Accion De La Catalasa Sobre Tejido Animal. Vegetal Y Sangre Seca

ACCION DE LA CATALASA SOBRE TEJIDOS VEGETALES, ANIMALES Y SANGRE SECA

INTRODUCCION

Actividad de la Catalasa

Muchos organismos pueden descomponer el peróxido de hidrógeno (H_2 O_2) por la acción de las enzimas. Las enzimas son proteínas globulares responsables de la mayor parte de la actividad química de los organismos vivos. Actúan como catalizadores, que son sustancias que aceleran las reacciones químicas sin ser destruidas o alteradas durante el proceso.

Las enzimas son extremadamente eficientes y se pueden utilizar una y otra vez repetidamente. Una enzima puede catalizar miles de reacciones en cada segundo. Tanto los valores de pH como de la temperatura a los que trabaja la enzima son extraordinariamente importantes. La mayoría de los organismos tienen un intervalo de temperatura preferente en el cual sobreviven y sus enzimas funcionan mejor dentro de dicho intervalo de temperatura.

Si el ambiente donde se encuentra la enzima es demasiado ácido o demasiado básico, la enzima puede desnaturalizarse de forma irreversible o transformarse de modo que su forma no le permita más realizar su funcionamiento apropiado.

El H_2 O_2 es tóxico para la mayoría de los organismos vivos. Muchos organismos son capaces de destruir el H_2 O_2 mediante la acción de enzimas antes de que pueda realizar mucho daño. El peróxido de hidrogeno se convierte en oxígeno y agua según la siguiente reacción:

2 H_2 O_2 → 2 H_2 O + O_2

Aunque esta reacción ocurre espontáneamente, las enzimas incrementan la velocidad de reacción de forma considerable. Se conoce que al menos dos enzimas diferentes catalizan esta reacción:

Catalasa, que se encuentra en animales y protistas.

Peroxidasa, que se encuentra en las plantas.

Mucho se puede aprender sobre las enzimas mediante el estudio de la rapidez de reacciones catalizadas por enzimas. La rapidez de una reacción puede estudiarse de muy diversas formas como:

Midiendo la presión de los productos que aparecen (en este caso, O_2)

Midiendo la velocidad de desaparición del substrato (en este caso, H_2 O_2)

Midiendo la velocidad de aparición del producto (en este caso, O_2 que se desprende como gas).

En la industria, se también se utiliza la enzima catalasa, para diferentes fines. Por ejemplo, se usa en la industria textil, para eliminar residuos de H_2 O_2.

Además, la catalasa cumple una función protectora contra determinados microorganismos patógenos, sobre todo anaerobios. Las bacterias anaerobias, mueren al estar en contacto con oxígeno, es por esta razón que el oxígeno producido por esta enzima tiene efecto bactericida sobre estos microorganismos. Tanto es así, que la ausencia de dicha enzima por defectos genéticos, llamada acatalasemia o enfermedad de Takahara, causa importantes infecciones en la mucosa bucal, pudiendo llegar a causar la pérdida de dientes y graves lesiones en los maxilares y tejidos blandos de la cavidad bucal.

La reacción catalizada por la enzima, ocurre en dos etapas, en las cuales interviene el hierro del grupo hemo de la hemoglobina como cofactor.

OBJETIVOS

Demostrar la presencia de la enzima catalasa en tejidos animales, vegetales y de sangre seca.

Demostrar el efecto de la temperatura sobre la actividad de la catalasa.

Familiarizarse con las propiedades de los enzimas y observar la actividad de la catalasa.

Entender porqué se utiliza el peróxido de hidrógeno como desinfectante y el uso de la catalasa en alimentos como antioxidante.

Determinar la velocidad de reacción de la catalasa con el peróxido de hidrogeno (H_2 O_2)

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES:

Proporcionado por el alumno:

Hígado de pollo

Papas

Tomate

Sangres seca

Proporcionados por el laboratorio:

Baño de agua hirviente.

Mortero

Tubos de ensayo

Pipetas de 5 ml y 1 ml

Termómetro

Vasos de precipitado

REACTIVOS

Agua oxigenada

Buffer fosfato 0.1 m pH 6.6

NaOH 2 N

HCl 0.5N

Agua destilada

PROCEDIMIENTO

Preparación de homogenizados.

En un mortero tomamos parte de la muestra de tomate papa e hígado y diluimos hasta homogenizar.

Pusimos las muestras homogenizadas en un tubo de ensayo y 5 gotas de agua destilada en otro tubo de ensayo.

En tres tubos de ensayo colocamos 5 gotas de muestra a cada uno de ellos y añadimos 3 gotas de peróxido a cada muestra.

Agregamos en una muestra seca de agua destilada, agua oxigenada.

Demostración de la actividad de la amilasa

En tres tubos de ensayos colocar 3 ml de cada muestra y en otro tubo agregar 3 ml de agua destilada.

Hicimos una marca hasta donde llego el homogenizado.

Colocamos 3 ml de peróxido de hidrógeno a cada tubo.

Tomamos el tiempo inicial al añadir el peróxido y el tiempo cuándo empezó a producirse las burbujas.

Repetimos en todos los tubos.

Efecto del pH.

Rotulamos 3 tubos de ensayo A-C.

Añadimos 1 cm de homogenizado de hígado a cada tubo

Añadimos 3 cm de HCl 0.5M al tubo A.

Añadimos 3 cm de NaOH 2N al tubo B.

Añadimos 3 cm de agua al tubo C agite suavemente hasta mezclar.

Añadimos 3 cm de peróxido a cada tubo.

DISCUSIONES

“Todas las enzimas son proteínas, por lo tanto, todas las enzimas sufren una desnaturalización, que son cambios ambientales o los tratamientos químicos que pueden causar una desorganización en la conformación nativa de la proteína, con la pérdida concomitante de la actividad biológica. Como la conformación nativa sólo es estable de manera marginal. La energía necesaria para causar la desnaturalización es con frecuencia pequeña.” (Melo, Cuamatzi, 2004, p. 98).

“La catalasa tiene una Km (Son unidades de concentración que representan la cantidad de sustrato necesaria para fijarse a la mitad de la enzima disponible y producir la mitad de la velocidad máxima. El subíndice “m” se refiere a Michaeli-Menteln como reconocimiento a sus esfuerzos de investigación. Como una aproximación puede considerarse que el valor de Km representa la concentración del sustrato en una célula viva) alta para el H2O2, por tanto, su efecto es limitado y sólo puede ejercer su función bajo condiciones donde los niveles de H2O2 están particularmente elevados.” (Mamposo, 1998)

“La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. Estos estudios proporcionan información directa acerca del mecanismo de la reacción catalítica y de la especificidad del enzima. La velocidad de una reacción catalizada por un enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el enzima. La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos.” (Devlin, 1999, p. 160)

En el caso de lo mencionado por Melo y Cuamatzi (2004, p. 105) estamos de acuerdo ya que pudimos comprobar que el peróxido de hidrógeno efectivamente es descompuesto por la catalasa liberando oxígeno ya que al hacer nuestro experimento con nuestro catalímetro pudimos observar la reacción por medio de burbujas (demostrándonos el oxígeno liberado).

De acuerdo con Devlin (1999, p.140) él nos dice que la enzima catalasa transforma rápidamente el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Estamos de acuerdo en lo que él nos menciona ya que al momento de macerar el hígado e introducirlo a nuestro catalímetro y al suministrarle el agua oxigenada (H_2 O_2) pudimos observar en cuestión de segundos que esto es efectivamente verídico ya que, como habíamos mencionado anteriormente, se observan burbujas indicándonos la presencia de agua y la liberación de oxígeno.

De acuerdo a Melo y Cuamatzi (2004, p.98) nos hablan de la desnaturalización de las proteínas que no es otra cosa que quitarle las propiedades a las enzimas, en este caso siendo proteínas del hígado, esta desnaturalización se lleva a cabo por cambios ambientales, en este caso, al momento de la cocción del hígado dando lugar a la descomposición de las enzimas. Esto lo pudimos comprobar al momento de poner el pedazo de hígado en el recipiente con agua oxigenada ya que no observamos ningún cambio en éste porque no había presencia de enzimas. Por lo tanto estamos de acuerdo con ellos por lo ya mencionado.

Todo lo anterior lo podemos explicar más amenamente de esta manera, con nuestras palabras:

De descomposición: 2H2O2 2H2O + O2. Esto es porque el peróxido de hidrógeno da lugar a la formación de agua y la liberación de oxígeno en estado gaseoso. La liberación del Oxígeno, es notable a la vista cuando se comienza a producir un burbujeo al contacto del agua oxigenada con el hígado de pollo.

Irreversible: 2H2O2 2H2O + O2. La reacción es irreversible porque los productos que se obtienen, al pertenecer a las reacciones del metabolismo, son utilizadas prácticamente al instante, como productos de nuevas reacciones. En nuestro dispositivo, el oxígeno liberado, se desplazaba por completo hacia el otro recipiente, evitando

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