6Biotecnología 20de 20Enzimas 20(2)

8/16/2019 6Biotecnología 20de 20Enzimas 20(2)

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En 1878 acuñó el término enzima, queviene del griego ενζυμον "en levadura“

A fnes del siglo XIX, mostró que unasustancia extraída de las levaduras odíaroducir !ermentación !uera de la célula

viva" A esta sustancia se le dio el nom#rede en$ima, de $%me, la ala#ra griega quesignifca &levadura& o &!ermento&"

Las Enzimas

Ed'ard (uc)ner

*18+-1.17/

0il)elm 2)ne

*183741./

http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/440http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/7http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/365http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/365http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/7http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/440


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5atali$adores mu% activos enmedios acuosos, 6, resión %

9on mu% específcos: uedenmodifcar un ;nico su#strato en una

me$cla de su#stratos mu% similarese incluso ueden discernir entredos isómeros de una me$claracémica de un comuesto quiral"

9on catali$adores mu% selectivos:

ueden modifcar un ;nico enlace oun ;nico gruo !uncional en unamoléculas que tenga variasosiciones modifca#les"

Características


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(acterias, )ongos"


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=esarrollar roductos de calidad)omogénea, arovec)ando ótimamentesus materias rimas"

Acelerar los rocesos de roducción"

>inimi$ar deserdicios"

=isminuir el deterioro del medio am#iente"

Enzimas y biotecnología


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Aplicaciones


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?as moléculas simles se roducen or síntesisquímica

?as moléculas comle@as generalmente de#en ser

urifcadas a artir de microorganismos, lantas oanimales" Ingeniería genética o metodología del A=

recom#inante"◦ &organismo genéticamente modifcado&◦ &roteína recom#inanteB

?a insulina *1.8C/" Anti#ioticos: enicilina, ce!alosorina, tetraciclina,

eritromicina"

IND!"#IA %A#$AC&"ICA


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IND!"#IA %A#$ACE"ICA


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6eraia en$imDtica

=e!ectos enéticosFrganos Artifciales

Alicaciones analíticasAnDlisis directo de meta#olitos"Ensa%os indirectos acolados a en$imas"


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IND!"#IA!


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IND!"#IA DE LO!CO$B!"IBLE!


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(iodiesel,

(ioalco)ol, =escontaminación deresiduos

(ioremediación %

Gitoremedación

Aplicaciones $edioambientalesde las Enzimas(


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Como obtener lasenzimas)


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9elección de la !uente

Extracción

Hurifcación

AI!LA$IEN"O *CA#AC"E#I+ACI,N


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!elecci-n de la ./ente1. ABUNDANCIA DE LA ENZIMA

Ej Acetil-CoA carbosilasa Glándulas aarias

!os"atasa alcalina #i$%n

E. Coli Mani&ula. 'en(ticaente)*abientalente+

,. /IBILIDAD DE B0ENCIN DE LA !UEN0E

Glándula &ituitaria *buena "uente+ N "ácil dis&onibilidad

2. LCALIZACIN /UBCELULA#

i&ortante &ara el dise$o del sistea de&uri"icaci%n


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En$imas intracelulares → rutura celular A#rasivos : homogeneizador de vidrio, mortero, licuadora. 5)oque osmótico: solvente adecuado, isotónico (sacarosa 0,25 M, NaCl 0,9%, KCl 0,5 M! o lig.

"i#ertónico.

lcalis: solu$ilización de la mem$. #or sa#oniicación de los lidos =etergentes: '', sulonato de sodio. ?iso$ima % E=6A: igestión de las #aredes celulares #or ru#tura de los enlances $eta)(.*! glicos&dicos

entre el +cido N)acetilmur+mico (NM! - la N)acetilglucosamina (N! del muco#/#tido

=isolventes orgDnico: tolueno,acetona

◦

E0tracci-n 1I2

C(lulas3 tejidos3etc

#4&tura

ellet con c(lulas intactas3 or'anulos3ebranas 5 &rote6nas de ebrana

/obrenadante con&rote6nas solubles


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9onicación:a#licación de recuencia su#eriores a

20"z. 1l choue de ondas sónicas o ultrasónicas #rovocacam$ios de #resión de miles de atmóseras, ue rom#en la#ared celular. 'e usa generalmente #ara $acterias -levaduras -, a veces, #ara determinados te3idos animales($azo, ri4ón, eritrocitos!.

5i$alla líquida 6aso de la sus#ensión de c/lulasa elevada #resión (755M6a! a trav/s de un oriicio estrecho ."omogeneizador de Manto)aulin. 8otura celular #or ca&da$rusca de #resión - choue.

5i$alla sólida: 6aso de c/lulas congeladas ()20C!a trav/s de oriicio. Mecanismo gitación en #resencia dea$rasivo (cristales de hielo! : rotura #or cizalla l&uida.;uerzas de cizalla #aso a trav/s de oriicio : desgarro #orcristales de hielo.


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3/rifcaci-n


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OB4E"I5O! EN LA 3#I%ICACI,N

1.- M78IMA CAN0IDAD /IBLE

orcentaje de en9ia &uri"icada res&ecto a la cantidad ori'inal

,.- M78IMA AC0I:IDAD CA0AL;0ICAEn9ia en condiciones o&erati


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?os métodos de extracción destru%en lacélula, li#erando la en$ima % el contenidocelular entre ellos los Dcidos nucleicos *↑viscodisad), trans!ormDndose en uncontaminante que )a de ser eliminado"

>étodos:◦

Hreciitar los Dcidos nucleicos, mediante laadición de olicationes de alto eso molecular*caro/

◦ =igestión en$imDtica con nucleasas

Eliminaci-n de 6cidos N/cleicos


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>étodos:◦ 5entri!ugación"*Eliminar

material viscoso o gelatinoso/◦ Giltración"* randes vol;menes

de reciitados Joculados/

6IHF9 =E 5E6KLGMA9: 5entrí!ugas discontinuas 5entrí!ugas continuas

=e cestillo =e ta$a 5ilíndrica 9)arles 9uer

Eliminaci-n de restos cel/lares

0i&os de centr6"u'a continua *a+ de cestillo3 *b+ de ta9a3 *c+ cil6ndrica 5 *d+

/=ar&les /u&er


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3#O3IEDADE! %I!ICO789$ICA! "ILI+ADA! 3A#A LA!E3A#ACI,N

"amao o masa◦ 5entri!ugación, 5romatogra!ía de exclusión molecular◦ =ialisis % Mltrafltración

Carga◦ 5romatogra!ía de Intercam#io Iónico◦ Electro!oresis, Hunto Isoeléctrico

!ol/bilidad◦ 5am#ios de ◦

5am#ios en !uer$a iónica, Centros de enlace◦ 5romatogra!ía de afnidad, inmunoadsorción, enlace covalente

3/rifcaci-n yconcentraci-n


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3#ECI3I"ACI,N - urifcación inicial AD!O#CI,N !E3A#ACI,N EN DO! %A!E! L98IDA! C#O$A"O;#A%9A EN COL$NA

◦ Giltración en geles o excusión molecular◦ 5romatogra!ía de Intercam#io iónico◦ 5romatogra!ía de afnidad

ELEC"#O%O#E!I! EN CON"INO

L"#A%IL"#ACI,N * DI6LI!

3/rifcaci-n yconcentraci-n


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Hurifcación inicial, a artir de un extractoque contenga la en$ima(

?a reciitación uede ser de tio:◦ egativo *reciito la imure$a/"◦ Hositiva *reciito el en$ima, tam#ién concentro/"

3recipitaci-n


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tomos, iones o moléculas son atraadas oretenidas en la suerfcie de un material"

9o#re materiales insolu#les" El rinciio de adsorción q se alica es

)a#itualmente el del intercam#io iónico" 6res tios de materiales:

◦ resinas,◦ dextranos sustituidos o agarosa◦

celulosas sustituidas"

Adsorci-n

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo


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9eara or un lado las roteínas % or otrolas aredes celulares % residuossemisolu#les"

El rinciio se #asa en que al colocar encontacto un solución de Hroteínas N uname$cla de dos olímeros inmisci#les, losdos olímeros se seararan en Gases

distintas % las roteínas quedaranselectivamanete reartidas entre una !ase %la otra"

/EA#ACIN EN D/ !A/E/ L;>UIDA/


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? (asada en las di!erencias de:carga, tamaño o afnidad"

? ?a columna se emaca con unmaterial sólido *.ase

estacionaria/, % una solucióntamonada asa a través de lacolumna *.ase m-vil/"

Cromatogra.ía en col/mna


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E0c/si-n molec/lar ◦ Holímeros de O orosidad *estacionaria/"◦ 9earación or tamaño de las artículas"

Cromatogra.ía de Intercambio i-nico ◦ 9oorte unidos gruos cargados

ositivamente *intercambio ani-nico/ o

negativamente *intercambio cati-nico/"◦ 9earación or carga de las artículas"

Cromatogra.ía de afnidad◦ Mnión esecífca a ciertas moléculas,

mediante uniones !uertes, ero nocovalentes"

◦ ?a molécula que se une esecífcamente ala roteína se conoce con el nom#re deligando % se une covalentemente a unamatri$ inerte"

Cromatogra.ía en col/mna.


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En geles de oliacrilamida, son orosos, en!unción de la concentración de acrilamida"

=urante la electro!oresis la !uer$a que rovocala migración de las roteínas es un camo

eléctrico, % el gel act;a como fltro molecular,la migración de las roteínas en !unción de surelación cargaPmasa"

?as roteínas ma%ores son retardadas % se

mueven mDs lentamente a través del gel, lasva !renando el tamaño del oro % las roteínasmDs equeñas avan$an mDs rDidamente"

Electro.oresis


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Electro.oresis


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>em#ranassemiermea#les

F#@etivo◦ Eliminación de sales %

concentración"◦ 9earación or tamaños"◦ Giltros: ultrafltros de f#ra

)ueca o de lec)o lano

ltrafltraci-n y di


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Mso analítico◦ liofli$ado◦ susensión en 3"Q > de sul!ato de amonio"

Industria◦ >e$cla con sales % ceras ara !ormar granos o

equeñas cDsulas"

Concentrado y Envasado


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Kealice una #reve investigación acerca de la ingenieríaen$imDtica de las siguientes en$imas: 6irosil tKAsistetasa, R-lactamasa, di)idro!olato reductasa % su#tilisina"

THor qué usar microorganismos ara roducir en$imas % no

lantas o animales como !uenteU Hara que sirven las siguientes en$imas: roteinasas, renina,

aaína, caro)idrasas, V-amilasa % R-amilasa" Wue en$imas se utili$an en los rocesos de !ermentación

alco)ólica, curtición, !a#ricación de queso ela#oración dean"

C/estionario

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