Actividad de la enzima catalasa en función de la concentración de sustrato

Actividad de la enzima catalasa en función de la concentración de sustrato.

NOMBRES:

Córdoba González Alejandro

López Cruz Ebe Bettina

Reyes Mancillas Yohana Paola

Pérez Carrada Elian Dalai

Situación problema.

En los procesos biológicos pueden ocurrir casos donde se formen sustancias químicas denominadas como "radicales libres", esto ocurre cuando hay un electrón desapareado, lo cual vuelve a la sustancia altamente reactiva. De esta forma, de los radicales libres existen especies reactivas derivadas del oxígeno, las cuales se denominan cómo EROS, entre ellas están: el anión superóxido (O2), el radical hidroxilo (OH+), el oxígeno singlete y el peróxido de hidrógeno (H2O2). Estas especies son una amenaza a ciertos procesos biológicos gracias a sus agresiones oxidantes, afectando las células y generando casos como enfermedades inflamatorias, neurodegenerativas o incluso, carcinogénesis.

Comprender el funcionamiento de las enzimas es vital para comprender algunos de los procesos biológicos qué ocurren en la naturaleza. Es importante mantener un debido cuidado ante el agua oxigenada, ya qué si esta llega a entrar en contacto con la piel podría llegar a provocar reacciones dañinas, por esto es importante un uso correcto de equipo de seguridad para salvaguardar la seguridad de las personas.

Introducción.

Las enzimas son proteínas que catalizan las reacciones químicas en los organismos, y lo hacen con una gran especificidad.  Esto significa que generalmente una enzima cataliza una reacción única que incluye una o dos moléculas específicas, por lo que existe una gran variedad de enzimas diferentes para cada tipo de reacción química que ocurre en los seres vivos.  Por lo tanto, las enzimas juegan un papel central en el metabolismo.

El peróxido de hidrógeno es una de las sustancias más reactivas del oxígeno (EROS), esto significa que, gracias a su electrón desapareado, podrían afectar las células gravemente hasta causar carcinogénesis.

Cómo prevención a esto, existe la catalasa, que abunda en los seres vivos (especialmente en el hígado, y en algunas células se puede encontrar en las mitocondrias).La catalasa (CAT) se encuentra en el proceso metabólico de las células, teniendo dos funciones, la catalítica y la peroxidativa, para ambos casos hay una donación de hidrógeno por parte de otra molécula.

Función catalítica : Cuando el donador es una segunda molécula de H2O2

Función peroxidativa: puede utilizar como donadores de hidrógeno al metanol, etanol, ácido fórmico, fenol y formaldehído. Esta función se puede realizar con monómeros, dímeros y tetrámeros.

Por ende, ante el peligro que genera el peróxido de hidrógeno, la catalasa reduce el sustrato y toma hidrógenos de un donador para proveer ese mismo sustrato reducido y la molécula donadora oxidada.

La ecuación funciona de la siguiente forma:

[pic 1]

Fuentes consultadas:

• Tasset, C. S. (2018). Base de datos de proteínas: Catalasa. _MoleQla: revista de Ciencias de la Universidad Pablo de Olavide_, (30), 7-11.

• Díaz, A. (2003). La estructura de las catalasas. _Revista de educación bioquímica_, 22(2), 76. ISO 690

• Sánchez Lamar, Á., Cozzi, R., Cundari, E., Fiore, M., Ricordy, R., Gensabella, G., … & De Salvia, R. (2005). Extracto de frutos enteros de Punica granatum L. como agente protector del daño inducido por el peróxido de hidrógeno. _Revista Cubana de Plantas Medicinales, 10_(2), 0-0.

Cuestionario guía.

Instrucciones: Previo a la realización de la práctica, investiguen y contesten las siguientes preguntas.

1. ¿Qué son los catalizadores, y en qué se diferencian las enzimas de los catalizadores inorgánicos?

Una enzima es un catalizador biológico. Es una proteína que acelera la velocidad de una reacción química específica en la célula. La enzima no se destruye durante la reacción y se utiliza una y otra vez.

Los enzimas, a diferencia de los catalizadores inorgánicos catalizan reacciones específicas. Sin embargo hay distintos grados de especificidad. El enzima sacarasa es muy específico: rompe el enlace b-glucosídico de la sacarosa o de compuestos muy similares.

1. ¿Cuál es la diferencia entre la enzima, el sustrato y el producto?

Los enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre *actúa sobre un único sustrato *o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizada por un enzima:

La sustancia sobre la que actúa el enzima se llama sustrato.

• El sustrato es el que se une a una región concreta del enzima, llamada centro activo. El centro activo comprende (1) un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y (2) un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción
• Una vez formados los *productos*( Sustancia producida con un organismo vivo o sus productos)el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción.

1. ¿Cuál es el mecanismo de acción de las enzimas? (utiliza el modelo de llave y cerradura para explicarlo).

Las enzimas actúan de forma catalizadora en un sustrato. Siguiendo el modelo de llave y cerradura, la encima (llave) se une al sustrato (cerradura) y genera una división de productos.

[pic 2]

1. ¿Cuáles son los factores que alteran la actividad enzimática?

Los factores que pueden alterar la actividad enzimática son:

• Ph
• Temperatura
• Fuerza iónica

1. Expliquen ¿qué clase de reacciones catalizan las oxidorreductasas?

Clase de todas las enzimas que catalizan reacciones de oxidación-reducción. El sustrato que es oxidado es considerado donador de hidrógeno. El nombre sistemático está basado en la oxidorreductasa donadora:aceptora

1. Busquen al menos seis ejemplos en los cuáles se utilizan enzimas en procesos industriales, alimenticios o de diagnóstico clínico.

 Industria

Láctea

Enzimas

Tripsina y lactasa

Industria

Quesería

Enzimas

QUIMOSINA (RENINA)

LACTASA

LIPASA

Industria

Helados

Enzimas

LACTASA

GLUCOSA-ISOMERASA

Industria

Cárnicas

 Enzimas

 PAPAÍNA

FISCINA

BROMELINA

Industria

Cervecería

Enzimas

AMILASAS

PAPAÍNA

PEPSINA

Industria

Panificacion

Enzimas

AMILASA

PROTEASA

LIPOXIDASA

LACTASA

Objetivos.

• Trabajar en equipo y en grupo, de manera colaborativa.
• Reconocer en la reacción enzimática trabajada, cuál es la enzima, cuál el sustrato y cuál el producto.
• Medir la actividad de la enzima catalasa utilizando un método cuantitativo.
• Determinar de qué manera afecta el aumento de la concentración de sustrato en la actividad enzimática.
• Identificar la variable dependiente e independiente.
• Con las variables identificadas construir una hipótesis de trabajo.
• Organizar los datos obtenidos en la actividad experimental, en una tabla
• Construir con los datos de la tabla, una gráfica.
• Interpretar los resultados de la gráfica.
• Elabora un reporte de la actividad.

Hipótesis.  Elaboren con la información investigada una hipótesis de trabajo.

Identifiquen la variable dependiente y la variable independiente.

La velocidad de reacción de la enzima se ve afectada por la concentración de sustrato. De tal forma, la variable dependiente es la cantidad del sustrato y la variable independiente sería la cantidad de oxígeno producido

Precauciones.

• El hígado debe estar fresco o mantenerse en refrigeración hasta antes de su uso.
• El peróxido de hidrógeno (H2O2) comúnmente conocido como agua oxigenada, pierde actividad con el tiempo de no usar o no dejar bien tapado el recipiente. Use preferentemente un frasco de 50 ml recientemente adquirido.
• Usen con mucha precaución la licuadora de mano, es un aparato peligroso, solo lo debe usar con asesoría del profesor.
• Manejen con cuidado el peróxido de hidrógeno (H202), ya que al contacto con la piel produce quemaduras leves.

Material y sustancias.

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