Francheska Camilo González

Junio/2013

Laboratorio 2: Catálisis de la enzima

Las catálisis de enzimas se producen al bajar la energía de activación requerida para que una

reacción ocurra. En una reacción que es mediada por enzimas, se cambian las moléculas del

sustrato y se forma un producto sin alterar la molécula de la enzima, provocando que esta pueda

catalizar el mismo tipo de reacción una y otra vez.

Estructura de las enzimas

Las enzimas son una proteína globular y tienen una región conocida como sitio activo, que surge

por su conformación plegada, y esta zona está definida por aminoácidos que provocan que sea

específica para un solo tipo de sustrato.

Condiciones especificas de unión

Pueden existir distintas moléculas de sustrato, pero solo aquella que tiene una forma específica y

complementaria al sitio activo de la enzima, será aquella en donde habrá unificación entre el

sustrato y el sitio activo de la enzima.

Ajuste inducido

Cuando ocurre la unión entre una enzima y un sustrato apropiado, en el sitio activo de la enzima

ocurrirá un ajuste inducido que ayudara a la catálisis de la enzima para convertir el sustrato en

producto, acción en donde luego de liberar dicho producto, la enzima volverá a su forma original

y podrá repetir esta reacción en múltiples ocasiones, siempre que la molécula del sustrato este

presente.

Factores que afectan la acción enzimática

El pH y la temperatura son dos factores que afectan la acción enzimática, pies cuando la

conformación de la enzima es alterada por la variación de pH o temperatura, ya no será posible la

catálisis de enzimas, por tanto la enzima al estar desnaturalizada perderá su forma funcional y no

podrá catalizar reacciones.

pH y la función de la enzima

Existen distintos intervalos en donde cada enzima tiene una mayor funcionalidad. Los cambios

en pH, provoca que se distorsione el sitio activo de la enzima y que se altere o afecte su

funcionalidad. Por tanto, cuando ocurren cambios drásticos en los intervalos de pH óptimos para

una enzima, la proteína globular se altera, el sitio activo se distorsiona y la enzima no podrá

catalizar reacciones.

La temperatura y la función de la enzima

Al igual que los cambios drásticos en el intervalo del pH, cuando ocurren dichos cambios

drásticos en la temperatura óptima que requiere una enzima, se producirá que esta se

desnaturalice y pierda su forma funcional, como ocurre en las temperaturas de ebullición que

desnaturalizan la mayoría de las enzimas.

Diseño experimental

En este experimento se determinara la velocidad en el que la catálisis enzimática convierte un

sustrato en producto. Observando como la catalasa reacciona con peróxido de hidrogeno en

distintos periodos de tiempo, deteniéndose la reacción al añadir H2SO4. Para determinas la

cantidad de peróxido de hidrogeno restante después de la reacción, se hará una titulación con

KMnO4, en donde se agregara este compuesto químico que causara un cambio en color que

indica la cantidad de la concentración desconocida.

Figure: Design of the Experiment

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/design.html, Accessed: 6/26/13

Titulación

Método utilizado para determinar la cantidad de peróxido de hidrogeno (sustrato) dividida por la

catalasa en los distintos periodos de tiempo.

Procedimiento:

Agregar KMnO4 (color purpura) a un matraz y transferir peróxido desde una bureta,

observándose una reacción cuando después de cierta cantidad transferida del sustrato, el

contenido de la mezcla de estos en el matraz cambiara a color marrón claro o rosado, anotando

este como el punto final de la titulación.

Figure: Doing the Titration

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/titrat.html, Accessed: 6/26/13

Lectura en la bureta

Al realizar el experimento se debe anotar el punto inicial de la cantidad existente del sustrato y el

punto final luego de transferir la cantidad necesaria para que ocurriera una reacción, y calcular la

valoración requerida al restar la cantidad del punto final menos la cantidad del punto inicial.

Análisis de resultados

La velocidad de una reacción puede ser calculada mediante la medición de los periodos de

tiempo, en donde ocurre desaparición del sustrato (ej: catalasa), o la aparición de un producto

(como en la grafica).

Figure: Analysis of Results

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/analysis.html, Accessed: 6/26/13

Calcular en la grafica la tasa (moles/segundo) durante el intervalo (0 – 10 segundos).Velocidad = ∆ y / ∆x

Por tanto para este ejemplo la velocidad es 0.7 moles/segundos, por que(7 moles – 0 moles) / (10 segundos – 0 segundos) = (7 / 10) = 0.7 moles/segundos

Calcular la velocidad durante el intervalo (40-50 segundos)

Por tanto para este ejemplo la velocidad es 0.0 moles/segundos, por que

(18 moles – 18 moles) / (50segundos –4 0 segundos) = (0 / 10) = 0 moles/segundos,

porque ya no hay mas moléculas del sustrato.

Quiz: Evidencia

Figure: Lab Quiz

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/quiz.html, Accessed: 6/26/13

Resumen

La catálisis de enzimas se produce al disminuir la energía de activación que es requerida

para que ocurra una reacción. En estas enzimas existe un área plegada conocido como “sitio

activo”, el cual está definido por aminoácidos que provocan que las enzimas sean especificas

para solamente un solo tipo de sustrato. Cuando se unen un sustrato especifico y el sitio activo de

la enzima, ocurrirá un ajuste inducido que promueve la catálisis de la enzima para que esta pueda

convertir el sustrato en producto, sin que la enzima pierda su forma original durante el proceso y

que esta sea capaz de repetir esta reacción cuando la molécula del sustrato este presente.

Cambios drásticos en pH y temperatura provocan que se desnaturalice una enzima, y se concluye

que si esta es desnaturalizada perderá su forma funcional y no podrá llevar a cabo la catálisis de

enzimas que promueven que suceda una reacción y surja un producto.

References:

Knapp, T. Enzyme Catalysis. Available: June 26, 2013.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/intro.html