DESCOMPOSICION DE UREA POR UREASA

OBJETIVOS.

1. Investigar la cinética de descomposición de urea por ureasa.

2. Estudiar el mecanismo de reacción para reacciones biocatalítica.

3. Obtener los parámetros cinéticos: constante de Michaelis (Km) y la rapidez máxima (r máx) mediante la ecuación de Lineweaver-Burk.

4. Seguir el avance de reacción por medidas de conductividad.

5. Determinar la energía de activación de una reacción.

6. Calcular energía interna, entalpia, entropía y energía libre de Gibbs de activación de la hidrolisis biocatalítica de la urea.

INVESTIGACIÓN PREVIA.

• Investigar los mecanismos de biocatalisis (modelo de Michaelis-Menten, ecuaciones de Lineweaver-burk y Eadie hoftee).

La base de la mayoría de las determinaciones cinéticas es la observación de como la velocidad (v), de una reacción varía directamente con la concentración de cada una de las sustancias que actúan como reactivos para producir el producto.

Esta observación es expresada por medio de una ecuación de velocidad.

Por ejemplo, la ecuación de velocidad para la conversión, no enzimática, de un sustrato (S) a un producto por una reacción de isomerización sería:

La ecuación anterior refleja el hecho de que la velocidad de la reacción depende de la concentración de sustrato [S] .

Virtualmente todas las reacciones químicas, incluyendo las catalizadas por enzimas, se desarrollan contra una barrera energética que separa los reactivos de los productos.

Esta barrera, llamada Energía Libre de Activación, esta constituida por la diferencia entre la energía de los reactivos y un intermediario de alta-energía cuya formación es requerida para la transformación de reactivos a productos. Por ejemplo en la reacción:

A ↔T* →B

La conversión del reactivo A al producto B requiere suficiente energía para que el reactivo A adquiera una conformación intermedia de alta energía que precede a su conversión en producto y que se ha denominado Estado Activado o Estado de Transición T*. El alto valor de esta energía libre de transición, para la formación de este estado de alta energía, es lo que propicia que las reacciones químicas no catalizadas sean frecuentemente demasiado lentas.

Las enzimas no cambian las energías libres de los reactivos ni de los productos, ni tampoco cambian el punto de equilibrio de la reacción.

Las enzimas aceleran notablemente la velocidad con la cual dicho equilibrio de reacción será alcanzado.

La ecuación de Michaelis-Menten describe como varía la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas de acuerdo a la concentración de sustrato:

Para utilizar la ecuación de Michaelis-Menten deben asumirse diferentes cosas:

Las concentraciones relativas de E y S: La concentración de sustrato ([S]) es mucho mayor que la concentración de enzima ([E]), de manera que la proporción de sustrato fijo a la enzima es siempre relativamente pequeña.

La reacción esta en equilibrio: [ES] no cambia durante el tiempo (la reacción se asume en equilibrio de flujos), es decir, la velocidad de formación de ES esigual a la velocidad de su transformación en E + S y en E + P).

Velocidad Inicial: Deben usarse velocidades iniciales (vo). Esto significa que la velocidad de la reacción debe determinarse tan pronto como el sustrato y la enzima son mezclados. En dicho tiempo, la concentración de productos es despreciable

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