Práctica de La materia de Bioquímica I

Práctica de La materia de Bioquímica I, tercer semestres de La Carrera de ing. Bioquímica, semestre 2009-2010.

Practica 2. Enzimas: Catalasa y alfa-amilasa

Dra. America Pech y Akè

Enzimas: Catalasa y alfa-amilasa

Objetivos General. Que el alumno conozca, comprenda y pueda observa y valorar la acción de las enzimas en los alimentos y pueda comprender cada uno de los conceptos relacionados con las enzimas como son la catalasa y alfa amilasa en las practicas a realizar en diferentes alimentos y le permita alumno comprender el proceso para poder aplicarlo en la adquisición de conocimientos básicos y en los procesos industriales e investigación

particulares

1. Observar la presencia de la enzima catalasa en tejidos animales y vegetales.

2. Comprobar la acción de la temperatura sobre la actividad de las enzimas.

3. Comprobar la acción hidrolítica de la amilasa en los alimentos.

Las enzimas son proteínas que sirven como catalizadores. Ellas son las encargadas de regulas la catálisis, incrementando o disminuyendo la velocidad de las reacciones químicas, una enzima actúa sobre un sustrato específico, son sustancias que participan sin consumirse durante la reacción, son vitales para el funcionamiento del cuerpo en la digestión, ellas son las que hacen posible los procesos que normalmente podrían no ocurrir solo a temperaturas altas.

Las enzimas son proteínas que trabajan agrupadas con otro componentes no-proteínicos llamados coenzimas.

Los cofactores pueden ser:

Grupos orgánicos que son permanentemente unidos a la enzima (grupo prostético), Cationes iones metálicos cargados positivos (activadores), los cuales se unen temporalmente al sitio activo de la enzima dando una intensa carga positiva a la proteína de la enzima, una molécula orgánica, generalmente vitaminas o hecho de vitaminas (coenzimas), los cuales no permanecen unidos a la molécula de la enzima, pero se combina con el complejo enzima-sustrato temporalmente.

En las reacciones químicas las sustancias conocidas como reactivos actúan con otros para formar nuevas sustancias, llamadas productos. La energía es un componente muy importante en la reacción química, por que sirven como un almacén de energía, y requieren de una energía de activación para llevarse a cabo. Muchas de los procesos que se llevan a cabo en el cuerpo humano normalmente requieren temperaturas muy altas, temperaturas que no son sostenibles en para la vida humana.

Las proteínas en enzimas son generalmente globulares. Los enlaces intra e intermoleculares que mantienen a las estructuras secundarias y terciarias son modificadas o desnaturalizadas por la temperatura y cambios por el pH . este efecto cambia la forma y la actividad del sitio catalítico de una enzima, los cuales son muy sensibles a el pH y la temperatura.

La catalasa es una enzima común encontrada en los organismos vivos, donde funcionan como catalizadores en las reacciones de descomposición del peroxido de hidrógeno(H2O2) en agua y oxigeno.

La catalasa tiene uno de los recambios mas altos de todas las enzimas. Una molécula de catalasa podría convertir millones de moléculas de peroxido de hidrógeno a agua y oxigeno por segundos.

La catalasa es un tetramero de cuatro cadenas polipeptidicas, cada una larga cadena con 500 aminoácidos. contiene cuatro grupos hemo porfirinicos (hierro) que llevan a la enzima a reaccionar con el peroxido de hidrógeno. El pH optimo para la catalasa es aproximadamente de 7, la temperatura varia por especie

La reacción de descomposición del peroxido de hidrógeno

2 H2O2 → 2 H2O + O2

H2O2 + Fe(III)-E → H2O + O=Fe(IV)-E(.+)

H2O2 + O=Fe(IV)-E(.+) → H2O + Fe(III)-E + O2

Material

• Gradilla • 6 Tubos de ensayo • Mechero

• Pipetas • Agua oxigenada • Solución de lugol

• Soluciones de Fehling

Ay B

Bisturí • Baño María

• Agua oxigenada

• Almidón

Material biológico: los alumnos de cada equipo los proporcionan

Hígado de pollo, cerdo, res

Frutas y verduras, tomate, manzanas , peras , etc

La catalasa es una enzima que se encuentra en las células de los tejidos animales y vegetales.

La función de esta enzima en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se forma una molécula tóxica que es el peróxido de hidrógeno, H2O2 (agua oxigenada).

Esta enzima, la catalasa, lo descompone en agua y oxígeno, por lo que se soluciona problema.

La reacción de la catalasa sobre el H2O2, es la siguiente:

Reacción A

La existencia de catalasa en los tejidos animales, se aprovecha para utilizar el agua oxigenada como desinfectante cuando se echa sobre una herida. Como muchas de las bacterias patógenas son anaerobias (no pueden vivir con oxígeno), mueren con el desprendimiento de oxígeno que se produce cuando la catalasa de los tejidos actúa sobre el agua oxigenada

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

La catalasa (peróxido de hidrógeno: peróxido de hidrógeno oxidorreductasa, EC 1.11.1.6) 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.2 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.3

En algunas especies la CAT contiene moléculas de nicotinamín adenín dinucleótido fosfatado en su forma reducida (NADPH) ligadas estrechamente a la enzima; así se ha demostrado que la CAT humana y la de res están ligadas a 4 moléculas de NADPH, 1 en cada subunidad y que no existe interacción directa entre el grupo hemo y el NADPH.4 En la figura aparece la representación de una subunidad de la enzima.

El NADPH unido a la enzima no está involucrado en su actividad catalítica o peroxidativa. Esta molécula puede intervenir en la prevención y reversión parcial de la inactivación de la CAT por su propio sustrato tóxico

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