CATÁLISIS ENZIMÁTICA E INORGÁNICAAlejandra Collazos*, Francisco J. Gonzáles*, Esteban A. Morales*

*Universidad de Sucre, Facultad de Ciencias de la Salud, Medicina 4to Semestre. Bioquímica II.

INTRODUCCIÓN

Las enzimas son sustancias que modifican la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas.Activadores: Son iones que aceleran la velocidad de un reacción, y a menudo son indispensables para que se realice una función enzimática. Frecuentemente son cationes: Mg+2, Ca+2, Mn+2, K+, Na+, etc.Inhibidores: Son sustancias que disminuyen la velocidad de una reacción que es catalizada por enzimas.

Moduladores: Son sustancias que actúan sobre grupos de enzimas oligoméricas con característica de cooperatividad funcional; en las condiciones de la vida de la célula influyen sobre la velocidad de las reacciones enzimáticas. Pudiendo ser positivos si estimulan la velocidad de la reacción y negativos si la inhiben.

La complejidad de los sistemas enzimáticos celulares es muy variable; los más sencillos están formados por una apoenzima, un sustrato y un producto; algunos muy complejos son isoenzimas con varias moléculas proteicas que poseen dos sustratos, dos productos, un grupo prostético, una coenzima, un activador y diferentes moduladores, cada uno específico para cada un de las isoenzimas.

Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos están catalizadas por

enzimas. 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

Los enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos. Los enzimas son catalizadores, es decir, sustancias que, sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente su velocidad. No hacen factibles las reacciones imposibles, sino que solamente aceleran las que espontáneamente podrían producirse. Ello hace posible que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas de presión, temperatura o pH.

METODOLOGÍA

Utilizando peróxido de hidrógeno, papas, sangre, bióxido de manganeso y cianuro de sodio se llevó a cabo la práctica de la siguiente manera:Se rotularon tres tubos de ensayo, en el tubo 1 se agregaron 3 ml de sangre al 1%, en el tubo 2 se agregó una porción de papa triturada y en el tubo 3 se agregó una pequeña porción de bióxido de manganeso.A partir de ese momento la práctica se realizó en cuatro sesiones.

Inicialmente a cada tubo de ensayo se le adicionó 2 ml de peróxido de hidrógeno al 4%.Luego, otros nuevos tubos rotulados de la misma manera se colocaron en un baño de maría con el agua a 100°C por 10 minutos, pasado ese tiempo se retiraron y se adicionó a cada tubo 2 ml de peróxido de hidrógeno llevándolos de nuevo en baño de maría a 37°C durante 5 minutos.El proceso anterior se repitió con nuevos tubos de ensayo, difiriendo en que esta vez se utilizó un baño de hielo.Después de esto, en nuevos tubos de ensayo con las sustancias ya mencionadas se agregó 5 gotas de cianuro de sodio, con 2 ml de peróxido de hidrógeno a cada uno, colocándolos luego en baño de maría durante 5 minutos a 37°C.Finalmente, se apuntó la temperatura inicial de cada tubo, luego al agregarle 2 ml de peróxido de hidrógeno se midió la temperatura en intervalos de 30 segundos.

RESULTADOS

Los resultados de la practica fueron tabulados en tablas, que muestran las diferentes sustancias y el resultados de sus diferentes reacciones, además de cómo fueron afectadas dichas reacciones por factores físicos y químicos. Estos resultados se pueden ver en las Tablas: 1, 2, 3, 4 y 5

ControlSustancia Característica

ObservadasSangre Se observó una reacción

abundante y rápida de la enzima catalasa, se

demostró por la producción de burbujas de aire. No aumentó la temperatura.

Papa Se visualizó una reacción abundante pero menor proporción comparada con la reacción de la sangre, se evidenció producción de burbujas de aire. No aumentó la temperatura.

MnO2 Reacción lenta y en menor proporción comparada con las anteriores, la producción de burbujas fue escasa. La reacción produjo un aumento de la temperatura.

Tabla 1: En esta tabla se muestra la reacción de control obtenido

para las 3 sustancias a temperatura fisiológica normal.

Temperatura AltaSustancia Característica

ObservadasSangre No se observó reacción de

la enzima catalasa.Papa No se visualizó una

reacción abundante.MnO2 La reacción en proporción y

velocidad fue mayor comparada con la reacción de control.

Tabla 2: En esta tabla se muestra la reacción obtenida tras llevar

al punto de ebullición las 3 sustancias.

Temperatura BajaSustancia Característica

ObservadasSangre Se observó reacción lenta y

con una ligera reducción de la producción de burbujas. No aumentó la temperatura.

Papa Se visualizó una reacción corta y con poca producción de burbujas.

MnO2 La reacción en proporción y velocidad fue lenta comparada con la reacción de control.

Tabla 3: En esta tabla se muestra la reacción obtenida tras bajar

la temperatura de las 3 sustancias.

Reacción con NaCN

Sustancia Característica Observadas

Sangre Se observó reacción leve.Papa Se visualizó una reacción

corta y con poca producción de burbujas.

MnO2 Reacción fue lenta, poco aumento de la tempera.

Tabla 4: En esta tabla se muestra la reacción obtenida tras

NaCN en las 3 sustancias.

Actividad catalítica según la temperaturaSustancia T0 T1

Sangre 29°C (30°C) - (30°C) - (29°C)

Papa 29 (29°C) - 30°C) - (30°C)

MNO2 28 (35°C) -(35°C) - (31°C)

Tabla 5: En esta tabla se tabulo la variación de la temperatura en

las 3 sustancias. Donde T0 es igual a la temperatura inicial y T1

es igual a temperatura final.

Para visualizar de mejor manera la variación de la temperatura según el tiempo de la reacción se graficaron los resultados obtenidos en las Gráficas: 1, 2 y 3.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10028.4

28.8

29.2

29.6

30

29

30 30

29

Sangre

Tiempo

Tem

pera

tura

Grafica 1: Muestra la variación de la temperatura en la reacción

de la sangre.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

10

20

30

40

28

35 3529

MgO2

Tiempo

Tem

pera

tura

Grafica 2: Muestra la variación de la temperatura en la reacción

del MgO2.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10028.5

29

29.5

30

30.5

29 29

30 30

Papa

Tiempo

Tem

pera

tura

Grafica 3: Muestra la variación de la temperatura en la reacción

de Papa.

DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos a partir de las pruebas realizadas para determinar el efecto de la temperatura en la actividad de la enzima Catalasa, afirman que al igual que ocurre con la mayoría de las reacciones químicas, la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas se incrementa con la temperatura. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre en otras reacciones químicas, en las reacciones catalizadas por enzimas se produce un descenso de la actividad cuando se alcanza una temperatura crítica. Este efecto no es más que un reflejo de la desnaturalización térmica del enzima

cuando se alcanza dicha temperatura.

Finalmente en los resultados obtenidos a partir de las pruebas realizadas para determinar el efecto del cianuro, se observó que no hubo reacción, puesto que este es un inhibidor y anula la acción de la enzima.

CONCLUSIÓN

Las enzimas, a diferencia de los catalizadores inorgánicos catalizan reacciones específicas. Sin embargo hay distintos grados de especificidad. Ya que la catalasa químicamente es una proteína, podemos desnaturalizarla al someterla a altas temperaturas. Al perder la estructura terciaria, perderá también la función y como consecuencia su función catalítica.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

o http://

trabajoslibres.blogspot.com.co/2007/02/catalisis-enzimatica-e-inorganica.html