Instituto O’Higgins

Hermanos Maristas

Rancagua

Laboratorio Biología

Enzimas

Marco Teórico:

Las enzimas son las proteínas encargadas de catalizar las reacciones bioquímicas del metabolismo. Las enzimas no alteran el equilibrio de dichas reacciones ni tampoco el balance enérgico, sólo aceleran el proceso. Se las puede clasificar en:

Óxido-reductasas: estas enzimas están vinculadas con las reducciones y oxidaciones biológicas que intervienen en los procesos de fermentación y de respiración. Estas son esenciales en ciertas cadenas metabólicas como por ejemplo la escisión enzimática de la glucosa y en la producción de ATP.

Transferasas: estas enzimas son las encargadas de catalizar la transferencia de una porción de molécula a otra. Además, estas enzimas son las que actúan sobre distintos sustratos, transfiriendo glucosilo, sulfató, amina, aldehído, entre otros grupos

Hidrolasas: estas enzimas actúan sobre las moléculas de protoplasma, tales como las de grasas, de glicógeno y de proteínas.

Isomerasas: estas son las que actúan sobre ciertas sustancias a las que transforman en otras isómeras, lo que significa que tienen la misma fórmula empírica pero un desarrollo diferente.

Liasas: estas enzimas son las que actúan sobre los enlaces entre los átomos de carbono, carbono y oxígeno, carbono y azufre o carbono y nitrógenoLigasas: son las que permiten que dos moléculas se unan. Esto se da al mismo tiempo en que el ATP se degrada y libera energías que son las necesarias para que dichas moléculas puedan unirse

Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de la reacción. La mayoría de las reacciones de los sistemas vivos son reversibles, es decir, que en ellas se establece el equilibrio químico. Por lo tanto, las enzimas aceleran la formación de equilibrio químico, pero no afectan las concentraciones finales del equilibrio.

Los mecanismos de la actividad enzimática son 5, primero el sustrato hace contacto con el centro o sitio activo, a partir de esto se forma un complejo intermedio llamado enzima-sustrato la molécula de sustrato se transforma por reorganización

de los átomos, por rotura, o por combinación de varias moléculas de sustrato , luego el sustrato transformado, los productos de reacción se liberan de la molécula de enzima y por último la enzima ahora libre puede reaccionar con otras moléculas de sustrato. Hay factores que afectar la actividad enzimática, entre estos esta:

La temperatura: La actividad enzimática se incrementa al aumentar la temperatura, hasta que la enzima se desnaturaliza.

PH: En este caso la enzima es más activa alrededor del PH 6

Concentración del sustrato: Al aumentar la concentración del sustrato, la velocidad de reacción se incrementa, hasta que se ocupan todos los centros activos

Inhibidores: inhibidor competitivo donde este compite con el sustrato por el mismo centro activo de la enzima y por otro lado la inhibición no-competitiva donde el inhibidor se une a la enzima en un centro de unión diferente al centro activo de la enzima.

Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima. Tienen en general baja masa molecular y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de una enzima a otra.

A diferencia de las enzimas, las coenzimas se modifican durante la reacción química; por ejemplo, el NAD+ se reduce a NADH cuando acepta dos electrones (y un protón) y por tanto se agota; cuando el NADH libera sus electrones se recupera el NAD+, que de nuevo puede actuar como coenzima.

Introducción:

Las células llevan a cabo simultáneamente una gran cantidad de reacciones químicas necesarias para la vida. Muchos de los productos de esas reacciones se necesitan inmediatamente, y si no fuera por la participación de las enzimas, algunas reacciones no se producirían tan rápido.

Las enzimas, en su mayoría proteínas o RNA (riboenzimas), son catalizadores químicos que agilizan una reacción que envuelve la formación o rompimiento de enlaces químicos.

Objetivos:

Comprobar como la temperatura y el pH afecta el funcionamiento de una enzima durante el proceso de reacción química, observando cada paso del experimento utilizando ciertos vegetales.

Hipótesis:

“El pH y la temperatura determinan el funcionamiento de una enzima, la cual baja el nivel de activación de la reacción provocando que aumente la velocidad; ya que, a alta temperatura de la enzima, esta perderá sus propiedades, o sea, se desnaturalizara no teniendo efecto en la reacción.”

Diseño Experimental:

Materiales:

Peróxido de Hidrogeno Acelga Champiñones Tomate Mortero Tubos de Ensayo Panti Vaso Precipitado Goteros Hielo Agua hervida Agua a temperatura ambiente

Procedimiento:

1. Para preparar los homogenados, corten pedazos las muestras de acelga y tomates

2. Usando mortero, muele el material con un poco de agua hasta diluir parte de la muestra; no muela excesivamente para que no queden pedazos muy pequeños del material

3. De ser necesario filtre el macerado con una gasa o panti.4. Coloque cada homogenado en 3 tubos de ensayos.5. Mantenga los tubos a las siguientes temperaturas:

Tubo 1: 70°C x 15 Min.

Tubo 2: 37°C x 15 Min.

Tubo 3: Hielo x 30 Min.

Tubo 4: T° ambiente.

6. Usando un gotero, coloque 5 gotas de peróxido de hidrogeno en cada tubo de ensayo.

Procedimiento 2:

1. Rotule 3 tubos de ensayos A, B y C. 2. Añada el homogenado de champiñón a cada tubo.3. Añada soluciones 3M, de HCl y 3M de NaOH a los tubos y agite suavemente

hasta mezclar.4. Añada 3ml. Agua oxigenada a cada tubo.5. Observe los resultados.

Resultados:

Procedimiento 1

Hoja picada, más agua en el mortero

Se filtra con la panti en un vaso precipitado y luego y se ponen en cada tubo de ensayo.

Se ponen a las temperaturas correspondientes

Se le agregan gotas de peróxido de hidrogeno

Tubos a 70°C, por 15 minutos

Tubos a 37°C, por 15 minutos

Tubos a a 4°C por 30 minutos

Tubo 3 se encontraba en una temperatura de 37°C anteriormente en el cual se observa una alta actividad enzimática.

Tubo 2 se encontraba a una temperatura de 70°C anteriormente, no se observan cambios por lo cual decimos que se desnaturalizo la enzima.

Tubo 1 se encontraba a temperatura ambiente, se observa un cambio por lo tanto la enzima conserva sus propiedades.

Tubo 4 se encontraba a una temperatura de 4°C anteriormente, se observan muy pocos cambios con lo

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Tomate por picar, en el mortero

Se filtra con la panti en el vaso precipitado y se ponen en cada tubo de ensayo.

A cada tubo se le agregan las gotas de peróxido de hidrogeno para observar la reacción.

Tubo 1 se encontraba durante 15 minutos a 37°C, se observa una alta actividad enzimática.

Tubo 2 se encontraba durante 30 minutos en el hielo, se observa muy poca actividad por lo cual decimos que están adormecidas las enzimas.

Tubo 3 se encontraba a una temperatura ambiente, observamos actividad enzimática, la enzima no pierde sus propiedades.

Tubo 4 se encontraba a 70°C durante 15 minutos, no se observa cambio concluimos que la enzima de desnaturalizo.

Tubo 3 se encontraba en una temperatura de 37°C anteriormente en el cual se observa una alta actividad enzimática.

Tubo 2 se encontraba a una temperatura de 70°C anteriormente, no se observan cambios por lo cual decimos que se desnaturalizo la enzima.

Tubo 1 se encontraba a temperatura ambiente, se observa un cambio por lo tanto la enzima conserva sus propiedades.

Tubo 4 se encontraba a una temperatura de 4°C anteriormente, se observan muy pocos cambios con lo

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Procedimiento 2

Champiñón molido en el mortero más agua.

Se le agrego a los tubos:

Tubo 3: HCl

Tubo 4: Neutro

Tubo 5: NaOH

Se le agrego peróxido de hidrogeno a cada tubo

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Tubo 5, al cual se le había agregado un pH básico, se nota poca reacción enzimática, decimos que las enzimas deben estar adormecidas pero no han perdido del todo sus propiedades.

Tubo 4, el cual se mantuvo con un pH neutro fue el que más reacciono, ósea tubo más actividad enzimática.

Tubo 3, el cual se le agrego un pH acido, no se observa actividad enzimática probablemente la enzima se

Procedimiento 1:

Homogenado Reacción al añadir gotas de peróxido de hidrogenoTomate Pudimos observar que no produjo gran cantidad de

burbujas, o sea, las enzimas no bajaron significativamente el nivel de energía en la reacción.

Acelga Pudimos observar que a diferencia del tomate, se produjo gran cantidad de burbujas por lo que actividad enzimática fue alta.

Procedimiento 2:

Tubo Tiempo que toma la reacción en completarse. Descripción comparativa de las reacciones.

ABC

Análisis :

Procedimiento 1:

1. ¿Qué ocurrió al añadir el peróxido?Al añadir a cada tubo de ensayo peróxido, en alguno de ellos pudimos observar cambios, esto dependía de la temperatura que tenían los mismos, obteniendo como resultado que los tubos con altas o bajas temperaturas no reaccionaban al añadir este químico, por otro lado, las muestras con temperatura ambiente o a 37º C presentaban una reacción, dando cuenta de la participación de las enzimas en presencia del peróxido.

2. ¿Ocurrió lo mismo en todas las muestras?No, como dije anteriormente, las enzimas depende de la variable temperatura; por lo que en las diferentes muestras de células vegetales no ocurrirá lo mismo, o tendrán la misma respuesta al peróxido debido a la temperatura a la que se encuentran.

Tubo 5, al cual se le había agregado un pH básico, se nota poca reacción enzimática, decimos que las enzimas deben estar adormecidas pero no han perdido del todo sus propiedades.

Tubo 4, el cual se mantuvo con un pH neutro fue el que más reacciono, ósea tubo más actividad enzimática.

Tubo 3, el cual se le agrego un pH acido, no se observa actividad enzimática probablemente la enzima se

3. ¿Por qué se forman burbujas?Las burbujas que salen se debe ya que al añadir el peróxido, las enzimas lo diluyen convirtiéndolo en oxigeno, de ahí la espuma; esto sucederá siempre donde las enzimas mantengan sus propiedades.

4. ¿Qué otro organismo podrían usarse para esta prueba?Todos los organismos que presenten enzimas a una temperatura en que pueda reaccionar con la sustancia utilizada.

5. ¿Por qué se prepararon los homogenados? ¿Por qué no se añadió el peróxido directamente a los tejidos sin macerarlos?Se debe preparar los homogenados ya que es necesario romper la membrana plasmática para poder tener acceso al citoplasma, lugar donde se encuentra la mayor parte de las enzimas, las que posteriormente reaccionarán.Si agregamos peróxido directamente a los tejidos, sin molerlos o macerarlos, lo mas probable es que no haya reacción alguna o si es que lo hay sea muy pequeña, ya que lo que estaría en contacto con la sustancia sería la membrana plasmática donde no encontramos una gran cantidad de enzimas para que posteriormente actúen.

6. Explique por qué la gran mayoría de las especies de plantas y animales producen la enzima catalasa.La catalasa es una enzima que se encuentra en las células de los tejidos animales y vegetales. La función de la catalasa en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se forma una molécula toxica que es el peróxido de hidrogeno, H2O2. La catalasa aumenta la velocidad de la descomposición del peróxido de hidrogeno o agua oxigenada aproximadamente 1000 millones de veces. Además, 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.

Procedimiento 2:

1. ¿Cómo se relaciona el pH y la actividad enzimática?2. La enzima del estómago funcionan óptimamente a un pH de 2. ¿Cómo se

afectaría la digestión si el pH aumenta a 4?

3. ¿De que otra manera se podría explorar el funcionamiento de las enzimas estudiadas en el laboratorio?

4. ¿Pueden mencionar otras enzimas que actúan en nuestro cuerpo?5. ¿Qué efecto podría tener una fiebre alta prolongada sobre el funcionamiento

de las enzimas?6. ¿Conocen alguna condición médica que se deba al mal funcionamiento de la

enzima?

Conclusión:

1. Comprobamos nuestra hipótesis de manera positiva, por los resultaos obtenidos pudimos comprobar que en los dos casos a alta temperatura, (70°C) la enzima se desnaturalizo ósea perdió todas sus propiedades.

2. Con este trabajo practico, se pudo observar la actividad enzimática (evidenciada con la aparición de burbujas) tiene una temperatura limite y una ideal, a medida que se sube de esta temperatura ideal va perdiendo sus propiedades llegando hasta desnaturalizarse pasado aproximadamente los 70°C.

3. También observando los resultados del procedimiento 1, podemos notar que la temperatura ideal se podría decir que son los 37°C; temperatura que corresponde a la ideal del cuerpo humano; por lo cual las enzimas tiene condiciones optimas para reaccionar en el cuerpo humano.

4. También pudimos observar que el pH afecta en la reacción de una enzima, observando los resultados podemos decir que a pH acido provoca que la enzima pierda sus propiedades ósea se desnaturalice; mientras que a pH neutro la encima efectúa su trabajo efectivamente y con un pH básico disminuye su potencia de reacción probablemente perdió parte de sus propiedades; ósea la enzima también tiene un Ph ideal y uno de limite.