Laboratorio de Biología IV Reporte Experimental Lactasa Práctica 4

2016-2017
Laboratorio de Biología IV
Reporte Experimental



Lactasa

    Práctica 4

                                       
                                                                                                                                   (20/01/17).

I.        PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA/PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN.

¿En qué medida afecta la temperatura a la actividad enzimática de la lactasa?

II.        OBJETIVOS.

Determinar si existe una diferencia significativa entre los niveles de glucosa al alterar la temperatura del simulador.

III.        MARCO TEÓRICO.

Las enzimas son proteínas las cuales tienen como función catalizar las reacciones químicas en los seres vivos. Los catalizadores son las sustancias que sin consumirse en una reacción aumenta su velocidad. Las enzimas sencillamente aceleran las que tendrían lugar de manera espontánea. Las propiedades de las enzimas derivan del hecho de ser proteínas y actuar como catalizadoras. Como proteínas poseen una formación natural más estables los cuales suelen ir asociados a cambios en la actividad catalítica. La mayoría de las enzimas son muy sensibles a los cambios de Ph. Desviaciones de unas pocas décimas por enzima o por debajo del Ph óptimo podrías afectar drásticamente la actividad enzimática. Por el cual, los seres vivos han desarrollado sistemas más o menos complejos para mantener estable el Ph intracelular. La lactasa es una preparación líquida purificada de lactosa, aislada gracias a la la levadura láctica “Kluyveromyces lactis”. Su función es hidrolizar la lactosa en glucosa y galactosa. La velocidad de reacción depende de la temperatura del ph, la concentración de lactosa y de la dosis de la enzima. Su rendimiento óptimo se obtiene en condiciones exactas muy próximas a las condiciones naturales ya que la propia lactasa es un derivado de una levadura láctea. No obstante, la lactasa es también activa a bajas temperaturas de hasta cuatro grados. La leche ya hidrolizada con una bajo contenido en la lactosa es más fácilmente asimilable ya que la la lactosa únicamente puede ser absorbida por el organismo si previamente ha sido transformada en glucosa y galactosa. Por lo cual una gran cantidad de la población mundial que es intolerante a la lactosa puede beneficiarse del alimento casi perfecto que nos ofrece la naturaleza, la leche. La lactasa ha encontrado asimismo numerosas aplicaciones en el tratamiento del lactosuero. “El lactosuero se encuentra en cada vez más aplicaciones en la alimentación humana y animal. Por ejemplo, la lisozima es una enzima capaz de romper la molécula de peptidoglicano de la pared celular bacteriana”(2). Su centro activo es una larga hendidura capaz de acomodar a seis monómeros de azúcar de la molécula de peptidoglicano. La unión del sustrato al centro activo de la lisozima debilita el enlace glucosídico más cercano a los aminoácidos catalíticos, así facilitando la adición de una molécula de agua y la posterior hidrólisis de la molécula. Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo de una enzima; El modelo llave-cerradura supone que la estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma que una llave encaja en una cerradura. “Este modelo es válido en muchos casos, pero no siempre es correcto. En otros casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato” (1). Este es el modelo del ajuste inducido. Sería algo así como un cascanueces, que se adapta al entorno de la nuez.  

IV.        HIPÓTESIS.

La actividad enzimática, es decir,  el nivel de glucosa se verá comprometido si se altera la temperatura.  Debido a que al igual que el PH, la temperatura es uno de los factores que alteran las reacciones químicas de las enzimas. El calor acelera la reacción química en la que la lactasa rompe la lactosa en glucosa y galactosa, por lo que la cantidad de glucosa no será la misma al estar expuesta la lactasa a distintos valores de temperatura.

V.        MÉTODO EXPERIMENTAL.
a) Materiales.

• Computadora con acceso a internet. Acceso al simulador: (https://forio.com/simulate/jdarkow/lactase-enzyme-actions-with-data-analysis/run/)

Materiales que se ocuparon en el simulador digital:

• Sensor de Glucosa (+/- .05 mg/ dL)
• 5000 mg/dL de solución de Lactosa.
• 5 ml de lactasa.
• Vaso de precipitados de 100 ml. (+/- 10 ml.)
• Jeringa de plástico 10ml. (.5 ml.)

b) Procedimientos.

1. Encender la computadora con acceso a internet. Conctarse a internet y entrar al link (https://forio.com/simulate/jdarkow/lactase-enzyme-actions-with-data-analysis/run/) que fue proporcionado por la maestra para llevar a cabo el simulador.
2. Seleccionar el botón que dice “Simulate” que se encuentra sobre el recuadro ubicado en la parte media de la pantalla.  
3. Ya dentro del simulador, elegir únicamente una de las variables, en este caso utilizaremos la temperatura. Es importante que se elija únicamente una de las variables y mantener su control para que la enzima no se desnaturalice.  La cantidad de Lactosa inicial y el PH permanecerán como variables constantes.
4. Asignarle un valor de 15°C a la temperatura hacer click en el botón circular de color verde con el signo de play. Se marcará una gráfica, obtener el valor de glucosa que se haya producido a los 12 minutos. Hacer 5 repeticiones.
5. Asignarle un valor de 35°C a la temperatura hacer click en el botón circular de color verde con el signo de play. Se marcará una gráfica, obtener el valor de glucosa que se haya producido a los 12 minutos. Hacer 5 repeticiones. Se asignaron estos valores ya que no se exceden, el que se excedan provoca que la lactosa se desnaturalice.
6. Registrar los datos obtenidos en la bitácora.

Variable dependiente: cantidad de glucosa.

Variable independiente: temperatura

Variables controladas: un PH de 7, cantidad inicial  de Lactosa (500 mg/dL) , cantidad de Lactasa agregada en cada repetición (.05 ml.), el tiempo en el que actuó la lactasa sobre la lactosa (12 minutos), etc.

La cantidad de glucosa se obtuvo al colocar el ratón sobre un punto exacto en la gráfica, aparece un recuadro que indica la cantidad de glucosa y el tiempo en el que actuó la lactasa sobre la lactosa para obtener la glucosa. La cantidad de glucosa se mide en ml.

 Durante el experimento la temperatura se manipulo de manera que se comprobará si la cantidad de glucosa se veía afectada al asignar distintos valores a la temperatura. La temperatura a pesar de ser manipulada estaba controlada, pues únicamente se le asignan dos valores que fueron 15°C y 35°C.

Al igual que la temperatura, para mantener un control de las variables temperatura, cantidad de lactosa inicial y PH es necesario no mover la barra que asigna los valores de estas variables sin control, para moverlas y asignar un valor es necesario que este valor no se exceda de forma que la enzima no se desnaturalice y tener un registro de los valores que se asignan a las variables, de lo contrario las variables se descontrolan y el experimento falla al desnaturalizarse la enzima. La cantidad de lactasa agregada en cada repetición fue impuesta por el simulador.

Solo debe de elegirse una de las variables (temperatura, PH y cantidad de lactosa inicial) para no desnaturalizar la enzima de la lactasa. A la variable elegida se le pueden asignar cuantos valores se quiera, mientras que estos valores no se excedan de la temperatura óptima que va de 35°C a 40°C. Si la temperatura se excede y se pierde el control la enzima de la lactasa se desnaturaliza. Al colocar el ratón sobre la gráfica para obtener los resultados de la cantidad de glucosa únicamente se tomó en cuenta el valor de la glucosa que se haya producido después de 12 minutos en los que actuará la lactasa sobre la lactosa. El tiempo de acción química de la lactasa se mantuvo constante, ya que de no haber sido así la cantidad de glucosa hubiera variado debido a que no se lleva a cabo la misma acción química por medio de la lactasa en 4 minutos que en 12. A pesar de mantener las variables del PH, cantidad de Lactosa inicial y cantidad de Lactasa agregada en cada repetición si el tiempo en el que actuó la lactasa sobre la lactosa hubiera no hubiera sido controlado, el experimento arrojaría poco coherentes afectando a la precisión de los datos obtenidos.

La lactosa conforma el grupo experimental ya que es el material sobre el cual va a actuar la enzima. La lactasa rompe el azúcar de la leche, es decir, la lactosa en Glucosa y Galactosa. La Lactasa es esencial, ya que sin ella las células no pueden ocupará al azúcar de la leche como energía.  

VI.        RESULTADOS.

En esta práctica no hay datos cualitativos, ya que el experimento fue llevado a cabo en un simulador que lo único que mostraba era una gráfica, la cual indicaba únicamente el tiempo en el que actuó la lactasa sobre la lactosa y la cantidad de glucosa que se produjo, pero no se dio a conocer si el color, textura u olor de la solución de lactosa se vio afectado con la actividad enzimática de la lactasa.

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