"ar la acti"idad enzim!tica 5e"idenciada con la aparicin de burbu'as6 tiene una temperatura limite # una ideal, a medida que se sube de esta temperatura ideal "a perdiendo sus propiedades llegando hasta desnaturalizarse pasado apro$imadamente los EDC7. =. )ambién obser"ando los resultados del procedimiento >, podemos notar que la temperatura ideal se podría decir que son los =EC71 temperatura que corresponde a la ideal del cuerpo humano1 por lo cual las enzimas tiene condiciones optimas para reaccionar en el cuerpo humano. A. )ambién pudimos obser"ar que el pH a%ecta en la reaccin de
una enzima, obser"ando los resultados podemos decir que a pH acido pro"oca que la enzima pierda sus propiedades sea se desnaturalice1 mientras que a pH neutro la encima e%ect+a su traba'o e%ecti"amente # con un pH b!sico disminu#e su potencia de reaccin probablemente perdi parte de sus propiedades1 sea la enzima también tiene un *h ideal # uno
de limite.
