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Biologia catalisis - la función de las enzimas





Contenido

Objetivos:
Describir la actividad enzimatica en las células
Estudiar el mecanismo de acción de la papaína, bromelina, peroxidasa y catalasa
Determinar el efecto de diferentes factores sobre la actividad enzimatica.


Introducción
Las enzimas son catalizadores biológicos; creados por los seres vivos. En su mayoría estan compuestos por proteínas globulares que catalizan la velocidad de reacción de los sistemas biológicos al disminuir su energía de activación. Aceleran loas reacciones que en forma natural son espontaneas y al ser catalizadores no se deben consumir ni alterar de forma permanente y lo mas importante se deben reutilizar constantemente.
Algunas enzimas estan compuestas única y primordialmente de proteínas pero otras tienen dos componentes



Una parte proteica denominada =APOENZIMA
No proteica=COFACTOR

Algunos pueden ser iones o moléculas organicas denominadas coenzimas que sirven de apoyo para la función enzimatica tales como vitaminas o aceptores de electrones de reacciones oxidación –reducción como el NADH. Juntas la apoenzima y el cofactor forma un complejo que se denomina Holo enzima.


La función de las enzimas esta íntimamente relacionada con su estructura. Cada enzima tiene un sitio activo en el que ingresan el o los sustratos para formar el complejo enzimas –sustrato y luego de una serie de reacciones tanto el sustrato como el sitio activo cambian de forma distorsionando sus enlaces químicos y produciéndose el proceso CATALISIS. Cuando estase completa se obtienen nuevos productos, los cuales no encajan en el sitio activo y son expulsados por lo que la enzima vuelve a su configuración original. Las enzimas son específicas y catalizan uno o muy poco sustratos. Actualmente se sabe que el sitio activo de las enzimas no exactamente igual al sustrato, sino que estas reconocen inicialmente a su sustrato cuando este hace contacto con ciertos aminoacidos específicos de su sitio activo. Dichas moléculas son muy eficientes en su labor catalítica, sin embargo, las células también regulan el metabolismo de las enzimas mediante diferentes mecanismos
Controlar la vida media de la enzima.
Sintetizar enzimas en forma inactiva (cimógeno) para que sean funcionales únicamente en condiciones apropiadas, (la pepsina y tripsina
Crear moléculas reguladoras que se unen al sitio regulador o alosterico para fortalecer o inhibir la actividad enzimatica.
Inhibidores como venenos, drogas, agentes químicos, etc. Que compiten con el sustrato por el sitio activo de la enzima.
Materiales:
Tubos de ensayo Tabla de picar
Mechero de alcohol
Pinzas y tijeras
Caja de Petri
Tiras identificadoras de PH
HCL al 0.1M
NAOH al 0.1 M
Peroxido de hidrogeno
Agua destilada
Pulpa de piña
Pulpa de papaya
Huevos duros
Hígado crudo y cocido
Papa cruda y cocida
Tubos de ensayo con capacidad de 20ml
Pipetas de 5ml
Pipeteador
Papel toalla


Procedimientos:

Actividad de las enzimas bromelina y papaína

Tomamos cuatro tubos de ensayo y realizamos el sig.Procedimiento:
1. Rotulamos los tubos de 1-4
2. A los tubos 1y 2= añadimos 5ml de pulpa de piña.
3. A los tubos 3 y 4= añadimos 5ml de pulpa de papaya.
4. Los tubos 1 y 3 los calentamos por 6.38 minutos (no hervir).
5. Posteriormente agregamos un pedacito de huevo cocido a cada uno y dejamos reposar en un gradilla para tubos de ensayo durante una hora y media (lo que calentamos) una hora los que no calentamos.
6. Pasado este lapso de tiempo, eliminamos el contenido líquido y sacamos cada uno de los pedacitos huevos en diferentes cajas Petri.
7. Tocamos la textura de los diferentes huevos en cada una de las cajas Petri.
Actividad de la enzima catalasa.

1. Cortamos el hígado crudo en cuadritos y colocamos en dos tubos de ensayo.
2. Repetimos el mismo procedimiento con el hígado cocido.
3. Utilizamos 4 tubos de ensayo, los enumeramos y realizamos lo sig.
Tubo 1
5ml de agua destilada
10gotas agua oxigenada
Hígado crudo
Tubo2
5.5ml de agua destilada

Hígado crudo
Tubo 3
5ml de agua destilada
10 gotas agua oxigenada
Hígado cocido
Tubo 4
5.5ml de agua destilada

Hígado cocido

4. Realizamos las observaciones hasta que finalice la reacción.
5. tomamos el tiempo de cada reacción en cada tubo.

Efecto del PH sobre la actividad enzimatica.
La peroxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de un amplio número de sustratos organicos e inorganicos, utilizando el poder oxidante del peróxido de hidrogeno. Esta presenta una actividad maxima entre 60 y 70 c y PH neutro.

1. Preparamos 4 tubos de ensayo, limpios ysecos , rotulamos de 1-4
2. Cortamos 2 trozos semejantes de hígado (cocido y crudo) y 2 papas (cocida y cruda
3. Añadimos a los tubos de ensayo.
Tubo 1y 3 agregamos 3ml de HCL
Tubo 2y 4 agregamos 3ml de3 NaOH
4.
Tomamos el PH para cada tubo que sera señalado como el PH inicial.
5. Tubo 1 agregamos la papa cocida y tubo 2 papa cruda, al tubo 3 el hígado cocido y al 4 tubo el hígado crudo.
6. Dejamos reposar los tejidos por cinco minutos.
7. Sacamos los tejidos y los colocamos en tubos limpios a cada uno adicionamos 3ml de peróxido de hidrogeno. Dejamos que la reacción ocurriera por 2 minutos.
8. Tomamos nuevamente el pH en cada uno de los tubos, indicandolo como el PH FINAL.








Resultados: Actividad de las enzimas bromelina y papaína.
¿Hay diferencia en la textura de los huevos?
Tubo 1
Bromelina (caliente
Por lo tanto no se lleva acabo nada su textura era dura ya que se desnaturaliza la enzima y no hay reacción
Tubo2 (1hora)espera
Bromelina
Su textura es suave
Tubo 3
Papaína(caliente)
El mismo resultado de tubo 1
Tubo 4(1 hora)espera
papaína
su textura suave.

¿Qué ocurrió en los tubos uno y tres después de una hora y media?
El tubo 1y 3 – ya que se sometió la enzima a una temperatura caliente no cambio su textura el huevo.

¿Qué tipo de enzima tiene cada una de las pulpas?
Bromelina – piña
Papaína-papaya
¿Cual es la principal función de la bromelina y la papaína?

Su principalfunción es degradar las proteínas ya que esta actividad enzimatica es una acción proteínica dichas enzimas degradan las proteínas obtenidas por el huevo.

¿Por qué es importante calentar los tubos 1 y 3 antes de3 adicionar el huevo?
Es importante para desnaturalizar las enzimas, dando como resultado de que la reacción no se lleve a cabo.


Actividad de la enzima catalasa
¿Cuales son los productos de la reacción?

Hidrogeno y oxigeno
¿Cual es la función de los tubos 2 y 4?

No tienen ninguna función, no hay reacción. Por qué no hay sustrato y la enzima no puede unirse.
¿La reacción en los tubos 1 y 3 es igual? Si o no, ¿Por qué?
Tubo 1
5ml de agua destilada
10 gotas de agua oxigenada
Hígado crudo tiempo : 9.40 Inmediatamente
Resultado: se observó burbujeo donde se da el desprendimiento de oxígeno y hidrogeno.
Tubo 2
5.5ml de agua destilada

Crudo ,tiempo: 9:42
Solo cambia su color pero no miramos reacción
Tubo 3
5ml de agua destilada
10 gotas de agua oxigenada
Cocido tiempo: 9.50
No hay reacción
Tubo 4
5.5ml

Cocido, tiempo 9.50
No hay reacción
La reacción de tubo 1 y 3 no es igual; se lleva acabo diferente resultado. En el tubo 3 desnaturalizamos la enzima catalasa se inhibe y no hay reacción
¿Qué función cumple el agua oxigenada?

Tiene la función de ser el sustrato con el que trabaja la enzima catalasa.
¿Por qué se forman las burbujas? ¿Qué indican?
Por la reacción que se lleva acabo sustrato­†catalasa en este caso agua oxigenada y el hígado (crudo). Indica que hay desprendimiento deoxígeno y hidrogeno.
Efecto de PH sobre la actividad enzimatica
Tubo 1
Añadimos 3ml de HCL
PH INICIAL
0
Papa cocida
Tubo 2
Añadimos 3ml de Naoh
13
Papa cruda
Tubo 3
Añadimos 3ml de HCL
0
Hígado cocido
Tubo 4
Añadimos 3ml de Naoh
13
Hígado crudo
¿Cómo es la reacción en cada uno de los tubos?
Dejamos reposar 5minutos.

Tubo 1
Agregamos 3ml de peróxido de hidrogeno
PH FINAL 4 y resultado no hay reacción
Tubo 2
3ml peróxido de hidrogeno
8 la enzima catalasa se inhibe
Tubo 3
3ml peróxido de hidrogeno
3 no hay reacción
Tubo 4
3ml peróxido de hidrogeno
8 la enzima catalasa no se inhibe pero si inhiben a pH acido y la temperatura
¿A qué se debe la diferencia de la reacción?
Se debe cuando la concentración de iones hidrogeno es muy baja en comparación con la concentración optima, la molécula los cede desapareciendo cargas positivas o apareciendo cargas negativas en su superficie. Ante una concentración elevada de iones hidrogeno, algunos se fijan a la molécula desapareciendo cargas (-) o poniendo cargas (+) que no existían. Así mismo al cambiar las cargas eléctricas en los residuos de aminoacidos se alteran los lazos de unión dentro de la molécula variando su acomodo tridimensional con recuperación de la actividad de la enzima.
¿A qué se debe la diferencia de PH INCIAL Y FINAL?
En un ½ basico la enzima no se inhibe pero si se inhibe en un PH acido y la temperatura. Observamos la diferencia de PH
¿Qué función cumplen NAOH Y HCL?

La función que cumplen el Naoh y Hcl es para medirsu PH ya sea para alcalinizar o para acidificar el medio. HCL- ES ACIDO Y NAOH- es base.

Conclusiones

Todos los procesos fisiológicos que ocurren en las células vivas estan mediados por las enzimas de su actividad depende que sucedan de una manera significativa y continua, ya que las enzimas son moléculas de naturaleza proteica, encargadas de catalizar reacciones químicas de un organismo, con una marcada especificidad al sustrato el cual encajara perfectamente en su sitio activo y de esta manera se dara inicio a determinada reacción, usandose también su especificidad como base para su clasificación y nomenclatura.
La actividad enzimatica es realmente importante pues como se dijo anteriormente son las responsables de la catalisis de reacciones químicas producidas por el metabolismo de un organismo; pero como a todas las células vivas existen unos factores que llegan a limitar o inhibir estas reacciones; entre los factores mas importantes tenemos la temperatura y PH específicos, pues su eficiencia y eficacia ocurren a un promedio óptimo de estos factores, es decir, si llegamos a aumentar demasiado la temperatura, o por el contrario adicionamos metales pesados o sales venenosas, esto destruye la estructura de la enzima y por consiguiente su funcionalidad.

Finalmente el manejo indicado, adecuado y correcto del instrumental utilizado dentro de las practicas; el cual nos ayuda a evidenciar cada vez mas nuestro proceso dentro del area de ciencias basicas.

Bibliografía

Manual de procesos biológicos 2 (unitec
www.buenastareas.com


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