Presentacin de PowerPoint

TECNOLOGA ENZIMTICA GeneralidadesProduccin Inmovilizacin Purificacin Involucra Utilizacin Biorreactores

Biocatalizadores: protenas con actividad cataltica (enzimas) o pueden ser cidos nucleicos (ribosimas). Sustentos:Diseo de productosProcesos innovadoresClasificacin de las protenas

Composicin de las enzimasActividad enzimtica (U)

Cofactor( Porcin no proteica)SubstratoHoloenzima(Enzima completa)CoenzimaApoenzima( Porcin proteica)ActivaActivadorInactivaMedida de la velocidad en la cual un enzima cataliza una reaccin, midiendo cuantitativamente el consumo de sustrato o el incremento en la concentracin de producto, en unas condiciones de temperatura, pH y concentracin de sustrato optimasV: velocidad.[S]: concentracin de sustrato.[P]: concentracin de producto.dt: periodo de tiempo.Extraccin, purificacin y caracterizacin de protenas Fuentes de obtencinAnimal Vegetal Microbiano Obtencin rpida y controlada en reactores enzimticosLimitadas: Inclemencias externas: Clima Fuente de alimentacin Variedad de los suelosotrasClasificacin de las Enzimas segn su extraccinIntracelularesExtracelularesFsicos Qumicos EnzimticosMtodos Rompimiento celular Separacin de la biomasa con el sobrenadante de la fermentacin*Ruptura celular: las esporas >cocos Gram- >levaduras >clulas vegetales >bacilos Gram+ >micelios > clulas animales5

Ruptura celular:MtodosQumicosEnzimticosFsicosHomogenizacin mecnica Homogenizacin por deshidratacin Enzimas hidrolizantes Homogenizacin snica Homogenizacin trmica Eleccin del mtodo de ruptura: Naturaleza y fuente de la enzima (origen animal, vegetal o microbiano: fngica o bacteriana)Escala de la operacin (laboratorio, planta piloto o industrial)Velocidad del mtodo de extraccin Estabilidad de la enzima Pureza requerida Costos del proceso Purificacin: Aspectos: Naturaleza bioqumica (estabilidad y actividad enzimtica)Utilizacin de la enzima (analtica o industrial)Complejidad del proceso de purificacin (costos tecnolgicos)Diseo de una metodologa de purificacin: Seleccionar factores fsicos-qumicos que se permitan mxima productividad y menores costosAvanzar de mtodo de menor a mayor rendimiento y resolucin Avanzar de mayor a menor capacidad de procesamientoAprovechar las condiciones y caractersticas de la muestra al final de cada paso, para que estas sirvan para la seleccin del prximoTcnica de purificacin de protenas:Separacin por precipitacin (solubilidad diferencial)Cromatografa por filtracin por gelCromatografa por intercambio inico Cromatografa por afinidad Ultrafiltracin Caracterizacin: Conocimiento de parmetros especficos de una enzima como su peso molecular, su punto isoelctrico, Vmx., Km entre otrosParmetros para el anlisis e identificacin de enzimas Parmetro de una enzimaAnlisis para su identificacinPunto isoelctrico IsoelectroenfoquePeso molecularElectroforesis SDS-PAGESubunidades proteicasCombinacin entre electroforesis SDS-PAGE desnaturalizantes y reductoras Km y VmxEnsayos cinticos Secuencia Espectrometra de masaspH, Temperatura, [S] ptimos Ensayos cinticos Estabilidad a la temperatura, pH, etc. Ensayos cinticos9Cintica enzimtica Parmetros cinticos: Constante de Michaelis (Km)Velocidad maxima (Vmx. ) Linealizacin de la grfica de la relacin: concentracin de sustrato [S] - Actividad enzimtica (U): Linealizacin con Lineweaver Burk: 1/V= (1/Vmx. )+ (Km/Vmx. )*(1/S)Linealizacin Eadie Hofstee: V= Vmx. - Km (V/S)Linealizacin Langmuir: S/V = (1/Vmx. )*S + (Km/Vmx. ) Clasificacin de las enzimas y ejemplos de enzimas utilizadas en procesos industriales Clase de enzimaTipo de reaccin catalizadaTipos de enzimas representativas Enzimas industriales representativas 1. OxidorreductasasTransferencia de electrones, iones hidruro o tomos de hidrogeno A + BH2 AH2 + BDeshidrogenasasOxidasas ReductasasPeroxidasasCatalasasPeroxidasasGlucosa oxidasas 2. Transferasas Transferencia de grupos orgnicos funcionalesAX + C A + CXMetiltransferasasAciltransferasasAminotransferasasFosfotransferasasFructosiltransferasas Glucosiltransferasas3. HidrolasasHidrlisis (reacciones de rotura de enlaces con incorporacin de agua)AX + H2O AH + XOHEsterasasPeptidasasFosfatasasGlucosidasasAmilasasCelulasas Lipasas Pectinasas Proteasas 4. LiasasAdicin de grupos a dobles enlaces o formacin de dobles enlaces por eliminacin de grupos. Rotura de enlaces sin incorporacin de agua.XY + C=C CXCYXY X + YDescarboxilasasAldolasasDesaminasasSintasas Pectato liasas-acetolactatoDescarboxilasa 5. IsomerasasTransferencia de grupos dentro de molculas para formar ismeros (reorganizaciones moleculares)A BIsomerasasRacemasasEpimerasasMutasasGlucosa isomerasa 6. LigasasFormacin de enlaces en reacciones de condensacin acopladas a la rotura del ATP u otra fuente energtica X + Y + ATP XY + ADP + PiLigasasSintetasasCarboxilasasNo utilizadas actualmente en proceso industriales

Inmovilizacin Proceso por el cual el movimiento de las enzimas, en el espacio, se ve restringido total o Parcialmente, dando lugar a una forma de enzima insoluble en aguaClasificacin:

Caractersticas:Permiten neutralizacin Se obtienen productos mas purosPosibilitan de implementar procesos continuosRequieren control de Temperatura y pHPosibilidad de contaminacin Requieren planta especial

Aplicacin de enzimas inmovilizadas en la fabricacin de jarabes glucosados a partir del almidn de maz. 1: Tanque de mezcla. 2: Reactor de tanque agitado y recuperacin por filtracin. 3: Intercambiador de calor. 4: Reactor de tanque agitado y recuperacin por filtracin. 5: Ultrafiltracin. 6: Evaporador.Enzimas industriales, usos frecuentes y mercado Aplicaciones bsicas: (i) Procesos industriales, (ii) Procesos analticos y (iii) Uso clnico Procesos industriales:

Utilizacin:Industria de Alimentos Industria Farmacutica Industria TextilIndustria de DetergentesIndustria del CueroBiorremediacin y Tratamiento de efluentes

Caractersticas:Uso masivoEstructura simplePreferiblemente extracelularesEstables Sin requerimiento de cofactores disociablesProcesos analticos:

Utilizacin:Incorporacin en lnea del reactor enzimtico con un aparato analtico convencionalInclusin del sistema enzimtico como parte del sistema analtico

Caractersticas:Alta especificadAlta sensibilidadAlta purezaBaja estabilidad en condiciones operacionalesAlto costoProcesos analticos:

Utilizacin:Ayuda digestivosAntiinflamatoriosAntimicrobianosTratamiento de enfermedades Remocin de metabolitos potencialmente txicosTratamiento de ciertos tipos de cncerOtros.