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Informe Enzimas

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Facultad de Ingeniería Química - Tecnólogo en Procesos Químicos Industriales - Informe Bioquímica

Enzimas

Enzymes

Jhon Solano, Kevin Solorzano, Nicolas Rincon

Universidad ECCI
Diana Marcela Rodriguez
Bogotá D.C, Colombia.

RESUMEN

El objetivo general del laboratorio fue identificar la presencia y características de las enzimas en diferentes matrices de
estudio. Las enzimas son proteínas formadas por aminoácidos que catalizan diversas reacciones químicas en los
organismos, su actividad catalítica depende de su estructura tridimensional, donde se forman cavidades llamadas “sitio
activo”, las cuales muestran afinidad por las moléculas específicas (sustratos) que se convertirán en productos, como
cualquier catalizador al finalizar la transformación del sustrato y liberarse el producto del sitio activo, la enzima regresa
a su estado original y puede involucrarse en un nuevo ciclo de catálisis. Los métodos utilizados en la práctica fueron la
prueba del peróxido de hidrógeno, la evaluación de los efectos de la temperatura y el pH.

Palabras clave: Enzimas, Catalizador, Proteína, Prueba del peróxido de hidrógeno

ABSTRACT

The general objective of the laboratory was to identify the presence and characteristics of enzymes in different study
matrices. Enzymes are proteins formed by amino acids that catalyze diverse chemical reactions in organisms, their
catalytic activity depends on their three-dimensional structure, where cavities are formed called "active site", which
show affinity for specific molecules (substrates) that will be converted into products, like any catalyst when the
transformation of the substrate is finished and the product is released from the active site, the enzyme returns to its
original state and can be involved in a new catalysis cycle. The methods used in practice were the hydrogen peroxide
test, the evaluation of the effects of temperature and pH.

Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)

Keywords: Enzymes, Catalyst, Protein, The hydrogen peroxide test

INFORME BIOQUÍMICA | enzimas


Facultad de Ingeniería Química - Tecnólogo en Procesos Químicos Industriales - Informe Bioquímica

1. INTRODUCCIÓN 2. MATERIALES Y MÉTODO

Gran parte de la historia de la bioquímica es la historia de 2.1 Materiales


la investigación enzimática. Las enzimas constituyen la
clase de moléculas proteicas más numerosa y ● 1 Agitador magnético (para todo el salón)
especializada, son los instrumentos primarios para ● 1 Beaker de 250 mL
expresar la acción de los genes, ya que catalizan los ● 2 Cápsula de porcelana
millares de reacciones químicas que, colectivamente, ● 1 Embudo
constituyen el metabolismo intermediario de las células. ● 1 Espátula
● 1 Gradilla
Las células producen muchísimas enzimas, puesto que ● 2 Mortero con pistilo
hay cientos de transformaciones químicas que deben ● 1 Varilla de vidrio
ocurrir rápidamente. Una de las más rápidas que existen ● 1 Pipeta de 5 mL
en la naturaleza se llama anhidrasa carbónica, que ● 3 Papel filtro
cataliza la reacción de dióxido de carbono con agua para ● 1 Pinza para tubo
formar ácido carbónico (H2CO3). Este proceso es ● 2 Pipeta Pasteur
sumamente importante, ya que regula el pH de la sangre, ● 1 Pipeteador
fundamental para la supervivencia de las células. ● 10 Tubos de ensayo
Los mecanismos enzimáticos que aceleran una reacción
son muy diversos. Dos de los más simples e intuitivos 2.2 Equipos
son el de “aproximación” y “orientación”
● Plancha de calentamiento
Los enzimas son catalizadores excepcionales debido a ● Termómetro
que: ● Congelador
● Refrigerador
1) Son muy eficientes: En condiciones óptimas, muchas
reacciones enzimáticas ocurren de 10 elevado a la 8 a 10 2.3 Reactivos
elevado a la 11 veces más rápidamente que sin catalizar.
2) Suelen ser específicos: La mayoría de los enzimas ● 50 mL H3PO4 3N
suelen ser específicos, tanto respecto al tipo de reacción ● 50 mL NaOH 3N
que catalizan como respecto al sustrato que transforman. ● 200 mL Peróxido de hidrógeno
3) Catalizan una amplia gama de reacciones: Catalizan ● Papa
hidrólisis, polimerizaciones, reacciones redox, ● Espinaca
transferencias de grupos, condensaciones etc.
4) Son objeto de regulación en la célula: Su
Tabla 1. Análisis de información y recursos utilizados.
concentración final es objeto de control genético (y de
otros tipos de control) y puede estar influenciada por la
presencia de moléculas pequeñas, tales como sustratos y Agitador Magnético:
productos finales de la reacción en que intervienen. La Son equipos que permiten
actividad enzimática también está regulada. mezclar un líquido en un
recipiente mediante un
Las enzimas tienen una enorme variedad de funciones campo magnético
como degradar azúcares, sintetizar grasas y aminoácidos, rotatorio que hace girar a
copiar fielmente la información genética, participar en el una varilla magnética.
reconocimiento y transmisión de señales del exterior y se
encargan de degradar subproductos tóxicos para la célula, Beaker: Es utilizado para
entre muchas otras funciones vitales. transportar líquidos a
otros recipientes.
Ya conociendo todo lo necesario, se lleva a cabo la También se puede utilizar
práctica teniendo en cuenta las indicaciones del tutor y/o para calentar, disolver o
docente, y siguiendo en línea correcta el procedimiento preparar reacciones
estipulado. químicas.

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Capsula de Porcelana: Varilla de Vidrio: Se


Usualmente se usa para emplea para revolver los
evaporar líquidos, separar solutos de una mezcla en
mezclas o fundir una un disolvente, ya sea en
sustancia. el matraz o vaso de
precipitado con el
objetivo de favorecer la
Embudo: Su función disolución del soluto.
principal es de trasvasar
líquidos de un recipiente
a otro, evitando que se
derrame el líquido, Pipeta de 5 mL:
también se utiliza en Permiten la transferencia
operaciones de filtración. de un volumen
generalmente no mayor a
20 ml de un recipiente a
otro de forma exacta.
Espátula: Han sido Este permite medir
diseñadas para romper, alícuotas de líquido con
raspas, recoger y bastante precisión.
transferir productos
químicos sólidos, en Papel Filtro: Se utilizan
polvo o gránulos u otros con un embudo cónico
materiales de los para filtrar y retener
matraces o frascos de sólidos, partículas y otros
almacenamiento a otros contaminantes en
contenedores, como soluciones acuosas,
platos de pesaje. suspensiones, disolventes
y demás líquidos.
Gradilla: Es un utensilio
utilizado para dar soporte
a los tubos de ensayos o
Pinza para Tubo: Para
tubos de muestras.
transportar, manipular,
verter o calentar el
contenido de tubos de
ensayo de forma segura.

Pipeta Pasteur: Sirve


Mortero con Pistilo: Es
para hacer la
un utensilio que sirve
transferencia de pequeñas
para moler o machacar
cantidades de líquidos de
muestras
forma rápida y segura.

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Pipeteador: Es un Refrigerador: La
instrumento de principal función de una
laboratorio que se utiliza nevera de laboratorio es
junto con la pipeta para mantener una
traspasar líquidos de un temperatura de
recipiente a otro evitando conservación interna
succionar con la boca definida (de 1° a 15 °C)
líquidos nocivos, tóxicos, para almacenar y proteger
corrosivos, con olores correctamente productos,
muy fuertes o que emitan muestras, sustancias
vapores. químicas, fármacos,
soluciones y más
Tubos de Ensayo: Se sustancias
utiliza principalmente termosensibles.
como contenedor de
líquidos y sólidos a los 2.4 Método
cuales se les va a someter
a reacciones químicas u
otras pruebas.

Plancha de
Calentamiento: Permite
calentar envases con
líquidos de forma
controlada.

Termómetro: Se usa
para medir la temperatura

Congelador: Su función
consiste en mantener, en
un ambiente controlado
(espacio refrigerado),
diversos fluidos y
sustancias, para que se
conserven en buen estado
mientras la temperatura,
disminuye la actividad
química y biológica.

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3. OBJETIVOS

3.1 Objetivo general

● Identificar la presencia y características de las


Enzimas en diferentes matrices de estudio.

3.2 Objetivos específicos

● Analizar la presencia de enzimas en diferentes


muestras.
● Observar los cambios de las muestras en
diferentes condiciones y temperatura.
● Anotar los resultados.

4. MARCO TEÓRICO

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el laboratorio desarrollado se hizo énfasis en la


identificación y reacciones de las enzimas en alimentos
orgánicos.

2. Para la 2da prueba de peroxido de hidrogeno en


capsula de porcelana se tomo una mínima cantidad de
papa y se le añadió peróxido de hidrógeno; produciendo
una reacción de la papa con agua y peróxido de
hidrógeno (H2O2) implica la descomposición del
peróxido de hidrógeno en agua (H2O) y oxígeno (O2) en
presencia de catalasa, una enzima que se encuentra en las

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papas y en muchos otros organismos vivos.la reaccion 2.1 prueba de peróxido de hidrógeno en tubo de ensayo:
que la representa: para esta prueba usamos la espinaca y el peróxido de
hidrógeno; la espinaca es una verdura que contiene una
2 H2O2 (peróxido de hidrógeno) → 2 H2O (agua) + enzima llamada peroxidasa. Cuando se expone al
O2 (oxígeno) peróxido de hidrógeno ( H2O2), la peroxidasa en la
espinaca puede catalizar la descomposición del peróxido
La enzima catalasa presente en la papa acelera esta de hidrógeno en agua (H2O) y oxígeno (O2), la reacción
reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno es:
en agua y oxígeno. La liberación de oxígeno se
manifiesta generalmente como burbujas que suben a la 2 H2O2 (peróxido de hidrógeno) → 2 H2O (agua) + O2
superficie de la solución. (oxígeno)

Esta reacción es el resultado de la acción de la enzima


Homogenado Resultado
peroxidasa, que actúa como catalizador para acelerar la
descomposición del peróxido de hidrógeno en sus
Papa Formación de burbujas
componentes más simples: agua y oxígeno. La formación
-Para la Prueba con la espinaca se evidencio la presencia de oxígeno gaseoso produce burbujas, lo que a menudo
de la enzima catalasa, gracias a el peróxido de hidrógeno, es visible cuando la espinaca se expone al peróxido de
ya que la enzima catalasa descompone a el peróxido de hidrógeno.
hidrógeno en moléculas de agua y oxígeno formando las
burbujas de la reacción. 2.1 Prueba con peróxido de hidrógeno, en tubo de
ensayo: se usó 1 mL el homogenado de papá con
peróxido de hidrógeno, en la papá tuvo una una altura de
Homogenado Resultado
burbujas de 2 cm. Las burbujas se forman, porque se
produce oxígeno gaseoso en esta reacción. siendo
Espinaca Formación de burbujas
positivo el resultado.

Tubo Altura sustancia Resultado

A - Papa 2 cm Reacción de
descomposición
del peróxido de
hidrógeno
Prueba con peróxido de hidrógeno, en tubo de ensayo: se
usó 1 mL el homogenado de espinaca con peróxido de
hidrógeno, en la espinaca se evidencio una altura de
burbujas de 2 cm las burbujas se forman, porque se
produce oxígeno gaseoso en esta reacción, el resultado
fue positivo.

Tubo Altura Sustancia Resultado

B - Espinaca 2 cm Reacción de
descomposición
del peróxido de
hidrógeno

3. Para la tercera prueba se identificaron 10 tubos de


ensayo, 5 tubos con 1 ml de homogenado de papa y 5
tubos con 1 ml de homogenado de espinaca para luego

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someterlos a diferentes temperaturas y añadirles luego 1 El tercer par de tubos de ensayo fueron calentados en
ml de peróxido de hidrógeno respectivamente. baño maría con ayuda de una plancha de calentamiento y
un vaso de precipitado lleno de agua a una temperatura
El primer par de tubos de ensayo fueron sometidos a 4°C de 37°C (310, 15K). El aumento de volumen resultante
(277.15 K) aproximadamente en una nevera durante en la reacción a estas condiciones fue de 2,8 cm para la
media hora. La adición de peróxido de hidrógeno en papa y 12 cm para la espinaca.
estos presentó una efervescencia, o producción de
burbujas de oxígeno con un volumen aproximado a 14 2 𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 𝑎 310, 15𝐾
cm en el homogenado de espinaca, en el caso de la papa,
presentó un volumen de 2,7 cm.

2 𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 𝑎 277. 15𝐾 Temperatura Altura sustancia Resultado

37°C 2,8 cm, papa Formación de


Temperatura Altura sustancia Resultado burbujas

4°C 2,7 cm, papa Formación de 37°C 12 cm, Espinaca Formación de


burbujas burbujas

4°C 14 cm espinaca Formación de


El cuarto par de tubos de ensayo es similar al anterior, los
burbujas
tubos se calentaron a una temperatura de 80°C (353,15K)
en baño maría. El volumen resultante de la reacción fue
En el segundo par de tubos de ensayo, estos se de 2,3 cm para la papa y 3 cm para la espinaca. A
introdujeron en un vaso de precipitados lleno de hielo, no comparación de el tercer par de tubos, presentó un
fue posible tomar exactamente la temperatura a la que se volumen menor en ambos homogenados, esto se debe a
llevó a cabo la reacción, por lo tanto, solo se deduce que que a temperaturas tan altas las enzimas no pueden
fue en un ambiente frío. El volumen que se presentó en catalizar de buena manera la descomposición del
ambos homogeneizados 3,4 cm para la papa y 9 para la peróxido de hidrógeno, por lo tanto, presentan un menor
espinaca, como se menciona anteriormente, es el volumen, afectando tanto la reacción como el resultado.
volumen de las burbujas de oxígeno.
2 𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 𝑎 353, 15𝐾
2 𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 𝑒𝑛 𝑢𝑛 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑓𝑟í𝑜

Temperatura Altura sustancia Resultado


Temperatura Altura sustancia Resultado
80°C 2,3 cm, papa Formación de
Hielo 3,4 cm, Papa Formación de burbujas
burbujas
80°C 3 cm, espinaca Formación de
Hielo 9 cm espinaca Formación de burbujas
burbujas
El quinto par de tubos de ensayo no fue sometido a
ningún cambio en la temperatura, simplemente la
reacción se llevó a cabo en condiciones estándar o
ambiente. El volumen resultante fue de 2 cm para el
homogenizado de papa y 2 cm para el de espinaca.

2 𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟

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de pH elevado gracias a la base fuerte, la reacción tardó


Temperatura Altura sustancia Resultado menos en comparación.
Ambiente 2 cm, papa Formación de
burbujas
Homogenado Reactivo Resultado
Ambiente 2 cm, espinaca Formación de
burbujas Papa NaOH incoloro sin
burbujeo

Espinaca NaOH tonalidad oscura,


4. Para el efecto del pH en los homogenados, se tomaron con poco burbujeo
6 tubos, 3 con 1 ml de homogenado de papa y 3 con 1 ml
de homogenado de espinaca.
En el tercer par de tubos de ensayo solo se les agregó
agua a los homogenados. Carencia de reacción al agitar y
En el primer par de tubos de ensayo se les añadió 2 ml de no presentó cambio en el volumen al agregar el peróxido
ácido fosfórico (H3PO4) 3N, al agitar no presentó de hidrógeno.
ninguna presencia de una reacción, consecuente a esto se
añadieron 1 ml de peróxido de hidrógeno a cada tubo, el 𝐻2𝑂 + 𝐻𝑜𝑚𝑜𝑔𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 + 2𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2
volumen no aumentó considerablemente, se presentaron
muy pocas burbujas de oxígeno en la reacción. El peróxido de hidrógeno se descompone formando dos
2 𝐻2𝑂𝑃4 + 𝐻𝑜𝑚𝑜𝑔𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 + 3𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 moléculas de agua. El pH es neutro. La reacción fue más
lenta ya que el cambio en el pH no fue considerable.

En esta reacción el fósforo junto con el homogenado


ayudan como catalizadores para la descomposición del
Homogenado Reactivo Resultado
peróxido de hidrógeno. El pH disminuyó gracias al ácido,
la reacción tardó más en producirse. Papa H2O Presenta burbujeo

Homogenado Reactivo Resultado Espinaca H2O Presenta burbujeo

Papa (H3PO4) 3N Tonalidad clara,


con poco burbujeo 6. CONCLUSIÓN
Espinaca (H3PO4) 3N Tonalidad oscura, Las enzimas presentes en alimentos orgánicos son
con poco burbujeo catalizadores naturales que nos ayudan a llevar a cabo
procesos biológicos con menor gasto energético, a menor
tiempo y con mayor eficacia, se conoce que el cuerpo
En el segundo par de tubos de ensayo se les agregó 2 ml necesita de enzimas para procesar los alimentos, un gran
de Hidróxido de Sodio con una concentración de 3M, al ejemplo de este es la enzima lactasa, que nos ayuda a
descomponer la lactosa presente en la leche o lácteos.
agitar no se presentó una reacción, solo un cambio Muchas personas no producen esta enzima o carecen de
cualitativo en el homogenado de papa presentando una ella y por ende no pueden procesar bien la lactosa,
coloración amarillenta a comparación de las demás. dificultando así el metabolismo y la absorción de este
azúcar.

2 𝑁𝑎2𝑂𝐻 + 𝐻𝑜𝑚𝑜𝑔𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 + 2𝐻2𝑂2 → 2 𝐻2𝑂 + 𝑂2 En las industrias, las enzimas se usan como catalizadores
para realizar reacciones con menor costo en energía y
tiempo, prácticamente con mayor eficiencia en todos los
El hidróxido de sodio y el homogenado tanto de papa
aspectos. Se usa en la industria alimentaria para la
como de espinaca fueron catalizadores en la reacción del
producción de sueros, en la industria textil para la
peróxido de hidrógeno para formar agua y oxígeno. Nivel
eliminación de ceras y aceites de algodón, en la industria

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farmacéutica para la síntesis de medicamentos, y muchas


otras industrias aplican su uso.

Es importante reconocer el potencial de las enzimas para


el futuro de las industrias, como objetivo en la ingeniería
química se busca la forma de optimizar procesos y
mejorarlos con alternativas amistosas para el medio
ambiente, y las enzimas es un objetivo clave para
lograrlo.

La utilización de enzimas ha demostrado su eficacia en la


síntesis de fármacos, herbicidas, insecticidas y otros
productos químicos, en la producción de biocombustibles
alternativos al petróleo, por tal motivo son vitales las
enzimas a nivel industrial.

7. AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a la Universidad ECCI ya que puso a


disposición el laboratorio, los materiales y los reactivos
que utilizamos durante el desarrollo del laboratorio,
también agradecemos a la profesora Diana Marcela
Rodríguez por sus guías y métodos de enseñanza en las
Prácticas de laboratorios.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ENZIMAS Disponible en:


https://oa.upm.es/54141/1/ENZIMAS.pdf [consultado el
9 de septiembre de 2023].

ENZIMAS: ¿QUÉ SON Y CÓMO FUNCIONAN?


Disponible en:
https://www.revista.unam.mx/vol.15/num12/art91/art91.p
df [ consultado el 9 de septiembre de 2023].

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