ENZIMAS: CINÉTICA DE LA CATALASA

ENZIMAS: CINÉTICA DE LA CATALASA

JIMENEZ- LOAIZA, MARIA CAMILA & LEIVA-MORA, SEBASTIAN ALEJANDRO

RESUMEN

Las enzimas son biocatalizadores que aceleran las reacciones químicas. Se clasifican en oxidoreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas. La catalasa es una enzima hemoroteica, que se caracteriza por poseer una estructura tetramerica, en la cual cada subunidad contiene un grupo Hemo. Las reacciones que son catalizadas por enzimas dependen de diferentes variables como: pH, temperatura, tiempo, cantidad de enzima, concentración de sustrato, etc. En esta práctica de laboratorio es determinar los diferentes puntos a los cuales la reacción en la cual participa la catalasa es mas eficiente en una muestra de papa, evaluando distintas variables ya mencionadas; obteniendo como pH optimo 7,0, temperatura optima 37°C, y diferentes efectos que tiene la cantidad de enzima y concentración de sustrato. A partir de la gráfica de concentración de sustrato se realizó la linealizacion de la curva obteniendo un coeficiente de correlación de 0,8777.

PALABRAS CLAVE

Enzimas, catalasa, pH, temperatura, tiempo, cantidad de enzima, concentración de sustrato, papa

ABSTRACT

Enzymes are biocatalysts that accelerate chemical reactions. They are classified as oxidoreductases, transferases, hydrolases, lyases, isomerases and ligases. Catalase is a hemorotonic enzyme, which is characterized by having a tetrameric structure, in which each subunit contains a Hemo group. Reactions that are catalyzed by enzymes depend on different variables such as pH, temperature, time, amount of enzyme, concentration of substrate, etc. In this laboratory practice is to determine the different points at which the reaction in which catalase participates is more efficient in a potato sample, evaluating different variables already mentioned; Obtaining as optimal pH 7.0, optimal temperature 37 ° C, and different effects that has the amount of enzyme and concentration of substrate.From the graph of substrate concentration, linearization of the curve was obtained, obtaining a correlation coefficient of 0.8777.

KEYWORDS

Enzymes, catalase, pH, temperature, time, amount of enzyme, concentration of substrate, potato

INTRODUCCIÓN

Las enzimas son biocatalizadores (compuestos de origen biológico) que aceleran las reacciones químicas. El proceso organizado de metabolismo solo es posible porque cada célula dispone de un contenido enzimático determinado genéticamente. Solo de este modo pueden tener lugar secuencias de reacciones coordinadas. Las enzimas también participan en muchos mecanismos de regulación que de este modo permiten que el metabolismo se adapte a diferentes situaciones. Casi todas las enzimas son proteínas pero también hay ácidos nucleicos catalíticamente activos conocidos “ribozimas”. La acción catalítica de la enzima, o sea su actividad, se mide cuantificando el incremento de la velocidad de reacción en condiciones perfectamente definidas, es decir midiendo la diferencia de recambio entre la reacción catalizada y la reacción no catalizada en un tiempo determinado. Normalmente las velocidades de reacción se expresan como cambios de concentración por unidad de tiempo. Como la actividad catalítica es independiente de volumen, la actividad enzimática se expresa indicando el recambio por unidad de tiempo.

Actualmente se conocen unas 2.000 enzimas y para su clasificación se utiliza un sistema que toma en cuenta tanto la especificidad de acción como la especificidad por el sustrato. Se clasifican en:

• Las oxidorreductasas, catalizan la transferencia de los equivalentes reductores entre dos sistemas redox.
• Las transferasas, catalizan la transferencia de otros grupos de una molécula a otra. Las oxidorreductasas y las transferasas en general requieren coenzimas.
• Las hidrolasas, transfieren grupos y el aceptos siempre es una molécula de agua.
• Las liasas, llamadas con frecuencia “sintasas” catalizan la ruptura o la formación de uniones químicas, con la formación o la eliminación de enlaces dobles.
• Las isomerasas, desplazan grupos dentro de una molécula sin cambiar la fórmula general de sustrato.
• Las reacciones catalizadas por las ligasas (sintetasas) son reacciones de unión de moléculas dependientes de la energía y por eso siempre están acopladas con la hidrolisis de nucleósidos trifosfatos.

(Koolman & Rohm, 2004)

En las reacciones que son catalizadas por enzimas, se forma el complejo enzima-sustrato; por lo tanto, la velocidad de la reacción dependerá de la naturaleza de la enzima y el sustrato, respectivamente (Bender & Brubacher, 1977).

Otro factor que influye en la velocidad de las reacciones enzimáticas es la temperatura, puesto que para cada una existe la temperatura óptima, por lo tanto, si esta aumenta, se producirá la desnaturalización de la enzima; es decir la pérdida de su estructura tridimensional (Burges & Suárez y Suárez, 1960). Las enzimas también tienen un pH óptimo al cual son más activas, la mayoría es de 6 a 8; sin embargo, hay excepciones; por lo tanto, la mayoría de las enzimas que estén en un ambiente acídico se desnaturalizarán (Campbell, 2003).

La catalasa es una enzima hemoroteica, que se caracteriza por poseer una estructura tetramerica, en la cual cada subunidad contiene un grupo Hemo (Fe +3). Está presente en la mayoría de las bacterias aerobias estrictas, facultativas y anaerobias aerotolerantes. La catalasa manifiesta actividad de peroxidasa, cataliza la oxidación de sustratos acoplada a la reducción de peróxido de hidrógeno, para formar agua y oxígeno moléculas. En la prueba de catalasa la reacción se efectúa con dos moléculas de peróxido de hidrógeno, una de las cuales actúa como sustrato reducido y la otra como donador de átomos de hidrógeno; esto resulta de la formación de agua (sustrato reducido) y oxígeno (donador oxidado). El peróxido de hidrógeno es muy tóxico para las bacterias. Generalmente los microorganismos que carecen de citocromos, También carecen de catalasa, asi la mayoria de las bacterias anaerobias no la poseen. (Rodríguez C., 2005)

La catalasa es una de las enzimas más abundantes en la naturaleza y se encuentra ampliamente distribuida en el organismo humano, aunque su actividad varía en dependencia del tejido; ésta resulta más elevada en el hígado y los riñones, más baja en el tejido conectivo y los epitelios, y prácticamente nula en el tejido nervioso. A nivel celular se localiza en las mitocondrias y los peroxisomas, excepto en los eritrocitos, donde se encuentra en el citosol. (Chance B. et al. 1955)

Esta enzima es una metaloproteína tetramérica, cuyo peso molecular se encuentra en el rango de 210-280 kD. Consta de 4 subunidades idénticas que se mantienen unidas por interacciones no covalentes. Cada subunidad contiene un grupo prostético de protoporfirina IX y el contenido protohémico y el de hierro representan un 1,1 % y 0,09 % respectivamente del peso molecular total de la enzima. (Hadjn J. et al. 1977)

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