ACTIVIDAD ENZIMÁTICA (PROTEASAS) Bioquímica & Laboratorio

Actividad Enzimática: Proteasas                

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA (PROTEASAS)

 Bioquímica & Laboratorio 

Universidad de Antioquia, Escuela de microbiología

Medellín, 04 de septiembre del 2021

Docente:  Xiomara Mosquera Castro

Elaborado por:

Valentina Orrego García

Nicolás Daniel Rondón Córdoba

Angy Ximena Castro Morales

Introducción

Las enzimas son proteínas, formadas por aminoácidos que se encuentran covalentemente unidos entre ellos, estas ayudan a acelerar las reacciones químicas en el cuerpo humano, en donde se unen a moléculas y las alteran de formas específicas. Son esenciales para la respiración, la digestión de los alimentos, la función muscular y nerviosa, entre miles de otras funciones (Ramírez & Ayala 2014). 

Cada enzima reacciona dependiendo del lugar en donde se encuentra y la función que cumple en el mismo, las enzimas Proteasas son enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas; se dividen en exopeptidasas y endopeptidasas. Estas enzimas se pueden obtener de plantas, animales y microorganismos en varias condiciones. 

Las enzimas proteasas bromelina (derivada de la piña), papaína (derivada de la papaya) y la tripsina (se encuentra en el jugo pancreático) tienen como función principal hidrolizar enlaces peptídicos de proteínas, con el fin de volver a estas en moléculas más simples para facilitar su degradación. Cada una de estas enzimas se comporta de manera diferente dependiendo de los sustratos a los que sean sometidas, la siguiente práctica nos permite reconocer dichos comportamientos y la acción de cada una (Ramírez & Ayala 2014). 

Marco teórico

El cuerpo humano constantemente se encuentra realizando reacciones de procesos necesarios para la vida, como por ejemplo: procesos anabólicos y catabólicos que ocurren simultáneamente, replicación, transcripción y traducción del ADN. En los procesos biológicos participan diferentes moléculas que ayudan a la realización adecuada de los mismos, como por ejemplo las enzimas, las cuales son conocidas como catalizadores biológicos, es decir, poseen una función catalítica en donde pueden acelerar la velocidad de reacción, y también pueden degradar azúcares, sintetizar aminoácidos y grasas, participar de procesos de reconocimiento y señalización celular, entre otras.

Las enzimas se producen de manera natural en el cuerpo, y la forma y función de estas está ligada al lugar donde se encuentren. 

1.1 Función de las enzimas 

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 iguales 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 radica en el alto grado de especialización que presentan respecto a las sustancias reaccionantes o sustratos (Pérez & Noriega, 2011).

Otro tipo de funciones que cumplen las enzimas a nivel biológico son: degradan azúcares, sintetizan grasas y aminoácidos, copian fielmente la información genética, participan en el reconocimiento y transmisión de señales del exterior y se encargan de degradar subproductos tóxicos para la célula, entre muchas otras funciones vitales. La identidad y el estado fisiológico de un ser vivo está determinado por la colección de enzimas que estén funcionando. (Ramírez & Ayala 2014).

1.1.2 Clasificación de las enzimas

En el origen del estudio de las enzimas se utilizaron nombres referentes al órgano o tejido dónde se descubrieron … Desde 1961, la Unión Internacional de Bioquímica, utiliza un sistema de clasificación y denominación, adoptado por convenio, que clasifica las enzimas en siete grandes grupos (Pérez & Noriega, 2011):

• Oxidorreductasas: Encargadas de la transferencia de electrones. 
• Transferasas: Transfieren grupos funcionales.
• Hidrolasas: Rotura de enlaces incorporando una molécula de agua
• Liasas: Rotura de enlaces covalentes por adición o eliminación de grupos.
• Isomerasas: Reacciones de isomerización, transferencia de grupos dentro de la misma molécula. 
• Ligasas: Formación de enlaces covalentes mediante reacciones de condensación
• Translocasas: Catalizan el movimiento de iones o moléculas a través de las membranas. 

1.2   Reacciones enzimáticas

En toda reacción química se produce la transformación de unas moléculas iniciales denominadas sustratos (S) en las reacciones bioquímicas, en unas sustancias finales o productos (P). Esta transformación necesita, en la mayoría de las reacciones, un aporte inicial de energía que aumenta la energía cinética (Franklin, 2011).

En estas reacciones, la enzima (E) se une al sustrato (S) para formar el complejo enzima-sustrato (ES). Después tiene lugar la transformación del sustrato (S) en producto (P), liberando el producto (P) y quedando libre la enzima (E) para una nueva unión con el sustrato (Franklin, 2011).

 1.2.2 Inhibición enzimática

Los inhibidores son sustancias que disminuyen, o incluso anulan, la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. Existen diferentes tipos de inhibición (Franklin, 2011):

Reversible:

• Competitiva: Algunos compuestos inhiben la actividad enzimática ocupando temporalmente el centro activo de la enzima.
• No competitiva: En la inhibición no competitiva, el inhibidor que no necesita parecerse al sustrato se une a la enzima en un sitio distinto al centro activo.
• Acompetitiva: En la inhibición acompetitiva el inhibidor se fija a un sitio diferente al del sitio activo.

Irreversible: 

Algunas sustancias inhiben a las enzimas irreversiblemente, porque se unen permanentemente con grupos funcionales al centro activo o, porque desnaturalizan completamente a las proteínas. 

1.3 Proteasas

Las enzimas proteolíticas, también conocidas como proteasas o peptidasas, se producen en diferentes partes del cuerpo y son las responsables de catalizar la hidrólisis de los enlaces peptídicos de otras proteínas, dando como resultado la producción de péptidos o aminoácidos libres.  Las proteasas se encuentran distribuidas ampliamente en animales, plantas, y microorganismos…y sus aplicaciones son principalmente en las áreas médicas y farmacéuticas, así como en la industria alimentaria y de detergentes. (Vigueras-Morales at al. 2019).

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