DECHECO
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DECHECO
EFECTO DE PH Y
TEMPERATURA SOBRE LA
ACTIVIDAD DE LA CATALASA
Y PEROXIDASA
AUTORES:
CARRION CARCAMO, KIMBERLY 1724125301
FREYRE YUCRAM, MELISA MARIA 1724112127
GALVEZ URETA, MADELEIN NICOLE 1724115072
SANCHEZ VALVERDE, JESSICA 1724115036
TRUJILLO AMADO, DIANA CELESTE 1724125131
GRUPO:
91G / MESA 3
PROFESORA:
DECHECO EGUSQUIZA ALICIA CECILIA
AÑO:
2019
I. INTRODUCCIÓN:
Las enzimas son el producto de expresión de genes; por lo tanto, su actividad puede verse
modulada por el genotipo del individuo. El estudio de la actividad enzimática tiene importancia
en ciencia básica, bioquímica y biotecnología. Así mismo, la presencia de distintas isoenzimas y
su actividad enzimática diferencial puede ser empleada como marcador bioquímico de
normalidad o anormalidad (diagnóstico de enfermedades).
Las enzimas son proteínas (con la excepción de los RNA catalíticos) producidos por los seres
vivos que catalizan con gran eficacia las reacciones biológicas, actuando de forma específica y
regulada. Las anteriores propiedades hacen que las enzimas se puedan aplicar, de forma muy
eficaz, a procesos industriales tales como la obtención de fármacos, procesado de alimentos y
en analítica. La cinética enzimática es la parte de la enzimología que estudia la velocidad de las
reacciones catalizadas enzimáticamente y el efecto que diferentes factores físico-químicos
sobre dicha velocidad.
II. MARCO TEÓRICO
*CATALASA
Es una de las enzimas más abundantes en la naturaleza y se encuentra ampliamente
distribuida en el organismo humano, aunque su actividad varía en dependencia del tejido; ésta
resulta más elevada en el hígado y en los riñones, más baja en el tejido conectivo y los
epitelios, y prácticamente nula en el tejido nervioso. A nivel celular se localiza en la
mitocondrias y los peroxisomas, excepto en los eritrocitos, donde se encuentra en el citosol.
Esta enzima es una métalo proteína tetramétrica, cuyo peso molecular se encuentra en el
rango de 210- 280 KD. Consta de 4 subunidades idénticas que se mantienen unidas por
interacción no covalentes. Cada subunidad protohémico y el Hierro representa un 1,1% y
0,09% respectivamente del peso molecular de la enzima.
De acuerdo con la naturaleza de su grupo activo la catalasa es inhibida en forma irreversible por
las sustancias que forman complejos como el, por ejemplo el cianuro sulfuroso, acida fluoruro,
monóxido de carbono, monóxido de nitrógeno e hidroxidamina. Un inhibidor interesante de la
catalasa es la cianamida, que sin embargo, tiene muy poca acción sobre la peroxidasa.
La catalasa se encuentra en todas las células que tienen metabolismo aerobio, es una de las
enzimas conocidas con mayor actividad. La catalasa es una enzima que descompone el peróxido
de hidrogeno en oxígeno y agua. Químicamente la catalasa es una hemoproteina de estructura
similar al de la hemoglobina, excepto que los cuatro átomos de Hierro de la molécula están en
estado oxidado (Fe+++) en lugar de reducido (Fe++) excluyendo los estreptococos, la mayoría de
las bacterias aerobios y anaerobias facultativas poseen actividad catalasa.
La catalasa deshidrogena una molécula de peróxido de hidrogeno transportando el hidrogeno a
otra molécula de peróxido de hidrogeno
Actividad Enzimática
Las propiedades de las enzimas derivan del hecho de ser proteínas de actuar como catalizadores.
Como proteínas, poseen una conformación natural más estable que las demás conformaciones
posibles. Así, cambios en la conformación suelen ir asociados en cambios en la actividad
catalítica. Los factores que influyen de manera más directa sobre la actividad de una enzima son:
-PH
-Temperatura
- Cofactores
v = kcat Eo
La actividad de una enzima se ve afectada por el PH al cual se lleva a cabo la reacción. La curva
actividad-pH puede ser diferente para cada tipo de enzima
En el caso más general la curva tiene forma de campana. El valor de pH al cual la actividad es
máxima se denomina pH óptimo; dicho pH no tiene porque coincidir con el pH intracelular. La
relación entre el pH y la actividad va a depender del comportamiento ácido-base de la enzima
y el sustrato. El sustrato y la enzima (centro activo) contienen grupos funciones ácidos y
básicos, siendo su grado de disociación dependiente del pH, lo que determinará, entre otros
aspectos, la conformación de la proteína, la capacidad de unión del sustrato al centro activo de
la enzima (Km) y la capacidad de transformación del sustrato (kcat). Los estudios cinéticos a
diferentes valores de pH nos proporcionan información sobre el mecanismo catalítico de la
enzima y la naturaleza de los aminoácidos más directamente implicados en el proceso
catalítico.
v = ke-Ea/RT
Tubos de ensayo
Tubos pequeños
Vaso precipitado
Mortero y pilón
Termómetro,
Pisceta
Bagueta
Gradilla
Cintas de pH
Espectrómetro
B.-REACTIVOS
NaCl
Mg Cl
Bicarbonato de Sodio
Vinagre
Agua Oxigenada
Solución con sal
Zumo de limon
C.-MUESTRAS
Licuados de:
Hígado
Yuca
Rabanito
Uva
camote
PARTE EXPERIMENTAL:
Licuar las muestras de origen animal y vegetal como el hígado, camote, rabanito, uva.
Con un cronometro medir en cada tubo el tiempo de término de reacción es decir cuando deje
de liberar oxigeno (como burbujas).
En esta parte se observa que ocurre una gran actividad enzimática, el tiempo de
reacción aumenta en un grado muy bajo gracias a otros compenetentes del tejido
animal que reaccionan con la enzima.
Nótese que todas las pruebas fueron completas y se evidencio la propagación de
burbujas de aire.
-En estudios realizados en riñón, la reperfusión que siguió al daño isquémico provocó una
pérdida de proteínas de la matriz de los peroxisomas, con drástico compromiso de las
funciones de éstos y descenso significativo de la actividad de CAT. La disminución de la
actividad durante la isquemia se debe a la formación de un complejo inactivo, mientras que
durante la reperfusión hay inactivación, proteólisis o disminución de la síntesis de la enzima.
-La reperfusión es, sin duda, la forma más efectiva para tratar la isquemia del miocardio, sin
embargo, puede causar profundos daños tisulares. La producción miocárdica de EROS que
sobrepasa la capacidad neutralizadora de los miocitos es una causa importante de este daño.
Hay evidencias de que la isquemia prolongada reduce los mecanismos de defensa contra estas
especies reactivas. El pretratamiento con derivados no tóxicos de endotoxinas induce la
protección contra el daño y aumenta la actividad de la CAT.
-Estudios recientes muestran que la CAT y las SOD, administradas de forma independiente
durante la reperfusión cardíaca, reducen significativamente la producción de EROS, pero fallan
ante la producción de arritmias ventriculares inducidas por la reperfusión. Ambos efectos
pueden eliminarse cuando las 2 enzimas se aplican juntas.
-La acción de la CAT puede suprimir el incremento de CA++ intracelular que se produce a través
del aumento del H2O2 provocado por el daño isquémico a nivel miocárdico.
-durante los trasplantes cardíacos tiene lugar una isquemia prolongada seguida de reperfusión
con sangre oxigenada, produciéndose un aumento en los niveles de las EROS, lo que trae como
consecuencia un desacoplamiento de los procesos de contracción- -excitación a nivel del
sarcolema. La CAT y las SOD pueden preservar la función del metabolismo miocárdico durante
el trasplante.
-Se ha encontrado que después de quemaduras severas existe un incremento del catabolismo
proteico con la consiguiente disfunción hepática, lo cual puede reducirse administrando
enzimas antioxidantes como la CAT.
-Se han realizado estudios que plantean la inducción de proteínas del shock térmico (HSP)
como responsables de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.
La síntesis de HSP es inducida por las EROS y se observa que una exposición a éstas en
presencia de enzimas antioxidantes como la CAT y las SOD mejora la supervivencia de las
células y disminuye la inducción de HSP.
-En relación con las afecciones tumorales se ha encontrado en pacientes con tumores del
tracto gastrointestinal un aumento de la actividad de CAT en los estadios iniciales del proceso.
Esta actividad disminuía y llegaba a ser mínima en estadios de metástasis diseminada y
caquexia.24
-Otros estudios con modelos experimentales han mostrado el importante papel que juegan las
EROS en la invasión tumoral y las metástasis y se ha observado que la administración de CAT
podía inhibir la formación de metástasis.
4. DEFINA
*UNIDAD INTERNACIONAL DE ENZIMAS:
Se define la unidad de actividad enzimática (U) como la cantidad de enzima que cataliza la conversión de 1
µmol de sustrato en un minuto. La actividad específica es el número de unidades de enzima por miligramo
de proteína (U/mg prot) o por mililitro de disolución (U/ml).
Recientemente, el Sistema Internacional de unidades (SI) ha definido la unidad de actividad enzimática como
la cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo. Esta unidad se llama katal (kat). Como
1 mol son 10 µmoles y 1 minuto son 60 segundos, resulta que 1 katal equivale a 60 x 106U. Esta unidad es
muy grande, de forma que se utilizan frecuentemente los submúltiplos como el microkatal (µkat, 10-6 kat) o
el nanokatal
(Nkat, 10-9kat).
Cuando se conoce el peso molecular del enzima puro y el número de centros activos por molécula de
enzima, las medidas de actividad enzimática permiten calcular el número de recambio del enzima, o sea, el
número de reacciones elementales que realiza el enzima por cada centro activo y por unidad de tiempo.
*MUTASA:
Es una enzima isomerasa que cataliza la octava etapa de la glicólisis. Cataliza la transferencia interna
de un grupo fosfato desde el carbono C-3 al carbono C-2 que resulta en la conversión de 3-
fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato a través del compuesto intermedio 2,3-bisfosfoglicerato. La reacción
implica a dos grupos fosfato diferentes, es decir el grupo fosfato final del 2-fosfoglicerato no es el
mismo que el grupo fosfato inicial del 3-fosfoglicerato.
*INMUNOADSORBENTES:
Soporte insoluble para un Antígenos O Anticuerpos que se utiliza en Cromatografía de
Afinidad para adsorber el anticuerpo o antígeno homólogo de una mezcla. Se usan muchas
sustancias diferentes, como la Sefarosa, GLUTARALDEHIDO, copolímeros de Anhídridos,
poliacrilamidas, etc.
*KCAT:
Soporte insoluble para un Antígenos O Anticuerpos que se utiliza en Cromatografía de Afinidad
para adsorber el anticuerpo o antígeno homólogo de una mezcla. Se usan muchas sustancias
diferentes, como la Sefarosa, GLUTARALDEHIDO, copolímeros de Anhídridos, poliacrilamidas,
etc..
*COMPOSICION ENANTIOMERICA
Los enantiómeros tienen las mismas propiedades químicas y físicas, a excepción de su
respuesta ante la luz polarizada (actividad óptica). Por ello se les denomina isómeros ópticos.
... La medida de la rotación específica indica la composición enantiomérica del producto.
Las dos formas enantiómeras tienen las mismas propiedades físicas excepto la interacción con
la luz polarizada en un plano. Puede ser que un isómero desvíe el plano de polarización hacia la
derecha, mientras el otro isómero lo desvíe en la dirección contraria; sin embargo, esta
propiedad óptica no está relacionada en absoluto con el tipo de enantiómero, es decir, si la
molécula es un enantiómero D o L, sino con el carácter levógiro o dextrógiro de la molécula;
pudiendo ser L-dextrógiro o L-levógiro o un D-dextrógiro o D-levógiro.
También tienen las mismas propiedades químicas, excepto si reaccionan con otras moléculas
quirales. De hecho, los enantiómeros son moléculas quirales. Por eso, presentan actividad
biológica muy diferente ya que la mayoría de las moléculas presentes en los seres vivos son
quirales. Por ejemplo, la R(-)adrenalina es más potente que la S(+)adrenalina.
*ACTIVIDAD MOLECULAR
La actividad molecular es el número de moléculas de sustrato transformadas por minuto por
una sola molécula de enzima(o por un solo centro activo), cuando la enzima es el factor
limitante de la velocidad, se basa en la Vmax y tiene unidades de recíproco de tiempo (min.-1).
Aunque estas definiciones son sugeridas por la Comisión de Enzimas, no siempre seguidas, como
en el caso de preparaciones crudas. Cada investigador aplica su propia definición de unidad de
enzima y es necesaria una interconversión cuidadosa para comparar diferentes preparaciones
de la misma enzima. En esta práctica la actividad de la catalasa se expresará como el número de
micromoles de peróxido de hidrógeno transformado por minuto a 0 C, por ml de sangre.
La actividad de los preparados de catalasa se mide de diversas formas, casi siempre sujetas a
errores. Un método conveniente consiste en medir el peróxido de Hidrógeno no atacado por la
enzima, mediante titulación con Permanganato de Potasio, después de incubar la enzima (por
cinco minutos) sobre una solución diluida de peróxido de Hidrógeno, (la reacción se detiene
añadiendo ácido sulfúrico que destruye a la enzima).
Alinasa:
Mirosinasa:
Peroxidasa: