ESTUDIO CINETICO DEL ENZIMA ALFA – AMILASA

 ESTUDIO CINETICO DEL ENZIMA ALFA – AMILASA

LOPEZ ARCE, Angie¹; MUÑOZ OLAVE, Mateo².

laboratorio de Bioquímica, Programa de biología¹, Programa química farmacéutica², Facultad ciencias biológicas, Universidad ICESI

Santiago de Cali

Septiembre-29-2019

Análisis y Resultados.

1. estudio del efecto de la [E] sobre la velocidad de la reacción.

El almidón, no es realmente la composición de hidratos de carbono formados por la unión de varias moléculas de azúcar, si no que se considera como la repetición de la mezcla de dos unidades las cuales son la amilosa y la amilopectina. Por parte de la amilosa le da la característica de cadena lineal al almidón (enlaces alfa 1-4) con ramificaciones constituidas por amilopectina (enlaces alfa 1-6).

Las cadenas de almidón se unen entre sí por medio de enlaces de hidrogeno, formando una doble hélice. Esta característica permite el ingreso del Iᵌ⁻ el cual, se introduce directamente en el eje de la hélice de la amilosa, provocando así una coloración azul oscura.  (Miguel Calvo, s.f.)

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Ilustración 1:Enlaces en la amilopectina. Las flechas de color rojo señalan los enlaces a 1-4, la de color verde un enlace a 1-6 y la de color azul el extremo reductor terminal.

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Ilustración 2: Gráfica del ingreso del Iᵌ⁻ en el eje de la hélice alfa amilasa

Siguiendo con lo anterior, el enlace glucosídico de tipo alfa 1-4 el cual corresponde a la fracción de la amilasa es hidrolizado por la enzima alfa amilasa salival provocando en esta fracción un desdoblamiento hasta alfa dextrinas y luego hasta maltosa. Ocasionalmente, la hidrólisis llega a producir eritodextrinas las cuales pueden reaccionar con el lugol dando una tonalidad rojiza.

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Tabla 1:Prueba del estudio del efecto de la [E] sobre la velocidad de la reacción enzimática

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Ilustración 3: Gráfica de concentración versus tiempo de reacción.

V (tubo 1) = -0,1273 M/min

V (tubo 2) = -0,0909 M/min

V (tubo 3) = -0,1091 M/min

V (tubo 4) = -0,1455 M/min

NOTA: Cabe destacar que las velocidades que se dan en todos los experimentos son negativas, debido a que la velocidad es un vector que tiene dirección. En el caso de los experimentos aquí mencionados, el sustrato se iba consumiendo por lo que las velocidades darían negativas. Sin embargo, para hallar la eficiencia catalítica, el Km y el Kcat, sólo se tomó la magnitud de la velocidad y no su dirección.

Como se puede observar, la velocidad de reacción es más rápida en el tubo número cuatro, el cual contiene 0.4 mL del extracto enzimático, 2.6 mL de agua destilada y 2 mL de almidón. Éste resultado tiene validez con respecto a lo anteriormente mencionado, debido a que la enzima alfa amilasa salival tiene su óptimo funcionamiento junto a una menor cantidad de agua destilada a una temperatura de 37°C. A su vez, una mayor proporción de extracto enzimático en dicha cantidad de agua le brinda una mayor eficiencia catalítica y su actividad de enzima hidrolasa respectiva.

1. efecto del pH sobre la velocidad de una reacción enzimática. 

La alfa amilasa es una enzima que se encarga de la hidrólisis, por medio del ataque a los enlaces alfa 1,4 entre los residuos de la glucosa. La enzima puede ser óptima en rangos de pH variados y su producción se genera en el páncreas. Es por todo esto, que la enzima puede alcanzar una mayor eficiencia y especificidad a pH neutros, es decir, cercanos a 7. Por otro parte, la enzima posee un pliegue simétrico de 8 láminas β-plegadas arregladas en forma de espiral que están rodeadas por 8 hélices alfa.

En otro orden de ideas, en el extremo C-terminal de las láminas β del dominio A se encuentran los residuos aminoacídicos conservados que están implicados en la catálisis y en la unión del sustrato.

La temperatura óptima de la enzima amilasa es 37 °C.

El pH no afecta la actividad de la enzima directamente si no que modifica la concentración de protones. Por esta razón, sí está presente cualquier cambio brusco en el pH en las enzimas, pueden alterar el carácter iónico de los grupos amino y carboxilo en la superficie proteica, afectando así las propiedades catalíticas de la enzima. Si se obtiene un pH alto o bajo en el desarrollo de la desnaturalización de la enzima puede provocar la inactivación de esta.

A continuación, se muestra la estructura primaria y tridimensional de la enzima alfa amilasa salival, respectivamente.

>1C8Q:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE

EYSSNTQQGRTSIVHLFEWRWVDIALECERYLAPKGFGGVQVSPPNENVAIHNPFRPWWERYQPVSYKLCTRSGNEDEFRNMVTRCNNVGVRIYVDAVINHMCGNAVSAGTSSTCGSYFNPGSRDFPAVPYSGWDFNDGKCKTGSGDIENYNDATQVRDCRLSGLLDLALGKDYVRSKIAEYMNHLIDIGVAGFRIDASKHMWPGDIKAILDKLHNLNSNWFPEGSKPFIYQEVIDLGGEPIKSSDYFGNGRVTEFKYGAKLGTVIRKWNGEKMSYLKNWGEGWGFMPSDRALVFVDNHDNQRGHGAGGASILTFWDARLYKMAVGFMLAHPYGFTRVMSSYRWPRYFENGKDVNDWVGPPNDNGVTKEVTINPDTTCGNDWVCEHRWRQIRNMVNFRNVVDGQPFTNWYDNGSNQVAFGRGNRGFIVFNNDDWTFSLTLQTGLPAGTYCDVISGDKINGNCTGIKIYVSDDGKAHFSISNSAEDPFIAIHAESKL

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Ilustración 4:Representación tridimensional de la enzima alfa amilasa salival

Se obtuvieron los siguientes cálculos en la prueba de pH.

[pic 6]

 Tabla 2: Prueba del efecto del pH sobre la velocidad de una reacción enzimática

[pic 7]

Ilustración 5: Gráfica del efecto del pH versus tiempo de reacción enzimática.

V (tubo pH 4.0) = -----------

V (tubo pH 7.0) = -0,2667 M/min

Para poder empezar a analizar los resultados obtenidos hay que tener en cuenta un aspecto fundamental a la hora de analizar la actividad enzimática con respecto al pH. Este aspecto fundamental sería el pH corporal promedio del ser humano.

Según la News Medical Life Sciences, el pH del ser humano oscila entre 7.35 y 7.45. Este dato tan importante, da a conocer la importancia del pH en cuanto a la actividad enzimática en el cuerpo humano y es así como la mejor actividad junto a la eficiencia de la enzima se logra a través de la obtención de un pH cercano al pH promedio corporal.

según los resultados de la velocidad enzimática obtenidos en cuanto al pH, se puede observar que a un pH de 4.0, la enzima no hace ningún efecto con el almidón ya que conserva la misma coloración azul intensa (presencia de almidón) y tiene sentido al pensar que su actividad en el cuerpo se logra alcanzando un pH neutro. Por otra parte, en el pH de 7.0 se logra evidenciar una velocidad relativamente alta y presencia de la actividad enzimática (desaparece la coloración azul intensa y va disminuyendo un poco su tonalidad).

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