Post on 24-Jun-2015
INDICE
INTRODUCCION
El trabajo que presento se centra en el estudio de Las Enzimas con enfacis la
Oxidoreductasa Lipoxigenasa. Para ello abordaremos, desde una perspectiva en
degrade desde conceptos básicos hasta el estudio de un caso en profundidad.
Partiremos de la definición de una enzima y analizaremos la interacción la
actividad conjunta y, de manera particular
El trabajo se profundiza en la Enzima Oxidorreductasas: que catalizan reacciones
de oxidorreducción o redox. Precisan la colaboración de las coenzimas de
oxidorreducción (NAD+, NADP+, FAD) ya vistos en clases; que aceptan o ceden
los electrones correspondientes. Tras la acción catalítica, estas coenzimas quedan
modificadas en su grado de oxidación, por lo que deben ser recicladas antes de
volver a efectuar una nueva reacción catalítica. Ejemplos: deshidrogenasas,
peroxidasas.
He organizado la presentación de nuestro estudio en tres capítulos, de los cuales
los dos primeros se dedican a la exposición del marco teórico y el restante
constituye la presentación del estudio de lipoxigenasa. Pasamos a exponer de
forma sintética el contenido de los capítulos que conforman este trabajo para que
el lector pueda realizarse una primera representación mental del mismo.
CAPITULO I
CONCEPTOS BASICOS
Más peligroso que colmillo de serpiente es el hijo o la hija desagradecida
William Shakespeare
1.- LAS PROTEINAS
1.1.- DEFINICION
Las proteínas son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres
vivos. Son verdaderamente especiales por ser las sustancias centrales en casi
todos los procesos biológicos. Por ejemplo, todas las enzimas están compuestas
de estructuras proteínicas. Las enzimas son los catalizadores que permiten que
ocurran casi todas las reacciones químicas en los seres vivos. La vida, como la
conocemos, no sería posible sin las enzimas.
Además de las enzimas, hay muchas otras proteínas localizadas dentro de las
células. Junto con los lípidos, las proteínas son los componentes estructurales de
las membranas celulares. Las proteínas de las membranas ayudan a transportar
sustancias a través de la doble capa lipídica y trabajan como sitios receptores de
los neurotransmisores y de las hormonas.
Las proteínas son responsables del soporte estructural y del movimiento del
cuerpo humano. El tejido conectivo está compuesto de fibras proteínicas fuertes
que ayudan a unir la piel y el hueso. Los tejidos musculares están compuestos de
proteínas que se contraen; los huesos se mueven por músculos que se contraen.
Las proteínas también mueven los cromosomas de las células y las proyecciones
de látigo asociadas con diferentes células; por ejemplo, las células de los
espermas.
Otras funciones de las proteínas incluyen el transporte y almacenamiento de iones
y moléculas; por ejemplo, llevar el oxígeno de los pulmones a las células. Numero
hormonas, agentes de comunicación química, son estructuras proteínicas. Una de
las líneas de defensa más importantes contra los agentes infecciosos son las
proteínas denominadas inmunoglobulinas. Muchos de esos agentes infecciosos
que las inmunoglobulinas neutralizan también son proteínas.
Con tal diversidad de funciones, ¿cuál es la unidad básica de las proteínas? Las
proteínas son polímeros de los aminoácidos. Algunas contienen cientos y, en
algunos casos, miles de aminoácidos en estructuras de cadenas enroscadas pero
altamente organizadas. Por lo tanto, para entender las proteínas, primero hay que
estudiar los aminoácidos.
AMINOÁCIDOS
La hidrólisis total de las proteínas da lugar a veinte aminoácidos, que son los
llamados aminoácidos proteicos. Los aminoácidos son los monómeros de las
proteínas, que a su vez son polímeros lineales de aminoácidos. En ocasiones, la
hidrólisis de una proteína da lugar a aminoácidos con estructura diferente a la de
estos veinte. Se trata, por lo general, de modificaciones postraduccionales, esto
es, modificaciones químicas de los aminoácidos proteicos llevadas a cabo sobre la
molécula completa de proteína. Hay asimismo Aminoácidos no proteicos, que
teniendo una estructura química de aminoácido, no forman parte de las proteínas.
La estructura de los aminoácidos proteicos es siempre la misma (ver 3d). Se trata
de un átomo de carbono saturado, que recibe el nombre de carbono alfa-,
sustituido por:
• Un grupo amino, -NH2, que aparece como su forma protonada -NH3+
• Un grupo carboxilo, -COOH, que aparece como su forma disociada -COO-
• Un hidrógeno, -H
• Una cadena lateral, que es la que distingue unos aminoácidos de otros. En
este caso es un grupo metilo -CH3, correspondiente al aminoácidos Alanina.
• Obsérvese que tanto el grupo amino como el carboxilo aparecen ionizados;
amino como -NH3+ y carboxilo como -COO-.
Unidos al átomo de carbono alfa de los aminoácidos hay cuatro grupos diferentes.
Por lo tanto, el carbono alfa es un átomo de carbono quiral en todos los
aminoácidos excepto en el aminoácidos más sencillo, la glicina, la cual tiene un
segundo átomo de hidrógeno y no un grupo R unido al átomo de carbono alfa.
Los aminoácidos difieren en los grupos R unidos al átomo de carbono alfa. Estos
grupos R generalmente se conocen como cadenas laterales de los aminoácidos.
La mayoría de los seres vivos contienen aproximadamente 20 aminoácidos, más
algunos derivados de estos.
En el primer grupo, cada aminoácido contiene una cadena lateral alifática (una
cadena hidrocarbonada no aromática).
Clasificación de los aminoácidos
* Hay 22 aminoácidos conocidos que se clasifican del siguiente modo.
Aminoácidos esenciales: son 9 y se llaman así porque no pueden ser fabricados
por nuestro cuerpo (el resto si) y deben obtenerse a través de la alimentación. Los
aminoácidos esenciales son la Leucina, Isoleucina, Valina, Triptófano,
Fenilalanina, Metionina, Treonina, Lisina e Histidina.
* Aminoácidos no esenciales: son así mismos importantes pero si no se
encuentran en las cantidades adecuadas, pueden sintetizarse a partir de los
aminoácidos esenciales o directamente por el propio organismo. Estos
aminoácidos son ácido Glutámico, Alanina, Aspartato y Glutamina.
* Aminoácidos condicionalmente esenciales: serían esenciales sólo en ciertos
estados clínicos. Así la Taurina, Cisteína y la Tirosina suelen ser esenciales en
prematuros. La Arginina puede ser también esencial en casos de desnutrición o en
la recuperación de lesiones o cirugía. La Prolina, la Serina y la Glicina también
serían, puntualmente, esenciales.
* Por último tenemos a la Carnitina que muchos autores también incluyen como
aminoácido aunque es una sustancia sintetizada en nuestro cuerpo a partir de
otros aminoácidos.
PROPIEDADES QUÍMICAS
Puesto que los aminoácidos tienen un grupo ácido y un grupo básico, presentan
propiedades anfotéricas. Una sustancia anfotérica es aquella que puede aceptar y
donar un H+. En una solución ácida fuerte, una con un bajo pH, los aminoácidos
están totalmente protonados y tienen una carga positiva (la forma catiónica).
Si la solución es casi neutra, los aminoácidos existen como iones dipolares, o sea
iones con carga positiva y una carga negativa. Los iones dipolares también se
conocen como zwitteriones; ambos términos se utilizan comúnmente. Un
aminoácido que existe como un ion dipolar es neutro por las cargas positiva y
negativa se cancelan.
Para valores de pH altos, los aminoácidos se cargan negativamente (la forma
aniónica) porque los iones hidroxido sacan los H+ de las moléculas y en solución
se establece un equilibrio entre las tres formas.
Ejemplo, la valina:
• a pH 1, todos los grupos aparecen protonados: carboxilo como -COOH y
amino como -NH3+. El aminoácido tiene una carga positiva neta.
• A pH 7, el carboxilo se disocia (-COO-) y el amino sigue protonado (-NH3+);
el aminoácido tendrá simultáneamente carga positiva y negativa (zwitterion).
• A pH 13, el carboxilo sigue disociado (-COO-) y el amino pierde el protón (-
NH2); el aminoácido queda con una carga negativa.
Veamos a continuación las formas iónicas de un aminoácido di carboxílico (ácido
aspártico) en función del pH.
• A pH 1, todos los grupos aparecen protonados: los dos carboxilos como -
COOH y amino como -NH3+. El aminoácido tiene una carga positiva neta.
• A pH 3, el carboxilo de la cadena lateral y el grupo amino, aparecen
protonados (-COOH y -NH3+) y el -carboxilo disociado (-COO-). El aminoácido
está en torno a su punto isoeléctrico. A pH 7, los dos carboxilos están disociados
(-COO-) y el amino sigue protonado (-NH3+); el aminoácido tendrá
simultáneamente dos cargas negativas y una positiva (una negativa neta).
• A pH 13, los dos carboxilos siguen disociados (-COO-) y el amino pierde el
protón (-NH2); el aminoácido queda con dos cargas negativas netas.
Para concluir este análisis, consideremos las formas iónicas de la lisina que es un
aminoácido dibásico.
• A pH 1, todos los grupos aparecen protonados: el carboxilo como -COOH y
los dos aminos como -NH3+. El aminoácido tiene dos cargas positivas netas.
• A pH 7, el alfa-carboxilo disociado (-COO-) y los dos aminos protonados (-
NH3+). El aminoácido tiene una carga positiva neta.
• A pH 9.5, el carboxilo sigue disociado (-COO-) y el amino de la cadena
lateral sigue protonado (-NH3+); el alfa-amino aparece como (-NH2). El
aminoácido estará próximo a su punto isoeléctrico.
• A pH 13, el carboxilo sigue disociado (-COO-) y los dos aminos han perdido
el protón (-NH2); el aminoácido queda con una carga negativa neta.
La mayoría de las células tiene valores de pH aproximadamente neutros; por lo
tanto, la forma predominante de los aminoácidos en las células es el ion dipolar.
Puesto que el anión carboxilato -COO-, está cargado negativamente, y el grupo
amino protonado -NH3+, está cargado positivamente, el ion dipolar es una especie
química neutra. Si la forma iónica dipolar de un aminoácido se coloca entre dos
electrodos cargados opuestamente (electrólisis), los iones dipolares neutros no
son afectados. Las formas aniónica y catiónica de los aminoácidos migran hacia
los electrodos.
PÉPTIDOS Y POLIPÉPTIDOS
De todas las posibles reacciones de los ácidos carboxílicos y las aminas, la
reacción de formación de amidas es la más importante de los aminoácidos. Un
grupo carboxilato de un aminoácido se combina con un grupo amino de otro
aminoácido para producir una unión o un enlace amídico. Por ejemplo, el grupo
carboxilato de la glicina se combina con un grupo amino protonado de la alanina
para producir un dipéptido denominado glicilalanina.
El enlace peptídico (-CO-NH-) se representa normalmente como un enlace
sencillo. Sin embargo, posee una serie de características que lo aproximan más a
un doble enlace. Los átomos de C, N y O que participan en el enlace amida
presentan una hibridación sp2, de forma que los 5 orbitales enlazantes de tipo
sigma adoptan una disposición triangular plana.
Los electrones pi de los átomos de C, N y O no implicados en el enlace sigma
pueden formar orbitales híbridos pi. Como el N es menos electronegativo que el O,
el enlace C-O tiene un 60% de carácter de doble enlace mientras que el enlace C-
N tiene un 40%. Por lo tanto, se puede considerar que los enlaces C-O y N-C que
participan en el enlace peptídico tienen estructuras intermedias entre el enlace
sencillo y el enlace doble. Esta teoría se confirma por el hecho de que las
distancias interatómicas medidas en el enlace C-O y en el enlace C-N son
intermedias entre el enlace sencillo y el doble enlace. Esta disposición atómica
está estabilizada por resonancia, de forma que los seis átomos implicados en la
formación del enlace peptídico están contenidos en el mismo plano
. El carácter parcial de doble enlace impide la libre rotación de los átomos de C y
N, al ser éste un enlace rígido. Por lo tanto, las posibilidades conformacionales de
los péptidos son limitadas. Los péptidos sólo podrán cambiar de conformación por
giro de los C alfa tetraédricos (con hibridación sp3), pero no por rotación de los
átomos con hibridación sp2.
Un dipéptido, es un compuesto que consta de dos aminoácidos unidos por un
enlace amídico; puesto que este enlace une aminoácidos en compuestos
denominados péptidos y proteínas, los bioquímicos frecuentemente lo denominan
enlace peptídico. Si el grupo amino de la glicina se une al grupo carboxilato de la
alanina se forma un dipéptido diferente, la alanilglicina.
Los dipéptidos son los primeros miembros de una serie de compuestos
denominados péptidos. Éstos, son compuestos constituidos por moléculas de
cadenas cortas de aminoácidos enlazados.
Si usted observa las fórmulas anteriores, verá que el primer aminoácido tiene un
átomo de carbono del carboxilo unido al átomo de carbono del nitrógeno del
segundo aminoácido; éste es el enlace peptídico. En el primer aminoácido
permanece un grupo amonio libre y en el segundo grupo aminoácido permanece
un grupo carboxilato libre. Por convención, el aminoácido con un grupo amonio
libre siempre se escribe del lado izquierdo y se denomina aminoácido N-terminal.
En forma similar, el aminoácido con el grupo carboxilato libre se escribe en el lado
derecho y se denomina aminoácido C-terminal. La misma convención se utiliza
para los demás péptidos y polipéptidos.
El enlace peptídico establecido tiene una serie de propiedades interesantes. Para
ilustrarlas veamos el tripéptido Alanil-alanil-alanina. La unión peptídica tiene
polaridad, dado que se establece entre grupos distintos (un amino y un carboxilo).
Por lo tanto, en un extremo del péptido queda un grupo amino (-NH2) libre; es el
N-término o término amino: Mientras que en el extremo opuesto del péptido queda
un grupo carboxilo (-COOH) libre; es el C-término o término carboxilo.:
Convencionalmente, las cadenas polipeptídicas se numeran desde el N-término,
dando el número 1 al aminoácido que lo ocupa, y así sucesivamente hasta llegar
al C-término. Cuando están formando parte de un polipéptido, los aminoácidos
reciben el nombre de residuos o restos. En este caso de ejemplo R1, R2 y R3.
Veamos ahora de forma pormenorizada la estructura del enlace peptídico: en
primer lugar, vemos que el enlace peptídico -CO-NH- es una estructura plana.
Esto se debe a que el enlace peptídico tiene carácter de doble enlace, estando
impedida por tanto la rotación en torno al mismo. Los dos carbonos alfa se sitúan
en trans- respecto al enlace peptídico, siendo esta disposición general en todas
las proteínas (con algunas excepciones). El plano determinado por los dos
carbonos alfa, el grupo -CO- y el grupo -NH-, es decir, seis átomos: recibe el
nombre de plano peptídico.
Podemos observar que las cadenas laterales (en este caso, los grupos metilo de
la alanina) se sitúan asimismo en trans- unas con otras. La cadena lateral tiene
una importancia muy grande en cuanto a la configuración del péptido. Para
apreciar este particular, veamos sucesivamente la estructura de varios péptidos
constituídos a partir de diferentes aminoácidos.
Si asumimos que existen 20 aminoácidos en la naturaleza, ¿cuántos dipéptidos
diferentes pueden existir? Puesto que cualquier aminoácido se puede combinar
con cualquiera de los 20 aminoácidos, existen 20 posibilidades diferentes en el
extremo N-terminal y 20 posibilidades diferentes en el extremo C-terminal. Por lo
tanto pueden existir 20 x 20 o sea 400 dipéptidos diferentes en la naturaleza. Hay
203 o sea 8000 posibles tripéptidos, y 204 o sea 160000 posibles tetrapéptidos.
Funciones de los péptidos
En los animales superiores llama la atención el hecho de cómo unos pocos
aminoácidos que no presentan actividad alguna en forma aislada son capaces de
desencadenar respuestas biológicas tan intensas. Los péptidos se producen
generalmente mediante la hidrólisis de proteínas precursoras, aunque en hongos y
bacterias existen sistemas de síntesis peptídica no ribosómica, en los cuales los
aminoácidos son activados a través de una vía diferente.
Entre las funciones biológicas más importantes que realizan los péptidos podemos
destacar las siguientes:
• Agentes vasoactivos: El agente hipertensor más potente que se conoce es
la angiotensina II, un octapéptido que se origina mediante la hidrólisis de una
proteína precursora que se llama angiotensinógeno, y que no tiene actividad
vasopresora. Otros péptidos son agentes hipotensores (tienen actividad
vasodilatadora). Uno de los mejor conocidos es la bradiquinina, un nonapéptido
que se origina mediante la hidrólisis de una proteína precursora que se llama
quininógeno. En el modelo molecular anterior, se omiten los dobles enlaces de la
bradiquinina.
• Hormonas: Las hormonas son señales químicas que ejercen su acción
sobre órganos y tejidos situados lejos del lugar donde se han sintetizado. Muchas
hormonas tienen estructura peptídica, como por ejemplo la oxitocina (nonapéptido
que provoca la contracción uterina y la secreción de leche por la glándula
mamaria), la vasopresina (nonapéptido que induce la reabsorción de agua en el
riñón), la somatostatina (tetradecapéptido que inhibe la liberación de la hormona
del crecimiento). La insulina y el glucagón son proteínas producidas por el
páncreas y que regulan el metabolismo de los azúcares. En el modelo molecular
anterior, se observa cómo la insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas
unidas entre sí mediante tres puentes disulfuro (en amarillo). En la representación
de la oxitocina no aparecen los átomos de hidrógeno ni los dobles enlaces.
• Neurotransmisores: Los neurotransmisores son el producto de síntesis
específico por parte de la neurona y que es liberado al medio extracelular en el
proceso que se denomina sinapsis, ejerce su acción sobre receptores específicos
de membrana que son, lógicamente, diferentes para cada neurotransmisor. Estos
receptores específicos de membrana se sitúan tanto en neuronas y otras células
efectoras como en la propia neurona de síntesis. Están localizados en el sistema
nervioso, si bien su distribución accede a otros tejidos como el muscular y el
hormonal. Son neurotransmisores peptídicos las encefalinas (pentapéptido), las
endorfinas (pentapéptido) y la sustancia P (undecapéptido).
• Antibióticos: La valinomicina y la gramicidina son dos péptidos cíclicos con
acción antibiótica. Los dos contienen aminoácidos de la serie D, además de otros
aminoácidos no proteicos. La valinomicina es un ionóforo: es capaz de transportar
iones potasio (en color verde en la figura) a través de las membranas biológicas.
CAPITULO II
LAS ENZIMASLa inhumanidad del hombre hace que el mundo se mantenga de luto.
Robert Burns
UTILIZACIÓN DE ENZIMAS EN LA ELABORACIÓN DE ALIMENTOS
Los enzimas son proteínas (en su inmensa mayoría) que catalizan, o dicho de
otro modo, aceleran la velocidad de las reacciones químicas. Los enzimas pueden
ser utilizados, y de hecho se utilizan, para la producción de alimentos de manera
industrial.
Los enzimas son imprescindibles para la vida de los seres vivos. Sin ellos,
reacciones necesarias para digerir los alimentos, el envío de señales nerviosas, o
la contracción de los músculos se darían a velocidades tan lentas que no sería
posible la vida.
Algunos enzimas no requieren para su funcionamiento más que los aminoácidos
con los que están constituidos. Otros, por el contrario, precisan de un cofactor que
suele ser un ión inorgánico como el hierro, el magnesio, el zinc, el manganeso,
etc., o un complejo orgánico o metaloorgánico que recibe el nombre de coenzima.
A groso modo, los enzimas funcionan de la siguiente forma:
Las reacciones catalizadas enzimáticamente, tienen lugar en los confines de una
bolsa del enzima que recibe el nombre de sitio activo. La molécula sobre la que
actúa el enzima se denomina sustrato. Cuando el enzima y el sustrato se unen, se
da una serie de mecanismo de reacciones que pueden ser más o menos
complejos según cada situación individual, obteniéndose finalmente el producto.
Los enzimas suelen acelerar las reacciones químicas del orden de entre 107 y
1014 veces. El equilibrio de una reacción no resulta modificado por el enzima pero
sí la velocidad de reacción. Cada reacción tiene su equilibrio, de manera que si
tenemos 10 de A (explicándolo para que se entienda) y el equilibrio de la reacción
está establecido en obtener a partir de 10 unidades de A (que sería el sustrato), 3
de A y 7 de B (que sería el producto), esta proporción se obtendrá tanto por medio
de una reacción catalizada por un enzima como si la reacción está sin catalizar. La
diferencia estriba en que si se utiliza un enzima, el tiempo que se va a tardar en
obtener dicho resultado va a ser menor que si no se utilizara. Los enzimas actúan
disminuyendo la energía de activación de la subreacción que tiene una energía de
activación más alta dentro del conjunto de subreacciones, y que va a ser,
precisamente, la que supone el paso limitante para que la reacción se lleve a
cabo. Lo anteriormente expuesto está sumamente resumido pero es adecuado
para el propósito del artículo.
Las cuatro características principales de los enzimas son:
• Efecto catalítico extraordinariamente eficaz: Aumentan la velocidad de las
reacciones muchísimo. Ya se ha indicado con anterioridad este hecho.
• Son muy específicos: Actúan sobre un tipo de sustrato muy concreto. Aún y
todo la especificidad es variable.
• Amplia versatilidad: Actúan sobre todo tipo de reacciones. Casi todas las
reacciones se pueden catalizar por un enzima (que será diferente en cada caso).
• Posibilidad de control de su actividad. Esto tiene una gran utilidad en la
industria alimentaria porqué cuando ya no interesa que prosiga la actividad del
enzima se puede inactivar por aplicación de calor. No olvidemos que los enzimas
son proteínas. Igualmente, se puede utilizar el frío para inactivarlos pero tiene el
inconveniente de que si más tarde se vuelve a colocar el alimento a temperatura
ambiente, se reanudará la actividad enzimática, mientras que con la aplicación de
calor, si se vuelve a colocar el alimento a temperaturas del orden de 20ºC, los
enzimas ya no actuarán ya que se han inactivado irreversiblemente.
Los factores que regulan la actividad enzimática en los alimentos son el PH, la
temperatura, la actividad de agua, la presencia de iones y su concentración, y la
aplicación de radiaciones ionizantes.
PH:
Normalmente los enzimas actúan a PH cercanos al neutro, en torno a entre 5 y 8
aunque existen excepciones como la tripsina que actúa a PH en torno a 2, o la
lipooxigenasa que lo hace a PH básico en torno a 9.
Así pues, la actividad de un enzima está restringida a un intervalo de estabilidad.
Si por ejemplo, tenemos un enzima cuyo intervalo de estabilidad está situado a PH
entre 5 y 8, quiere decir que en ese intervalo el enzima funcionará “a pleno
rendimiento” o cercano al máximo. Si el PH se modifica y se coloca un poco por
encima o por debajo del intervalo indicado con anterioridad, el enzima se
inactivará de forma reversible, es decir, funcionará muy poco pero si se vuelve a
modificar el PH y se coloca de nuevo en torno a 5 y 8, el enzima volverá a
funcionar “a pleno rendimiento”. Por último, si el PH se ha modificado a PH lejanos
por debajo de 5 o por encima de 8 (por ejemplo 3 o 10), el enzima se inactiva
irreversiblemente y no volverá a tener actividad aunque lo coloquemos al PH
óptimo. Esto es debido a que en este último caso, el enzima ha cambiado de
estructura y se ha desnaturalizado, mientras que en el caso anterior, colocando el
enzima a PH algo mayor o algo por debajo de 8 y 5, tan solo se han dado cambios
en el estado de ionización de los grupos disociables del centro activo del enzima.
Este hecho se utiliza en alimentos en los que interesa favorecer o inhibir la
actividad enzimática. Así por ejemplo, las fenoloxidasas son enzimas que existen
de forma endógena en alimentos como verduras y frutas, y son responsables del
pardeamiento u oscurecimiento de estos alimentos, hecho que no es deseable. El
PH óptimo o de máxima actividad de estos enzimas se encuentra en torno a 6,5
por lo que si se rebaja el PH a 3 con un acidulante, se inactiva dicho enzima cuya
actividad es indeseable. Si nos fijamos en los etiquetados de los alimentos, seguro
que encontramos algún acidulante como por ejemplo el ácido cítrico, que es
utilizado con este fin.
TEMPERATURA:
Las altas temperaturas son enormemente utilizadas para aumentar la actividad de
un enzima que interese o para inactivar irreversiblemente el enzima.
Una reacción enzimática, aumenta la velocidad con el aumento de la temperatura.
Pero llegando a un punto, que será variable según el caso, la actividad del enzima
cae drásticamente ya que se está desnaturalizando. Por ello, la temperatura
óptima de reacción es aquella en la cual el enzima no se desnaturaliza pero si se
aumenta un poco la temperatura si se desnaturalizará perdiendo su actividad. En
esta temperatura óptima el enzima actúa a una velocidad mayor que si no se
hubiera dado el calentamiento pero todavía no se ha visto afectada su estructura
por una temperatura excesiva. Esta temperatura se suele situar generalmente en
torno a los 40ºC, aunque varía muchísimo según cada enzima.
Por otra parte, cuando las temperaturas se hacen descender a 5, 0ºC o incluso por
debajo, el enzima desciende generalmente su actividad pero volverá a recuperarla
si se aumenta la temperatura, ya que el enzima no suele sufrir cambios en su
estructura. Existen algunas excepciones como las micooxigenasas que incluso a
temperaturas tan bajas son capaces de catalizar la oxidación de lípidos por lo que
el alimento se deteriorará si no se inhibe la actividad de los enzimas por otros
métodos. Es por ello que a la refrigeración o congelado de frutas y verduras, le
suele preceder un escaldado.
ACTIVIDAD DE AGUA:
La actividad enzimática suele ir de más a menos según el agua existente en un
alimento sea agua libre, agua débilmente ligada o agua fuertemente ligada. Los
enzimas necesitan agua para su actividad. Una excepción es la lipooxigenasa que
puede actuar en alimentos con actividad de agua de 0,2.
PRESENCIA DE IONES Y SU CONCENTRACIÓN:
En algunos casos, la presencia de ciertos iones activan los enzimas ya que actúan
como cofactores. Ejemplos: sodio, potasio, magnesio, zinc, hierro, cadmio, cobre,
manganeso, etc.
Por otra parte, existen algunos elementos que si se presentan en los alimentos,
impiden drásticamente la actividad de los enzimas como el plomo o el mercurio
que son envenenadores enzimáticos.
Finalmente, algunos iones pueden activar o inactivar determinados enzimas según
la concentración en la que se encuentren.
RADIACIONES IONIZANTES:
Las radiaciones ionizantes se emplean para conservar alimentos reduciendo la
vida microbiana. Así mismo, son capaces de inactivar enzimas en ocasiones. La
radiación necesaria irá en función de una serie de factores como concentración del
enzima, temperatura del alimento, PH, etc.
La alteración de un alimento puede ser debida a enzimas endógenos o exógenos.
Si los enzimas endógenos para una determinada actividad son insuficientes, con
un proceso tecnológico se pueden añadir sistemas enzimáticos exógenos.
Cuando se trata de un enzima exógeno, la aplicación se puede llevar a cabo de
diferentes formas:
Preparado soluble purificado: El enzima se encuentra solubilizado en disolución o
en polvo, y se añade al alimento en una determinada concentración.
Aplicación de enzimas inmovilizados: Los enzimas están fijos sobre un soporte de
materia inerte: Se pasa el alimento líquido a través del soporte de modo continuo.
Las distintas formas de inmovilización de los enzimas son:
• Enzimas unidos: Se unen mediante un enlace covalente o bien están
adsorbidos a una superficie mediante interacciones de otro tipo.
• Enzimas encerrados: Enzimas encerrados en el interior de una matriz, y son
accesibles desde el exterior mediante poros.
• Microencapsulados: La enzima se encierra en unas microcápsulas.
• Enzimas incluidos en redes: El enzima forma parte de una red y pueden
reaccionar con algunos complejos como el glutaraldehido.
Los enzimas se clasifican en seis tipos según la clase a la que pertenecen:
1.- Oxidorreductasas: Se basan en la transferencia de electrones. Generalmente
suelen necesitar cofactores.
2.- Transferasas: Son reacciones de transferencia de grupos: De un sustrato
donante se transfiere a un sustrato receptor.
3.- Hidrolasas: Son transferasas, pero lo que se transfiere es el agua. Son
reacciones de hidrólisis en las que el agua actúa como disolvente y sustrato a la
vez.
4.- Liasas: Son reacciones de adición de grupos a dobles enlaces.
5.- Isomerasas: Se dan cambios intramoleculares para dar isómeros.
6.- Ligasas: Se da formación de enlaces covalentes con hidrólisis de ATP.
De los seis tipos expuestos con anterioridad, las hidrolasas sobre todo, las
isomerasas y oxidorreductasas son las que se utilizan en la industria alimentaria.
Algunos ejemplos:
OXIDORREDUCTASAS:
(Deshidrogenasas; Oxidasas; Reductasas)
Clase de todas las enzimas que catalizan reacciones de oxidación-reducción. El
sustrato que es oxidado es considerado donador de hidrógeno. El nombre
sistemático está basado en la oxidorreductasa donadora: aceptora. El nombre
recomendado es deshidrogenasa, siempre que sea posible. Como alternativa
puede usarse reductasa. Oxidasa sólo se usa en los casos en que el O2 es el
aceptor.
Glucosa Oxidasa: Cataliza la oxidación de la glucosa desprendiéndose agua
oxigenada. Se utiliza en alimentos en los que hay propensión a la reacción de
Maillard, de manera que eliminando la glucosa se evita esta reacción de
pardeamiento no enzimático.
Catalasa: Cataliza la descomposición de agua oxigenada. Se utiliza
conjuntamente con la glucosa oxidasa porqué el agua oxigenada tiene efectos
sobre el alimento no deseables.
Lipooxigenasa: Cataliza la oxidación de lípidos insaturados a hidroperóxidos
(compuestos intermediarios de la reacción de oxidación). Se utiliza para el
blanqueado de las harinas, para eliminar el color amarillento de las harinas por
presencia de carotenoides.
Origen
Obtención de soya y otras plantas.
Importancía tecnológica
Encienden clorofilas y carotenoides en sustancias descoloridas: destiñen harinas.
Además, aumentan la tolerancia de amasar de las masas panarias.
HIDROLASAS:
Proteasas: Hidrolizan las proteínas, se utilizan ampliamente para la elaboración
del queso, aparición de sabores cárnicos, etc.
Glucosidasas: Se utiliza para la hidrólisis de glúcidos complejos para multitud de
finalidades como elaboración de jarabes de maltosa, de glucosa, de
maltodextrinas, etc. Algunos ejemplos son la alfa amilasa, beta amilasa,
glucoamilasa, isoamilasa, lactasa, invertasa, mezcla de glucosidasas, enzimas
pectinolíticos, alfa ramnosidasas, etc.
Lipasas: Catalizan la hidrólisis de triglicéridos hasta diglicéridos primero, y
finalmente hacia 2-monoglicéridos. Se emplean en procesos de maduración de
quesos, maduración de embutidos, productos de panadería para dar mayor
jugosidad, etc.
Tanasa: Hidroliza los taninos, interesa esta hidrólisis porqué los taninos tienen
carácter astringente (sequedad de boca).
ISOMERASAS:
Glucosa isomerasa: Cataliza la transformación de glucosa a fructosa: La fructosa
se emplea en productos dietéticos para personas diabéticas.
No se puede utilizar cualquier enzima para el procesado de los alimentos. Existen
una serie de normas básicas sobre la utilización de enzimas exógenos que se
pueden resumir de la siguiente forma:
Si se utiliza un enzima que está presente en algún alimento, se cataloga como
seguro y no se hace ningún estudio.
Cuando se utiliza un enzima producido por un microorganismo no patógeno, se
necesitarán unos estudios a corto plazo.
Finalmente, los enzimas de fuentes sospechosas como microorganismos
patógenos o sustancia no alimenticias, precisarán de estudios toxicológicos
amplios y a largo plazo.
Los enzimas se utilizan tanto en la industria alimentaria en la cual se espera una
expansión del mercado en los próximos años, como en la elaboración de
detergentes, en industria textil, del cuero, del papel, en limpieza de lentes de
contacto, tratamiento de residuos, salud animal, etc.
En la industria alimentaria, las aplicaciones principales son las siguientes:
1.- Mejora de la materia primas: Por ejemplo, en la adición de alfa amilasas a la
harina para la panificación produciendo azúcares fermentables necesarios para las
levaduras.
2.- Aumento del rendimiento de un proceso: Por ejemplo, en la utilización de
enzimas pectinolíticos para aumentar la extracción del zumo de frutas.
3.- Síntesis de ingredientes, aditivos, aromas y sabores: Está en expansión. Se
sintetiza el aspartame, jarabe de fructosa, hidrolizados de proteínas, triglicéridos
de cadena media, lípidos estructurados, etc.
4.- Reactivos analíticos y biosensores.
5.- Mejora de la calidad del producto final: Por ejemplo, las proteasas se utilizan en
la cervecería para prevenir la espuma y la formación de precipitados por el frío,
mientras que las lipasas se utilizan en los quesos para potenciar su sabor.
6.- Tratamiento de residuos: Por ejemplo, la beta galactosidasa se utiliza para el
aprovechamiento del lactosuero y las lipasas para el aprovechamiento de grasas
residuales provenientes de la fritura.
7.- Mejora de la producción animal: Se añaden enzimas a los piensos para que
estos sean más aprovechables para el aparato digestivo de los animales y así
aumente su productividad. En los últimos diez años y a nivel mundial, la venta de
extractos enzimáticos para alimentación animal se ha multiplicado por quince. Y se
espera una expansión aún mayor.
Los enzimas que se utilizan en la industria alimentaria se pueden obtener a partir
de animales, plantas o microorganismos. El 90% de los enzimas que se emplean
tienen su origen en los microorganismos ya que son más económicos, y se puede
obtener una gran variedad de enzimas.
En ocasiones, se emplean los procesos químicos en la elaboración de los
alimentos en las cuales las condiciones de trabajo son muy extremas como es el
caso de la hidrólisis química del almidón. Esta condiciones agresivas comprenden
temperaturas y presiones muy altas, PH extremos y elevada salinidad por lo que
se producen muchos productos secundarios no deseados frente a los procesos
enzimáticos en los cuales apenas existen productos secundarios no deseados
dado que las condiciones de trabajo son suaves. Por otra parte, el punto final del
proceso químico es más difícil de controlar que en uno enzimático ya que en este
último se pueden inactivar los enzimas con aplicación de calor o cambios de PH.
Hasta ahora hemos visto que los procesos enzimáticos son más ventajosos que
los químicos, pero los tiempos de reacción son muchísimos más largos en los
procesos enzimáticos y es por esto que en ocasiones merece la pena la aplicación
de los procesos químicos frente a los enzimáticos a pesar de las desventajas
existentes. Además, los reactivos empleados en los procesos químicos suelen ser
más económicos.
CAPITULO III
LIPOXIGENASA
Ningún hombre es demasiado bueno para gobernar a otro sin su consentimiento.
Abraham Lincoln
DEFINICION
La lipooxigenasa, es una enzima humana, miembro de la familia de lipooxigenasas
con un peso molecular entre 72,000-80,000 y 672 o 673 aminoácidos. Su función
es la de transformar a los ácidos grasos en leucotrienos y es uno de los más
recientes enfoques farmacológicos para intervenciones en un variado número de
enfermedades, incluyendo el asma.
Son muy importantes ya que tienen muchos efectos sobre la calidad (directa e
indirectamente).Sobre su distribución,
Están en productos vegetales como cereales, leguminosos, frutas, hortalizas, y en
animales. Su acción afecta al aroma, sabor, color y valor nutritivo de los alimentos.
CARACTERÍSTICAS
-Las lipoxigenasas son dioxigenasas: en la oxidación incorporan dos átomos de
O2; se oxidan los ácidos grasos, lo cual produce hidroperóxidos estereospecíficos,
los cuales se forman a partir de una determinada posición del AG. Esta oxidación
enzimática no hay que confundirla con otro proceso de oxidación (autoxidación), el
cual es no enzimático.
-Las lipoxigensas son metaloenzimas con Fe no hemo.
Tipo de sustratos sobre los que actúan
Sólo actúan sobre unos determinados AG insaturados, pero no todos, sólo
aquellos con estructura cis, cis-1,4 pentadieno:
Esto indica que deben tener al menos dos insaturaciones, como el ácido linoléico y
linoleico en vegetales o el ácido ara-
quidónico en animales.
ESPECIFICIDAD
-Su especificidad depende del tipo de sustrato sobre el que actúan y sobre los
productos quer formen; así, hay lipoxigena-
sas que actúan sobre AG libres y
AG esterificados (que forman parte de fosfoglicéridos y triglecéridos)
-estereospecificidad: respecto al producto que forman: forman el 9-hidroperóxido o
el 13-hidroperóxido.
Esta variabilidad en su especificidad indica la existencia de isoenzimas.
FUNCIÓN BIOLÓGICA
-En vegetales las lipoxigenasas aumentan su actividad durante la maduración;
esto se debe a que están involucradas en la síntesis de etileno durante la
maduración.
-Están implicadas en el desarrollo de aromas característicos de algunos vegetales.
-En animales están implicadas en la oxidación de AG de membrana, como el
araquidónico; esto produce la formación de compuestos de actividad biológica,
como las prostaglandinas.
MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS LIPOXIGENASAS
1.- Extracción estereospecífica de un H; aquí en el enzima el Fe2+ pasa a Fe3+:
La forma activa del enzima es Enzima-Fe3+
2.- el enzima ahora forma un complejo con el O2
El enzima unido al Fe2+ activa el O2, se forma un complejo
metal-oxigeno activado el cual se une a las posiciones 9 y 13
Activadas y después se une un protón, el H+ que se liberaba
en la etapa anterior.
Se forman al final los hidroperóxidos 9 y 13.
TIPOS DE LIPOXIGENASAS
Hay dos tipos, ambas se diferencian en los requisitos del sustrato sobre el que
actúan y según el producto que se forme.
a) Lipoxigenasas tipo I fotoc.3.26
-actúan sobre AG libres (sólo libres), se necesita pues la actuación de una lipasa
previa.
-se forma un producto estereospecífico: forman o bien el 9-hidroperóxido o bien el
13, pero nunca ambos.
b) Lipoxigenasas tipo II
-actúan sobre AG libres y AG esterificados.
-menos esterospecíficos, pueden formar tanto el 9 como el 13, incluso en
proporciones similares
-capacidad de cooxidación: capacidad de oxidar a través de radicales libres otros
sustratos; afecta a AG, carotenoides, clorofilas...
cooxidación:
LH: ác.linolénico o
ác linoléico
RH: conjunto de
ácidos grasos insat.
En la cooxidación lo que ocurre es que los radicales libres pueden provocar la
aparición de radicales libres de otros compuestos, como ácidos grasos (RH) o en
los carotenos (Car-H).El LOO• provoca la aparición pues de radicales libres en AG
insaturados, los cuales por acción de oxígeno desencadenan una serie de
reacciones (autoxidación).Como consecuencia se forman multitud de compuestos,
muchos compuestos carbonilos volátiles que contribuyen al enrancia miento del
alimento. También se pueden oxidar carotenoides y clorofilas: el radical libre LOO•
provoca la aparición de radica-les libres en carotenos y clorofilas, los cuales
reaccionan con O2 que conduce a una degradación de carot.y clorof. y pérdida de
color.
LEUCOTRIENO
Los leucotrienos (LT) son ácidos grasos derivados del metabolismo oxidativo del
ácido araquidónico por la vía de la 5-lipooxigenasa. Deben su nombre al hecho de
que originalmente fueron aislados a finales de los años 1970 a partir de los
leucocitos y a que contienen tres enlaces dobles conjugados en su estructura
hidrocarbonada.
Así, los leucotrienos se forman a partir del ácido araquidónico que, por
oxigenación de una lipooxigenasa (enzima) es convertido en un hidroperóxido: el
5-hidroperoxieicosantetranoico (HPETE). Los leucotrienos son constrictores
extremadamente potentes de la musculatura lisa. Como las vías aéreas periféricas
de los pulmones son muy sensibles, es posible relacionar entonces este tipo de
sustancias con las dificultades respiratorias de los pacientes asmáticos.
Además, los leucotrienos participan en los procesos de inflamación crónica,
aumentando la permeabilidad vascular y favoreciendo, por tanto, el edema de la
zona afectada
Bioquímica
Los sustratos y productos de los ácidos grasos esenciales y los leucotrienos
producidos por la 5-LO incluyen:
• Ácido araquidónico (AA) produce la serie 4 de leucotrienos: LTB4, LTC4,
LTD4, LTE4 — generalmente de naturaleza proinflamatoria.
• Ácido eicosapentaenoico (EPA) produce la serie 5 de leucotrienos (LTB5,
LTC5, LTD5, LTE5 — todos antiinflamatorios.
• Ácido gama-linolénico (GLA vía el intermediario ácido dihomo-gama-
linolénico]]) no produce leucotrienos, pero inhibe la conversión del AA.
La 5-LO es activada por la proteína activadora de la 5-lipoxigenasa (FLAP).
Funciones
Estimulada por el incremento en las concentraciones de calcio—y probablemente
ATP—, la 5-LO cataliza la oxidación del AA en la posición 5 produciendo el ácido
5-hidroxiperoxieicosatetraenoico (5-HPETE). Luego, el 5-LO convierte al 5-HPETE
al leucotrieno A4.
produciendo 12- y 15-HPETE. Estas rutas metabólicas producen lipoxinas.
Importancia clínica
Por ejemplo el 5-LO es blanco de investigaciones farmacéuticas en las
coronariopatías. Se ha demostrado que ciertos individuos con el alelo variante
para el 5-LO se encuentran con riesgos elevados de una enfermedad coronaria. El
5-LO se expresa en células del cerebro y pueden participar en trastornos
neuropatológicos.
Las mutaciones en la región promotor de este gen conllevan a una respuesta
disminuida a medicamentos antileucotrienos usados en el tratamiento del asma y
pueden estar asociados a la arteriosclerosis y ciertas formas de cáncer.
Alternativamente empalmadas variantes de la transcripción se han observado,
pero su naturaleza integral no se ha determinado.
Inhibidores de la 5-LO
Por razón de que los leucotrienos son importantes en la etiología de los síntomas
patológicos del asma, los inhibidores de la 5-LO fueron producidos como
tratamiento de esa enfermedad. El único inhibidor de la 5-LO producido
comercialmente para el tratamiento humano del asma es el zileutón.
La minociclina, aunque es principalmente usado como antibiótico tetraciclina, es
también un inhibidor de la 5-LO Se ha indicado para trastornos reumáticos y la
artritis reumatoidea.
ACCION DE LIPOXIGENASA
Ácido graso proceso
biosintético
Las reacciones químicas y Rutas resultando en la
formación de un ácido graso Cualquiera de los
ácidos alifáticos monocarboxílicos que pueden
ser liberados por hidrólisis De naturalmente
presentes en Grasas y Aceites. Los ácidos
grasos son predominantemente ácidos de
cadena lineal de 4 a 24 átomos de carbono que
pueden ser saturados o insaturados, ramificados
ácidos grasos y ácidos grasos hidroxilados
también ocurren y muy larga cadena de ácidos
de más de 30 carbonos son encontrados en
ceras
Proceso biosintético de
lípidos
Las reacciones químicas y Rutas resultando en la
formación de compuestos solubles en lípidos en
un disolvente orgánico pero no o lentamente en
un solvente acuoso.
proceso biosintético lipoxi Las reacciones químicas y Rutas den lugar a la
formación de cualquier lipoxi Cualquiera de un
grupo de compuestos biológicamente activos
formados por el metabolismo oxidativo de los
ácidos grasos poliinsaturados.
Reducción Oxidación El proceso de eliminación o adición de uno o más
electrones con o sin la supresión concomitante o
adición de un protón o protones.
Citoplasma Todo el contenido de una célula se excluyen de
la membrana plasmática y el núcleo, pero
incluyendo otras estructuras subcelulares.
Membrana Doble capa de moléculas de lípidos que rodea
todas las células y organelos en eucariontes
Muchos: puede ser una bicapa lipídica simple o
doble; Además incluye las proteínas asociadas.
Actividad catalítica Catálisis de una reacción bioquímica a
temperaturas fisiológicas. Biológicamente en
reacciones catalizadas los reactivos se conocen
como sustratos y los catalizadores son
sustancias naturales conocidas como enzimas
macromoleculares. Las enzimas específicas
Poseer sitios de unión para los sustratos y se
componen generalmente todo o en parte de la
proteína ARN, pero que tiene actividad catalítica
(ribozimas) es a menudo también se consideran
enzimática.
Actividad oxidorreductasa Catálisis de una reducción de la oxidación
(redox) Reacción reversible una reacción química
en la cual el estado de oxidación de un átomo o
átomos dentro de una molécula está alterada.
Uno actúa como un sustrato de hidrógeno o
electrones de los donantes y oxidada se
convierte Mientras que el otro actúa como
hidrógeno o Aceptador de electrones y se
reduce.
Actividad oxidorreductasa
que actúan en donantes
individuales con la
incorporación de oxígeno
molecular incorporación
de dos átomos de oxígeno
Catálisis de una reducción de la oxidación
(redox) Reacción en la que el hidrógeno o
electrones son transferidos de un donante y dos
átomos de oxígeno se incorpora a un donante.
Actividad Liasa Catálisis de la escisión de CCCOCN y otras
obligaciones por medios distintos de la hidrólisis
o la oxidación o la inversa Adición de un grupo a
un doble enlace. Se diferencian de otras enzimas
en dos sustratos que están involucrados en
Dirección de reacción pero sólo una de la otra
dirección. Al dar curso a un solo sustrato una
molécula es eliminado y esto genera un nuevo
enlace doble o un nuevo anillo.
Atascamiento Metal del
ion
Interactuar de forma selectiva y no
covalentemente con cualquier ion metálico.
actividad lipoxigenasa del Catálisis de la reacción: ácido araquidónico + O2
ácido araquidónico = (5z 9e 11z 14z) (8r) 8 Hydroperoxyicosa 5 9 11
14 Tetraenoato.
Actividad Hidroperóxido
deshidratasa
Catálisis de la reacción: (9Z 11e 14z) (13s)
Hydroperoxyoctadeca 9 11 14 Trienoate = (9Z)
(13s) 12 13 9 Epoxyoctadeca Dienoate + H2O
11.
REACTIVIDAD DE LIPOXIGENASAS VEGETALES FRENTE A MICELAS
MIXTAS, COMPLEJOS DE CICLODEXTRINAS Y AGREGADOS DE LINOLEATO
CALCICO.
La enzima lipoxigenasa es la responsable de las oxidaciones de los ácidos grasos
insaturados y los productos resultantes, los correspondientes hidroperóxidos,
pueden dar lugar a aromas deseables en ciertos alimentos, pero en otros, llegan a
producir olores y aromas no deseamos. El tipo de aromas y sabores generados
depende de la especificidad de la lipoxigenasa, lo cual va ligado a su vez a la
procedencia de la enzima. La naturaleza anfifilica de los sustratos naturales de
lipoxigenasa, los ácidos grasos poliinsaturados, condiciona su comportamiento en
disolución, complicando el análisis de la reactividad de la enzima. Con el fin de
conocer la respuesta de lipoxigenasa ante formas físico-químicamente definidas
del sustrato y formas que pueden aparecer en condiciones fisiológicas, en esta
Tesis Doctoral hemos hallado sistemas efectivos para la dispersión de los
sustratos de lipoxigenasa en medio acuoso, basados en el uso de detergentes y
de ciclodextrinas, evaluando posteriormente la utilidad de estos sistemas para
componer un medio de reacción óptimo para la determinación de la actividad
enzimática. Además caracterizamos la actividad lipoxigenasa en dichos sistemas y
analizamos su respuesta frente a distintos moduladores como el pH y la presencia
de cationes en el medio. Para conseguir estos objetivos se emplearon
lipoxigenasas de fuentes vegetales, de las cuales las mejor caracterizadas son
lipoxigenasa-1 de soja y 5-lipoxigenasa de patata. Por otra parte se ha propuesto
un sistema "in vitro" que sirve como modelo para comprender la oxidación de
ácidos grasos "in vivo" en tejidos del almacenamiento de distintos vegetales.
La enzima 5-lipoxigenasa debería inhibirse adecuadamente junto con las
cicloxigenasas. La inhibición selectiva de las cicloxigenasas, de la forma producida
con la ayuda de los AINE, puede causar un empeoramiento del conjunto
sintomático si se ingieren grandes cantidades de ácido linólico o de ácido
araquidónico, ya que algunos leucotrienos (por ejemplo, el LTB4) también tienen
un potente efecto proinflamatorio.
Una vez más, la vitamina E es la sustancia preferida (Chan 1989, Devaraj 1999,
Kuribazashi 1996, Reddanna 1985, 1989).
Además, los bioflavonoides (especialmente, la quercetina) son buenos inhibidores
(Laughton 1991). Los ácidos grasos -3, sobre todo el EPA, pueden competir en los
lugares de unión de la 5-lipoxigenasa con el ácido araquidónico y, de esta forma,
impiden la formación de los leucotrienos de la serie 4.
El cinc, un oligoelemento (dosis: 25 – 50 mg diarios), también interrumpe la
actividad de la 5-lipoxigenasa
La cúrcuma y el jengibre, que pertenecen a la misma familia, inhiben, además de
la COX2, la 5-lipoxigenasa e influyen en la respuesta al dolor.
La producción endógena de leucotrienos mediante el empleo de la forma reducida
del glutatión (Löffler 2003). El hecho de que precisamente en una reacción
inflamatoria se produzcan muchos leucotrienos implica una reducción de las
reservas endógenas de glutatión. La concentración inferior de glutatión
desempeña un papel fundamental en los procesos de los radicales libres, ya que
la formación de glutatión oxidado elimina a partir del glutatión reducido de dos
moléculas los radicales libres. La síntesis del glutatión de la glutamina, la cisteína
y la glicina puede tener un efecto de embudo en la reducción de las reacciones
inflamatorias y, por tanto, del dolor.
ENFERMEDAD BRNQUIAL OBSTRUCTIVA CRONICA
La enfermedad Bronquial Obstructiva crónica (EPOC) se caracteriza por limitación
irreversible al flujo aéreo, usualmente es progresiva, cuyo agente etiológico más
importante es el tabaco, el cual determina grados variables de enfisema e
inflamación crónica de la vía aérea periférica.
Se considera que la alteración es irreversible cuando el volumen espiratorio
forzado en un segundo VEF1, se mantiene bajo el normal aún después de un
tratamiento adecuado y prolongado.
Nuevos Tratamientos
Se encuentran actualmente en estudio la utilización de nuevos fármacos como
mediadores antagonistas (antagonista de leucotrieno B4, inhibidor de la 5-
lipoxigenasa, antagoniza de la interleuquina 8, inhibidores del factor de necrosis
tumoral y antioxidantes), Inhibidores de Proteasas (inhibidor de la elastasa de
neutrofilo) y Nuevos antiinflamatorios (inhibidores de la fosfodiesterasa 4,
inhibidores de la adhesión molecular). Los cuales abren nuevas perspectivas
futuras en cuanto a la terapia de estos pacientes.
DETERMINACIÓN DE LIPOXIDASA.
La lipoxidasa cataliza específicamente la oxidación de los grupos metilenos de
ácidos grasos insaturados como linoleico, linolénico y araquidónico y sus ésteres,
a los respectivos peróxidos. Tanto el método espectrofotométrico desarrollado por
Holman y Burr como el método de Bergstrom se basan en medir el aumento de
absorción a la luz UV, a 284 nm cuando la lipoxidasa actúa sobre estos ácidos
grasos. El aumento del peak sé relaciona con la cantidad de peróxido formado,
siendo proporcional al tiempo y a la concentración de enzima.
FUNDAMENTO:
Se basa en medir la absorbencia que se produce por la oxidación del linoleato, a
234 nm.
REACTIVOS:
Substrato: Disolver 0,1 ml de ácido linoleico en 60 ml de etanol al 65%. Diluir a
100 ml con agua destilada bajo suave agitación hasta obtener una buena
dispersión. A1 momento de usar el substrato, éste debe diluirse con 5 vol. de
tampón de borato 0,2 M, de pH 9,0.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:
Generalmente el material a ensayar (principalmente poroto de soya y semillas de
garbanzos) debe lavarse previamente con éter de petróleo y manteniendo las
muestras en botellas cerradas en el refrigerador. Una cantidad de muestra pesada
se homogeneiza con solución tampón de borato, de pH 9,0. Luego se centrifuga o
filtra, usándose para la determinación el líquido transparente.
PROCEDIMIENTO:
En una cubeta se colocan 2,0 ml de substrato y se procede a oxigenar durante
unos pocos minutos. A continuación, a tiempo 0, se agrega. 1 ml de la solución
enzimática y a un minuto de intervalo se registra la absorbencia a 234 nm.
Sé grafica la absorbencia versus tiempo, debiéndose obtener una línea recta; se
calculan los cambios de absorbencia por minuto.
UNIDAD ENZIMÁTICA:
1 U es el aumento de absorbencia de 0,001 por minuto bajo las condiciones
específicas de ensayo a 25°C.
16.1. DETERMINACIÓN DE ACTIVIDAD DE LIPOXIDASA EN HARINA DE SOYA
FUNDAMENTO:
El método se basa en determinar la lipoxidasa por adición de un aceite vegetal y
en valorar los peróxidos formados por yodometría.
PROCEDIMIENTO:
100 g de aceite fresco de semillas de algodón se colocan en un matraz de doble
pared, entre la cual se hace circular agua para mantener la temperatura a 20°C.
Se agrega exactamente 0,5 g de harina de soya, suspendida en 50 ml de agua
destilada. Sé agita la mezcla durante 20 minutos con agitador y se centrifuga,
agregando previamente un poco de sal para facilitar la separación de las fases de
agua y aceite en forma clara. Logrado esto, se pesan 5 g de aceite límpido, se
colocan en un vaso y se agregan 50 ml de una mezcla de cloroformo y acido
acético (40 + 60). Luego se agrega 1 ml de solución acuosa saturada de yoduro
de potasio, se mezcla bien y se deja en reposo por 5 minutos. Ahora se agregan
100 ml de agua destilada para detener la reacción y se titula el yodo liberado con
tiosulfato de sodio 0,1 N, usando almidón como indicador.
A la vez se corre un blanco, usando 0,5 g de harina de soya, calentada a 100°C.
Se resta el gasto de la titulación del blanco de aquél de la titulación de la muestra
con la enzima activa. El aceite de semilla de algodón da generalmente un blanco
de 0,2 a 0,8 m1 de tiosulfato 0,1 N, y el valor de la lipoxidasa es generalmente de
4 a 5 ml de tiosulfato 0,1 N.
RESULTADOS
BIBLIOGRAFIA