factores que influyen en la actividad enzimática

PRACTICA N° 03

INFORME DE LABORATORIO:

“FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA”

DOCENTE : Lic. Héctor H. Toledo Acosta.

INTEGRANTES : Martínez Gil, Fiorella

Dámazo Gálvez, Lizbeth

Ogura Esteban, Josselyn

Medina Quiroz, Mishell

Taype Arone, Fortunato

Bullón Guzmán, Danny

Gonzales Chávez, Frank

E.A.P. : INGENIERÍA AMBIENTAL

GRUPO : II.

FECHA : 29 de Abril del 2014.

HUACHO - PERÚ

2014

UNJFSC INGENIERÍA AMBIENTAL BIOQUÍMICA

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

1. RESUMEN

En este informe daremos a conocer los resultados de la tercera sesión de

laboratorio de Bioquímica, que trata sobre los factores en la actividad de las

enzimas.

Las enzimas son catalizadores biológicos de naturaleza proteica que aceleran las

reacciones que tendrían lugar de manera espontánea sin perderse ni modificarse

en su acción, permitiendo las reacciones bioquímicas celulares indispensables para

los seres vivos.

La actividad enzimática se encuentra determinada por las condiciones tales como

la cantidad de enzima, sustrato, la temperatura, el pH, el tiempo de reacción,

presencia de cofactores, presencia de moduladores, presencia de inhibidores.

En el laboratorio se realizaron 6 experiencias y se dividieron en 5 pruebas, las

cuales fueron desarrolladas de forma cualitativa, teniendo en cuenta la

concentración del sustrato que es uno de los factores que se aplican sobre la

enzima para determinar su actividad. En este caso como sustrato se cuenta con

peróxido de hidrogeno que a distintos cambios físicos - químicos nos ayudara a

identificar la enzima catalasa que se encuentra en la organela llamada peroxisoma.

En dicha organela abunda la enzima.

Es importante que conozcamos la estructura y propiedades químicas de los

compuestos que se van a utilizar, por lo que es recomendable acudir a notas de

clase o a un libro de texto de bioquímica general para un mejor entendimiento y

aprovechamiento de la práctica y para presentar y discutir los resultados

obtenidos en el cuaderno de prácticas.

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Demostrar in vitrio la actividad enzimática de los peroxisomas en

diferentes células.

2.2. Objetivos Específicos

Identificar de forma cualitativa las propiedades de las enzimas.

Poner en evidencia enzimas mediante su actividad frente a un sustrato de

H2O2.

Observar si la temperatura y el pH influyen en la actividad enzimática.

Realizar un cuadro comparativo de los resultados de las experiencias.



3. MARCO TEÓRICO

ENZIMAS

3.1. DEFINICIÓN: La Enzima Como Unidad Fundamental De Vida. Cada célula y cada tejido tienen su actividad propia, lo que comporta continuos cambios en su estado bioquímico, en la base de la cual están las enzimas, que tienen el poder de catalizar, facilitar, y agilizar determinados procesos sintéticos y analíticos. Los propios genes son reguladores de la producción de las enzimas; por tanto, genes y enzimas pueden considerados como las unidades fundamentales de la vida.

3.2. IMPORTANCIA

Sin enzimas, no sería posible la

vida que conocemos. Igual que la

biocatálisis que regula la velocidad

a la cual tienen lugar los procesos

fisiológicos, las enzimas llevan a

cabo funciones definitivas

relacionadas con salud y la

enfermedad. En tanto que, en la

salud todos los procesos

fisiológicos ocurren de una manera

ordenada y se conserva

la homeostasis durante los estados

patológicos, esta última puede ser

perturbada de manera profunda.

3.3. ESTRUCTURAS Las proteínas globulares que presentan las enzimas son muy complejas y grandes, estas se pliegan en sí mismas formando un surco en la que encaja la molécula o las moléculas reactivas denominadas sustrato y donde tiene lugar las reacciones biológicas. Esta región de la enzima es conocida como sitio activo el cual está formado por aminoácidos. El sitio activo no solo tiene una configuración tridimensional complementaria al sustrato, sino también tiene una distribución complementaria de cargas y de zonas hidrofilitas o hidrofóbicas sobre la superficie de unión. De tal modo que el sitio activo no solo reconoce al sustrato sino que lo orienta en una dirección en particular.

http://www.monografias.com/trabajos11/lacelul/lacelul.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml

http://www.monografias.com/Salud/index.shtml



3.4. CLASIFICACIÓN

3.4.1. DE ACUERDO A SU COMPLEJIDAD Se clasifican como:

En las proteínas conjugadas podemos distinguir dos partes: a. APOENZIMA: Es la parte polipeptídica de la enzima. b. COFACTOR: Es la parte no proteica de la enzima. La combinación

de la apoenzima y el cofactor forman la holoenzima. Los cofactores pueden ser:

Iones metálicos: Favorecen la actividad catalítica general de la enzima, si no están presentes, la enzima no actúa. Estos iones metálicos se denominan activadores. Ejemplos: Fe2+, Mg2+, Cu2+, K+, Na+ y Zn2+.

3.4.2. SEGÚN SU ACTIVIDAD

TIPO DE ENZIMAS ACTIVIDAD

HIDROLASAS Catalizan reacciones de hidrólisis.

ISOMERASAS Catalizan las reacciones en las cuales un isómero se transforma en otro, es decir, reacciones de isomerización.

LIGASAS Catalizan la unión de moléculas.

LIASAS Catalizan las reacciones de adición de enlaces o eliminación, para producir dobles enlaces.

OXIDORREDUCTASAS Catalizan reacciones de óxido-reducción.

TANSFERASAS Catalizan la transferencia de un grupo de una sustancia a otra.

3.5. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

3.5.1. REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA:

La actividad metabólica de las células está regulada por la síntesis de productos necesarios para su óptimo funcionamiento; esta regulación depende de la actividad enzimática. Los principales factores que limitan la acción enzimática son las concentraciones de moléculas de enzimas y sustratos, al igual que la disponibilidad de cofactores.

3.5.2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

a. Efecto del pH b. La temperatura c. Interacciones alostéricas

d. Inhibición competitiva e. Inhibición no competitiva f. Inhibición irreversible



4. MATERIALES 4.1. INSTRUMENTOS Y REACTIVOS DE LABORATORIO

4.1.1. Instrumentos: 1 Cocina eléctrica.

1 Gradilla

1 Mortero de porcelana.

1 Cuchillo.

1 Pizeta.

2 Vasos de precipitado de 100 y 400 ml.

3 Pipetas de 10ml.

5 Tubos de ensayo.



4.1.2. Reactivos: 24 gta. de HNO3 (en

solución conc. al 80%).

6 ml. de ETANOL (ALCOHOL).

60 gta. de NaOH (en solución conc. al 80%).

30 ml. de H2O2 (en solución conc. al 80%).

4.2. INSUMOS Y MATERIALES ADQUIRIDOS POR LOS ESTUDIANTES 4.2.1. Insumos: 250 gr. de hígado.

5 ramas de apio.

3 papas.

1 cojín de agua destilada.

4.2.2. Materiales: 1 lápiz marcador.

1 cinta masketein.

Toallas de papel.

Cámara fotográfica.



5. PROCEDIMIENTO

5.1. Cortar, lavar y cocer las muestras: La papa, el apio y el hígado.

5.2. PRUEBA CON EL APIO CRUDO

1° PASO

Cortar y lavar las muestras: La papa, el apio y el hígado.

2° Paso

Cocer la mitad de las muestras.

3° PASO

Esperar que hierva por un perdiodo de 10 min.

4° PASO

Esperar que hierva por un periodo de 10 min.

PASO 1: Machacar el apio crudo.

PASO 2: Picar en pequeños dados el apio.

PASO 3: Introducir el apio en cada uno de los 5 tubos de ensayo.

PASO 4: Enumerar los 5 tubos de ensayo.



5.2.1. Tubo 1

5.2.2. Tubo 2

PASO 1:

Agregar 10 gr de apio machacado a un tubo de ensayo.

PASO 2:

Adicionar 5 ml. de H2O2 y homogenizar.

PASO 3:

Cubrir con el dedo pulgar la parte superior del tubo de ensayo y agitar durante 5 min.

PASO 4:

Llevar el tubo al lavadero y retirar el dedo pulgar.

PASO 5:

Observar y tomar nota.

PASO 1:

Agregar 10 gr de apio en trozos en un tubo de ensayo.

PASO 2:


PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:




5.2.3. Tubo 3

5.2.4. Tubo 4

PASO 1:


PASO 2:

Añadir 4 gotas de HNO3 y agitar.

PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:



PASO 1:


PASO 2:

Añadir 1 ml.de alcohol y agitar.

PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:





5.2.5. Tubo 5

5.3. PRUEBA CON LA PAPA CRUDA

PASO 1:


PASO 2:

Añadir 4 gotas de H2SO4 y agitar.

PASO 3:

Añadir 5 ml. de H2O2 y homogenizar.

PASO 4:


PASO 5:



PASO 1: Machacar la papa cruda.

PASO 2: Picar en pequeños dados la papa.

PASO 3: Introducir la papa en cada uno de los 5 tubos de ensayo.

PASO 4: Enumerar los 5 tubos de ensayo.



5.3.1. Tubo 1

5.3.2. Tubo 2

PASO 1:

Agregar 10 gr de papa machacada a un tubo de ensayo.

PASO 2:


PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:


PASO 1:

Agregar 10 gr de papa en trozos en un tubo de ensayo.

PASO 2:


PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:




5.3.3. Tubo 3

5.3.4. Tubo 4

PASO 1:


PASO 2:

Añadir 4 gotas de HNO3 y agitar.

PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:



PASO 1:

Agregar 10 gr papa machacada a un tubo de ensayo.

PASO 2:

Añadir 1 ml.de alcohol y agitar.

PASO 3:


PASO 4:


PASO 5:





5.3.5. Tubo 5

6. RESULTADOS

PRIMERA PRUEBA

TUBO PAPA COCIDA H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacada. 5 ml. No reacciono.

2 En trozos. 5 ml. No reacciono

3 Machacada con 4 gts. de HNO3. 5 ml. No reacciono

4 Machacada con 1 ml de ETANOL. 5 ml. No reacciono

5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. No reacciono

SEGUNDA PRUEBA

TUBO APIO COCIDO H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacado. 5 ml. No reacciono.

2 En trozos. 5 ml. No reacciono

3 Machacada con 4 gts. de HNO3. 5 ml. No reacciono

4 Machacada con 1 ml de ETANOL. 5 ml. No reacciono

5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. No reacciono

PASO 1:


PASO 2:

Añadir 4 gotas de H2SO4 y agitar.

PASO 3:

Añadir 5 ml. de H2O2 y homogenizar.

PASO 4:


PASO 5:





TERCERA PRUEBA

TUBO HÍGADO COCIDO H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacado. 5 ml. Menor liberación

de gas.

2 En trozos. 5 ml. Menor liberación

de gas. 3 Machacada con 4 gts. de HNO3. 5 ml. No reacciono.

4 Machacada con 1 ml de ETANOL. 5 ml. Menor liberación

de gas. 5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. No reacciono.

CUARTA PRUEBA

TUBO PAPA CRUDA H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacada. 5 ml. Mayor liberación

de gas.

2 En trozos. 5 ml. Media liberación

de gas. 3 Machacada con 4 gts. de HNO3. 5 ml. Ínfima liberación.


de gas. 5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. Ínfima liberación.

QUINTA PRUEBA

TUBO APIO CRUDO H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacado. 5 ml. Mayor liberación

de gas.

2 En trozos. 5 ml. Menor liberación



de gas. 5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. Ínfima liberación.

SEXTA PRUEBA

TUBO HÍGADO CRUDO H2O2 OBSERVACIONES

1 Machacado. 5 ml. Mayor liberación

de gas.

2 En trozos. 5 ml. Media liberación



de gas 5 Machacada con 10 gts. de NaOH. 5 ml. Ínfima liberación.



7. CUESTIONARIO

a. ¿Qué son las peroxisomas? Los orgánulos pequeños que participan en la producción y degradación del peróxido de hidrogeno (H2O2), son de formas esférica limitados por una membrana que contiene enzimas oxidativas en particular la CATALASA y otras peroxidasas.

¿Cuál es la estructura de las peroxisomas?

El peroxisoma es una organela celular que consta de una membrana, constituida por una doble capa lipídica (de grasas) que contiene diversas proteínas. En su interior se halla una matriz peroxisomal, que contiene proteínas de función enzimática (capaces de transformar unos compuestos en otros). Estas enzimas catalizan muchas reacciones de síntesis y degradación de compuestos de gran importancia metabólica.

¿Cuál es la función? Los peroxisomas tienen múltiples funciones. Destacan las relacionadas con el metabolismo lipídico. Entre ellas se hallan las reacciones de degradación, como la β- oxidación de los ácidos grasos de cadena muy larga (AGCML: de más de 22 átomos de carbono) y del ácido fitánico y también reacciones de formación de plasmalógenos (lípidos complejos localizados en la mielina), colesterol y ácidos biliares. La β-oxidación peroxisomal de los AGCML acorta la longitud de su cadena para que puedan seguir degradándose en el interior de la mitocondria.

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterp#term2317

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterg#term188


http://www.guiametabolica.org/glossary/10/lettere#term1136

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterd#term253

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterm#term37

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterd#term253

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/lettero#term1830

http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letter%C3%A1#term1799





http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterl#term190


http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letterc#term740



http://www.guiametabolica.org/glossary/10/letter%CE%B2#term1809




b. ¿Qué es una enzima y como se relaciona con los peroxisomas?

Los peroxisomas se relacionan con las enzimas, por poseer o contener una

abundante cantidad de enzima, tales como: Peroxidasa, catalasa, D-aminoácido -

aminoácido - oxidasa y urato oxidasa.

Siendo la principal la enzima catalasa, la cual inmediatamente desdobla el

peróxido de hidrogeno (H2O2) en agua y oxigeno evitando que la célula se lesiones.

c. ¿Cuáles son los efectos del etanol sobre las enzimas?

Ninguno, ya que la enzima catalasa degrada al alcohol.

¿Cuáles son los efectos del ácido nítrico sobre las enzimas?

El efecto es desnaturalizarlas, ya que las enzimas poseen un pH característico

donde su actividad es máxima: por encima o debajo de ese pH la actividad

disminuye.

d. Al cocinar los alimentos demasiado: ¿Cómo influye en la actividad de las

enzimas?

Existen dos factores que alteran o modifican la actividad enzimática: el pH y la

temperatura, por ello al ser cocidos los alimentos las enzimas presentes se

desnaturalizan por el cambio de temperatura.

e. Describe las enzimas presentes en el peroxisoma.

Los peroxisomas contienen básicamente tres enzimas oxidantes:

D-amino-acid oxidase: Es una enzima peroxisomas que contiene FAD como

cofactor que se expresa en una amplia gama de especies de levaduras a

humano. No está presente en las plantas o en las bacterias que en su lugar

utilizan deshidrogenasa de D-aminoácido. Su función es la de oxidar D-

aminoácidos a los ácidos aminos correspondientes, la producción de amoniaco

y peróxido de hidrógeno.

Urato oxidasa: Es una enzima de la clase de las oxidorreductasas, que está

presente en varios organismos tanto unicelulares como pluricelulares,

notándose sin embargo su ausencia en los seres humanos y en algunos

primates, presentándose activa en el catabolismo de las purinas.

Catalasa: Es una enzima perteneciente a la categoría de las oxidorreductasas

que cataliza la descomposición del peróxido de hidrógeno(H202) en oxígeno y

agua.

De las cuales la catalasa es la que nunca falta. Esta enzima descompone el H2O2 y

por lo tanto, es de gran importancia en el metabolismo de los ROS.

http://es.wikipedia.org/wiki/Enzima

http://es.wikipedia.org/wiki/Oxidorreductasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Unicelular

http://es.wikipedia.org/wiki/Pluricelular

http://es.wikipedia.org/wiki/Seres_humanos

http://es.wikipedia.org/wiki/Primate

http://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismo

http://es.wikipedia.org/wiki/Purina

http://es.wikipedia.org/wiki/Enzima

http://es.wikipedia.org/wiki/Oxidorreductasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisis

http://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%B3xido_de_hidr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua



8. RECOMENDACIÓN

Al cocer las muestras evitas que se aplasten. Utilizar ácido nítrico en lugar del ácido clorhídrico. Ser muy cuidadosos al momento de utilizar el HNO3 a las muestras. Sería conveniente realizar otra prueba con las muestras crudas de los tubos 3 y 4,

donde se incrementaría 2 gotas más de HNO3 de lo indicado. Se debería realizar una prueba tomando en cuenta la velocidad de la reacción de

las enzimas con el sustrato. Se debería realizar una prueba tomando en cuenta el pH que requieren algunas

enzimas para realizar su actividad enzimática.

9. CONCLUSIÓN

Las peroxisomas posee gran cantidad de enzimas entre ellas la catalasa, la cual

degrada a sustancias toxicas como el H2O2 (principal componente del agua

oxigenada) convirtiéndolos en H2O y O2.

EN LA PRUEBA DE LAS MUESTRAS CRUDAS

TUBO N° 1 Y 2:

Al comparar los tubos 1 y 2, donde las muestras se encuentran machacadas y

en trozos respectivamente. Concluimos que la muestra al ser fragmentada lo

más pequeña posible, liberara mayor cantidad de catalasa expidiéndola a que

reaccione con el H2O2. Por lo tanto en el los tubos 1 y 2 hubo liberación de gas,

formándose H2O y O2. Es redundadle aclarar que en las muestras se

encuentran activas las enzimas llamadas catalasas.

TUBO N° 3

La liberación de gas, se dio en menor cantidad. Concluimos que el alcohol no es

un factor que influya en la disminución o destrucción de la acción de la enzima

llamada catalasa. Sin embargo la pregunta es ¿Por qué la liberación de gas fue

en menor cantidad?, la respuesta es sencilla: El alcohol cubre la muestra (papa,

apio e hígado) haciendo que la velocidad de actividad enzimática sea menor.

TUBO N° 4

La liberación de gas, se dio en ínfimas cantidades. Concluimos que la enzima

llamada catalasa se desnaturalizo en un 98% aproximadamente. La explicación

es concreta: El pH fue uno de los factores que desnaturalizan a las enzimas. Por

lo tanto se requiere de una mayor cantidad de ácido nítrico para poder

desnaturalizar a las enzimas presentes en las muestras.

TUBO N° 5

La liberación de gas, se dio en ínfimas cantidades. Concluimos que los

hidróxidos y bases influyeron en la actividad enzimática. La explicación es

concreta: Así como el tubo 4, el pH es uno de los factores que desnaturalizan a

las enzimas. Por lo tanto se requiere de una mayor cantidad de NaOH para

poder desnaturalizar a las enzimas presentes en las muestras.



EN LA PRUEBA DE LAS MUESTRAS COCIDAS

En estas experiencias las conclusiones la realizaremos por tipo de muestra:

MUESTRA DE PAPA:

No hubo liberación de gas. Concluimos que la muestra al ser expuesta a altas

temperaturas (al ser hervidas), las enzimas presentes se desnaturalizaron. La

explicación es sencilla: La temperatura es uno de los factores que

desnaturalizan a las enzimas.

MUESTRA DE APIO

No hubo liberación de gas. Concluimos que la muestra al ser expuesta a altas

temperaturas (al ser hervidas), las enzimas se desnaturalizaron. La explicación

es sencilla: La temperatura es uno de los factores que desnaturalizan a las

enzimas.

MUESTRA DE HÍGADO

En los tubos 1, 2 y 4: La liberación se dio en menor cantidad. Concluimos que la

muestra al ser expuesta a altas temperaturas (al ser hervidas), una gran parte

de las enzimas se desnaturalizaron y el otro pequeño remanente sobrevivió al

calor. Este último realizo la actividad enzimática, liberando gas donde se

formaron H2O y O2.

En los tubos 2 y 5: No hubo liberación de gas. Concluimos que el pequeño

remanente de enzimas que sobrevivió al calor, fueron desnaturalizados por la

acción del HNO3 y NaOH. Es redundadle aclarar que el pH fue uno de los

factores que desnaturalizan a las enzimas.

PREGUNTAS:

¿EN CUÁL DE LOS TUBOS HUBO MAYOR LIBERACIÓN DE GAS?

RPTA:

La mayor liberación de gas se dio EN EL TUBO 1, ya que no existió

ningún componente que influyera en la destrucción y disminución de la

actividad enzimática en las muestras.

¿POR QUÉ EN LAS MUESTRAS DE HÍGADO COCIDO NO SE DESTRUYERON LAS

ENZIMAS?

RPTA:

Porque el hígado cuenta con una gran cantidad de enzimas con

funciones oxidativas y reductivas. Por ello la muestra al ser hervidas,

una gran parte de las enzimas se desnaturalizan y el otro pequeño

remanente sobrevive al calor.

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Law

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