Identificación De La Actividad Enzimática (2).docx

IDENTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA (IDENTIFICATION OF ENZYMATIC ACTIVITY) AUTORES: Carlos Andrés Hoyos Acuña, Juan Camilo Pérez Castro, Estefanía Ruíz Alquichire, Ronald Andrés Charris Parejo. Universidad del Magdalena, estudiantes del programa de ingeniería ambiental y sanitaria e ingeniería agronómica, facultad de ingeniería. (Grupo 8) Carrera 32 No 22-08 Santa Marta Colombia, [email protected] RESUMEN Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones bioquímicas, lo realizado en esta práctica fue comprobar la presencia de la enzima catalasa en tejidos animales (hígado), vegetales (maíz, papa) y otros compuestos como sal y azúcar. Se observó la actividad enzimática de la catalasa alterando condiciones de temperatura y pH, donde se comprobó que las enzimas necesitan una temperatura y un pH óptimo para llevar a cabo sus funciones. PALABRAS CLAVES: Enzima, catalasa, acción enzimática, pH, temperatura.

ABSTRACT Enzymes are proteins that catalyze biochemical reactions, what was done in this practice was to check the presence of the catalase enzyme in animal tissues (liver, chicken heart), vegetables (spinach leaves, mushrooms and potatoes) and other compounds such as salt and sugar . The enzymatic activity of catalase was observed altering temperature and pH conditions, where it was found that enzymes need a temperature and an optimum pH to carry out their functions KEY WORDS: Enzyme, catalase, enzymatic action, pH, temperature.

INTRODUCCIÓN

Las enzimas son moléculas de proteínas cuya función es acelerar la velocidad de las reacciones químicas que se producen en el organismo y que son necesarias para mantener su actividad biológica. Para reaccionar, las moléculas deben poseer suficiente energía, la energía de activación, a fin de chocar con suficiente fuerza para superar su repulsión mutua y debilitar los enlaces químicos existentes. Las enzimas son catalizadores biológicos. Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química participando en su mecanismo, pero sin sufrir un cambio químico permanente en el proceso. Una sola molécula de enzima puede catalizar la reacción de decenas de miles de moléculas iguales en tiempos del orden de un segundo. Por esto, las enzimas son particularmente efectivas en cantidades muy pequeñas. En los ciclos catalíticos, las enzimas interactúan con los reactantes (Sustratos) con una altísima especificidad. Así, las enzimas pueden acelerar un solo tipo de reacción química en un sistema en el que están ocurriendo cientos de miles de reacciones diferentes; disminuyen la energía de activación incrementando enormemente la velocidad a la que se producen las reacciones químicas en las células. Una reacción no catalizada requiere más energía de activación que una catalizada, como una reacción enzimática. La menor energía de activación en presencia del catalizador frecuentemente está dentro del intervalo de energía que poseen las moléculas, de tal modo que la reacción puede ocurrir rápidamente, sin adición o con poca adición de energía. Las enzimas son grandes moléculas de proteínas globulares cuyo modo de plegamiento asegura que grupos particulares de aminoácidos formen un MATERIALES Y MÉTODOS

sitio activo. Cuando las enzimas pierden su estructura tridimensional característica, se dice que están desnaturalizadas. Las moléculas reactivas, conocidas como sustrato, se ajustan con precisión a este sitio activo. Aunque la conformación de una enzima puede cambiar temporalmente en el curso de una reacción, no se altera permanentemente. La velocidad de las reacciones enzimáticas también se ve influida por la temperatura y por el pH, que afectan la atracción entre los aminoácidos de la molécula proteica y también entre el sitio activo y el sustrato. Muchas coenzimas, como el NAD, funcionan como transportadores de electrones, y diferentes coenzimas mantienen a los electrones en niveles energéticos ligeramente distintos. Muchas vitaminas son parte de coenzimas. En la interacción entre la enzima y el sustrato, el sitio activo de la enzima se ajusta a la superficie enfrentada de la molécula de sacarosa. El ajuste es tan exacto, que una molécula compuesta, por ejemplo, de dos subunidades de glucosa, no se vería afectada por la acción de esta enzima. Las miles de reacciones que constituyen el metabolismo están bajo el control de miles de enzimas. Las enzimas también pueden estar reguladas por inhibición competitiva, en la cual una molécula, semejante al sustrato normal, compite por el sitio activo. La inhibición competitiva puede ser revertida aumentando las concentraciones de sustrato. Los objetivos de esta práctica son: Identificar en una reacción las enzimas y su respectivo sustrato, además observar la actividad de algunas enzimas en tejidos animales y demostrar los efectos de la temperatura, el pH y concentración sobre la actividad de una enzima, así mismo demostrar la forma en que una enzima es específica para cierto sustrato. MATERIALES:

Instrumentos de laboratorio: Beakers, tubos de ensayo, baño María, gradilla, placas petri, pinzas para tubos de ensayo, probetas, pipetas, refrigerador, guantes. Reactivos y soluciones: 100 ml de solución de peróxido de hidrogeno al 6%, agua destilada, agua en bolsa, hielo, ácido acético, hidróxido de sodio, solución salina (suero fisiológico), solución de almidón y saliva. Biológico: 200 gramos de hígado fresco licuado con un poco de agua. MÉTODOS: Para esta práctica se utilizaron tubos de ensayos grandes. Teniendo las muestras de la solución de peróxido de hidrogeno por separado en tubos de ensayos antes de agregar la muestra del extracto de hígado en los respectivos tubos de ensayos. Esto con el fin de que las soluciones de peróxido sean agregadas al mismo tiempo en cada uno de los tubos que contengan la muestra. Acción de la invertasa PARTE 1. Se rotularon y prepararon cuatro tubos de ensayos de la siguiente forma: Número del Mililitros de tubo extracto de hígado 1 0 ml 2 1 ml 3 2 ml 4 4 ml Una vez realizado el procedimiento, fueron agitados bien los tubos, luego se agregaron al mismo tiempo, 2 ml de peróxido de hidrogeno en cada uno de los tubos. Para luego describir cómo afecta la cantidad de enzima su actividad enzimática. PARTE 2. Se procedió a rotular y así se prepararon cinco tubos de ensayos de la siguiente forma:

Número del Mililitros de tubo extracto de hígado 1 1 ml 2 1 ml 3 1 ml 4 1 ml 5 1 ml Luego se agito cada uno de los tubos, agregándole al mismo tiempo a cada uno las siguientes cantidades de peróxido de hidrogeno Número tubo

del Mililitros de Peróxido de hidrogeno 1 0 ml 2 1 ml 3 2 ml 4 4 ml 5 6 ml Esto para luego describir y explicar cómo afecta la cantidad de sustrato la actividad enzimática. PARTE 3. Para esta parte de la práctica se rotularon y se prepararon tres tubos de ensayos de la siguiente forma: Número del tubo

Mililitros Temperatura de extracto °C de hígado 1 2 ml Baños con hielo 2 2 ml Temperatura Ambiente 3 2 ml Agua hirviendo Se esperó que el material que estaba dentro de los tubos tuviera la misma temperatura que la de los respectivos baños; posteriormente se agito y se procedió a agregar al mismo tiempo 2 ml de peróxido de hidrogeno a cada uno de los tubos. Describiendo de igual manera lo observado para explicar así mismo cómo

afectó la temperatura la velocidad de una reacción enzimática. PARTE 4. Posteriormente se rotuló y se prepararon tres tubos de ensayos de la siguiente forma: Número del tubo

Mililitros PH de extracto de hígado 1 2 ml 5 gotas de ácido acético 2 2 ml 5 gotas de solución salina 3 2 ml 5 gotas hidróxido de sodio En esta parte se agitaron cada uno de los tubos, agregándole al mismo instante 2 ml de peróxido de hidrogeno en cada uno de ellos. Para de la misma manera describir cómo afecta el pH la velocidad de una reacción enzimática. PARTE 5. Para finalizar se rotularon y fueron preparados cuatro tubos de ensayos de la siguiente forma: Número Material Sustancia del tubo 1 1 ml Saliva Peróxido de hidrógeno 2 1 ml Peróxido de extracto de hidrógeno hígado 3 1 ml 2 ml de extracto de almidón hígado 4 1 ml Saliva 2 ml de almidón Para finalizar este procedimiento se procedió a agitar cada uno de los tubos; a los dos primeros se le agregaron 2 ml de peróxido de hidrogeno, A los tubos 3 y 4 fueron agregados 2 ml de solución de almidón se agitaron durante 3 minutos y

posterior a esto se agregaron 3 gotas de Lugol en cada uno de ellos para luego describir todo lo observado y así explicar cómo fue la reacción en el tubo que contiene saliva y se le adiciona H2O2 y cómo fue la reacción en el tubo que contiene extracto de hígado y que se le adicionó almidón. RESULTADOS PARTE 1.

PARTE 2.

Observación de la muestra de 1 ml de extracto de hígado y 0 ml de H2O2.

Observación de la muestra de 1 ml de extracto de hígado y 1 ml de H2O2

Se observó un significante burbujeo, y en la parte superior una capa espumosa, Todo esto a causa del peróxido de Hidrógeno que actúa como catalizador.

Observación de la muestra de 1 ml de extracto de hígado y 2 ml de H2O2.

Observación de la muestra de 1 ml de extracto de hígado y 6 ml de H2O2.

Se observó un burbujeo con mayor intensidad, obteniendo ahora una capa tornada de un color más claro. Cabe recalcar que todo esto fue mayor que el experimento anterior.

Se observó cómo al añadirle mayor cantidad de peróxido de hidrógeno se obtiene un resultado diferente, en este caso el burbujeo fue tan grande que se precipitó por el tubo de ensayo. PARTE 3.

PARTE 4.

Observación de la muestra de 1 ml de extracto de hígado y 4 ml de H2O2.

Se observó con mayor intensidad la actividad Enzimática, Tornándose un color más claro, perdiendo así su color original. La intensidad de este experimento fue mayor que el anterior.

Observación de la muestra de 2 ml de extracto de hígado y 5 gotas de ácido acético.

Se evidenció que, en este tipo de enzimas, o en estas actividades enzimáticas, si el pH

es más ácido la reacción va a ser mayor y por ende hizo que se precipitara.

Se logró apreciar, diferenciar y concluir de los anteriores experimentos que, las enzimas tienen distintas formas de reaccionar dependiendo del tipo de pH, de su temperatura u otras características. Teniendo en cuenta esto, se observó en esta última muestra que, como se esperaba, la reacción no fue tan fuerte en comparación con los experimentos (tubos) anteriores, ya que la sustancia utilizada en este experimento fue más alcalina (NaOH). PARTE 5.

Observación de la muestra de 2 ml de extracto de hígado y 5 gotas de solución salina (suero fisiológico).

Se observó que, cuando la reacción se hizo una sustancia más neutra, esta se no se precipitó, pero sí logró llenarse por completo del burbujeo blanco.

Observación de la muestra de 2 ml de extracto de hígado y 5 gotas de hidróxido de sodio (NaOH).

DISCUSIÓN Se caracterizó cualitativamente las dos enzimas ocupadas en la práctica realizada y se puede afirmar que ambas enzimas son de naturaleza distinta, la amilasa es una hidrolasa, esto quiere decir que descompondrá por hidrólisis enlaces 1-4 del componente α-Amilasa al digerir el almidón para formar azúcares simples, mientras que la catalasa es una enzima de naturaleza oxidorreductasa, que mediante procesos REDOX descompone el peróxido de hidrógeno en agua y en oxígeno molecular. Se pude determinar la presencia de la enzima catalasa en una muestra de hígado, y se llegó a la conclusión de que la catalasa se encuentra en alto contenido en la superficie del tejido liso que conforma este órgano vital para el animal, esta afirmación se la fundamenta con el intenso y prolongado burbujeo que existió al momento de colocar una pequeña cantidad de peróxido de hidrógeno en la muestra de hígado.