UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTAFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANACURSO DE BIOLOGIA MOLECULAR

I.INTRODUCCIÓN:Las células son sistemas abiertos y, como tales,

intercambian constantemente materia, energía e información con el exterior. El metabolismo celular es el conjunto de reacciones de degradación y síntesis a través de las cuales las células intercambian materia y energía con el medio, permitiendo el mantenimiento del sistema. Para hacer posibles estos procesos a temperaturas compatibles con los tejidos vivos, la velocidad de reacción de estos procesos es modificada por los catalizadores biológicos o enzimas.

El término cinética enzimática implica el estudio de la velocidad de una reacción catalizada por una enzima y los efectos que pueden tener factores como los inhibidores. Uno de los principales estudios que se realizan en una enzima es medir el efecto en la velocidad de la reacción cuando se modifican las concentraciones del sustrato y se mantienen constantes la concentración de enzima, el pH, la fuerza iónica del medio, la temperatura, entre otros.Se evalúa la influencia de estos factores en la reacción catalizada por enzimas con la finalidad de determinar los intermediarios en una reacción y el papel que juegan en la reacción enzimática, es decir, para predecir mecanismos de reacción. Es esencial entender estos mecanismos para desarrollar nuevas herramientas moleculares, por ejemplo, para combatir enfermedades en las que se conoce a la enzima que la produce. También es usual medir la actividad enzimática con diferentes sustratos para entender su especificidad o bien, medir la actividad de la enzima de diferentes tejidos u organismos para entender cómo las diferencias en actividad están relacionadas con la función y/o la fisiología del organismo del que proceden.

II. OBJETIVO: Conocer el mecanismo de acción de las enzimas durante una reacción

química. Conocer cómo actúa un catalizador.

PRÁCTICA Nº

ACCIÓN ENZIMÁ

TICA

III.MARCO TEÓRICO:Los enzimas son biomoléculas especializadas en la catálisis de las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Son muy eficaces como catalizadores ya que son capaces de aumentar la velocidad de las reacciones químicas mucho más que cualquier catalizador artificial conocido, y además son altamente específicos ya que cada uno de ellos induce la transformación de un sólo tipo de sustancia y no de otras que se puedan encontrar en el medio de reacción.FACTORES QUE AFECTAN A LA   ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Diferentes factores ambientales pueden afectar a la actividad enzimática .Destacaremos dos: el pH y la temperatura. EFECTO DEL pH:

El pH es otro factor que influye en la actividad enzimática, debido a que el pH influye en la ionización de los grupos funcionales de los aminoácidos que forman la proteína enzimática. Cada enzima realiza su acción dentro de un determinado intervalo de pH, dentro de este intervalo habrá un pH óptimo donde la actividad enzimática será máxima. Por debajo del pH mínimo o por encima del pH máximo el enzima se inactiva ya que se desnaturaliza. En la mayoría de las enzimas el pH óptimo está próximo a la neutralidad, aunque hay excepcionesLa mayoría de los enzimas presentan un pH óptimo para el cual su actividad es máxima; por encima o por debajo de ese pH la actividad disminuye bruscamente. Este efecto se debe a que, al ser los enzimas de naturaleza proteica, al igual queotras proteínas, se desnaturalizan y pierden su actividad si el pH varía más allá de unos límites estrechos. De ahí la conocida importancia biológica de los sistemas tampónEn la mayor parte de los casos el pH óptimo está próximo a la neutralidad, en consonancia con el pH intracelular, pero existen enzimas con pH óptimo muy diverso según sea el pH del medio en el que habitualmente actúan (los enzimas proteolíticos del jugo gástrico tienen pHs óptimos próximos a 2 ya que este es el pH de dicho jugo). Por último existen algunos enzimas a los que el pH no afecta en absoluto.

EFECTO DE LA TEMPERATURA: Al igual que ocurre con la mayoría de las reacciones químicas, la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas se incrementa con la temperatura. La variación de la actividad enzimática con la temperatura es diferente de unos enzimas a otros en función de la barrera de energía de activación de la reacción catalizada. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre en otras reacciones químicas, en las reacciones catalizadas por enzimas se produce un brusco 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. La Temperatura influye en la actividad enzimática. En general por cada 10ºC que aumente la temperatura la velocidad de la reacción aumenta de 2 a 4 veces. Esta regla se cumple hasta que la temperatura alcanza un valor máximo (T° óptima)donde la actividad es máxima. Esto se debe a que al aumentar la T° aumenta el movimiento de las moléculas y, por tanto aumenta la probabilidad de encuentro entre el S y el E.Si la T° aumenta por encima de la T° óptima, disminuye e incluso cesa la actividad enzimática debido a que la enzima se desnaturaliza. Cada enzima posee una T°óptima, en las enzimas humanas suele estar alrededor de 37ºC. Los animales poiquilotermos debido a que carecen de mecanismos para regular la Tª corporal, se ven

obligados a hibernar en la estación fría pues la actividad de sus enzimas debido a las bajas temperaturas es muy baja

INHIBIDORES: Son compuestos químicos que se unen al enzima, en distintos puntos del mismo y disminuyen o incluso impiden su actividad. Estos compuestos pueden ser de distintos tipos: iones, moléculas orgánicas y a veces el producto final de la reacción. A la acción que realizan se la denomina inhibición. La inhibición puede ser:·Inhibición irreversible: Cuando el inhibidor impide permanentemente la actividad enzimática, bien porque se une de forma permanente con grupos funcionales importantes del centro activo o bien porque altera su estructura. A estos inhibidores se les denomina venenos y a la inhibición que realizan se la denomina envenenamiento del enzima. Ej. La penicilina que inhibe las enzimas que sintetizan la pared bacteriana. El ión cianuro actúa sobre la citocromo oxidasa (enzima respiratorio).·Inhibición reversible: El inhibidor se une al enzima de forma temporal mediante enlaces débiles e impide el normal funcionamiento del mismo, pero no la inutiliza permanentemente. Puede ser de dos tipos: Competitiva: El inhibidor es similar al sustrato y se puede unir al

centro activo del enzima impidiendo que lo haga el sustrato. Es decir ambos, inhibidor y sustrato compiten por unirse al centro activo del enzima. La acción suele anularse aumentando la concentración del sustrato.

No competitiva: El inhibidor no compite con el sustrato, puede actuar de 2 formas:-Sobre el enzima, uniéndose a el en un lugar diferente al centro activo y modificando su estructura lo que dificulta que el enzima se pueda unir con el sustrato.-Sobre el complejo E-S uniéndose a él y dificultando su desintegración y por lo tanto la formación de los productos.

IV. MATERIALES:

Mechero de alcohol Mortero con pilónGradilla

Hígado de pollo Tubos de prueba de 16 x150/13x100

Agua oxigenada

Dióxido de Manganeso Azul de metileno

Buffer Fosfato pH7.4

Aceite

NaCl 0,9% Bisturí

Hisopos Fósforos

Pipetas pasteur Pipetas1ml

Succinato sodio 0,1M

Cloruro de sodio

Placas Petri

VIII. CUESTIONARIO:

1) Defina que es un catalizador Un catalizador puede definirse como una sustancia capaz de hacer que un sistema químico alcance más rápidamente su estado de equilibrio, sin alterar las propiedades de dicho equilibrio ni consumirse durante el proceso.

La idea de catalizador proviene de la de catálisis, un proceso que supone la aceleración de un evento o reacción natural. Así, la catálisis implica la alteración (tanto natural como artificial) de un proceso y la aplicación de velocidad sobre el mismo para llegar a su resolución más rápidamente. El proceso de catálisis puede darse en muchos aspectos en la naturaleza y ser el resultado natural de la acción de diferentes entes o elementos.

2) ¿Qué se entiende por sitio activo? El sitio o centro activo es la zona de la enzima en la que se une el sustrato para ser catalizado. La reacción específica que una enzima controla depende de un área de su estructura terciaria. Dicha área se llama el sitio activo y en ella ocurren las actividades con otras moléculas. Debido a esto, el sitio activo puede sostener solamente ciertas moléculas. Las moléculas del sustrato se unen al sitio activo, donde tiene lugar la catálisis. La estructura tridimensional de éste es lo que determina la especificidad de las enzimas. En el sitio activo sólo puede entrar un determinado sustrato. Dentro del centro activo hay ciertos aminoácidos que intervienen en la unión del sustrato a la enzima y se denominan residuos de unión, mientras que los que participan de forma activa en la transformación química del sustrato se conocen como residuos catalíticos. 

3) ¿Qué tipo de enzima es la catalasa, y cuál es su importancia en el metabolismo?

۞ La Catalasa es una enzima lítica que se encuentra dentro de los Peroxisomas, se encuentra en la célula animal y vegetal y tiene como

función degradar al Peróxido de Hidrógeno (H2O2) sustancias tóxicas para la célula en Agua y O2 molecular. Es decir que la función de esta enzima en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se forma una molécula tóxica que es el peróxido de hidrógeno, H2O2 (agua oxigenada). Esta enzima, la catalasa, lo descompone en agua y oxígeno, por lo que se soluciona el problema. 

۞ La Catalasa es una enzima presente en muchos tipos de células. Su función es proteger a las células  del efecto tóxico del peróxido de hidrógeno (agua

oxigenada) producido en distintas reacciones redox Cataliza la reacción: 2 H2O2 -----------> 2 H20 + O2

4) ¿Cuál es el rol de la deshidrogenasa succínica y porque se relaciona con el síndrome de Kearns Sayre?

La enzima succinato deshidrogenasa (SDH), succinato coenzima Q reductasa o complejo II mitocondrial (número EC 1.3.5.1 ) es un complejo proteico ligado a la membrana interna mitocondrial que interviene en el ciclo de Krebs y en la cadena de transporte de electrones, y que contiene FAD (flavín-adenín-dinucleótido) unido covalentemente.

La enzima succinato deshidrogenasa es la única enzima del ciclo de Krebs que no se encuentra en la matriz mitocondrial, sino que en la membrana mitocondrial interna, con el sitio de unión del sustrato accesible desde la matriz. Es además la única en el ciclo asociada a un grupo prostético flavínico (FAD) mediante el cual los equivalentes de reducción del succinato son transferidos a la ubiquinona, componente de la cadena de transporte de electrones. En general la función bioquímica del FAD es oxidar alcanos a alquenos, mientras que el NAD+ oxida alcoholes a aldehídos o cetonas. El malonato es un fuerte inhibidor competitivo de la enzima.

Síndrome de Kearns-Sayre.  

El síndrome de Kearns-Sayre es una enfermedad mitocondrial poco frecuente caracterizada por oftalmoplejía externa crónica progresiva y retinopatía pigmentaria de inicio antes de los 20 años de edad, que se asocia a un grupo heterogéneo de manifestaciones clínicas, entre las que se incluyen alteraciones de la conducción cardiaca, debilidad muscular, neuropatía periférica, diabetes mellitus, síndrome de baja talla y sordera neuro-sensorial.

VIII. REFERENCIAS Catalizador

http://www.definicionabc.com/ciencia/catalizador.php http://www.100ciaquimica.net/temas/tema6/punto6.htm http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htm

Acción enzimática

http://www.academia.edu/9180412/Informe_de_actividad_enzimatica

http://www.buenastareas.com/ensayos/Introduccion-Enzimas-Laboratorio/2083860.html

http://escritoriodocentes.educ.ar/datos/accion_enzimatica.htmlhttp://www2.vernier.com/sample_labs/CMV-03-enigma.pdf

Sitio activo

https://es.wikipedia.org/wiki/Sitio_activo http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/sitio-activo

La catalasahttps://espanol.answers.yahoo.com/question/index?

qid=20120619215004AAsEV8v http://sebbm.es/BioROM/contenido/proteinas3d/practica/

catalasaboton.html Síndrome de Kearns-Sayre

http://elmundodelabiologa.blogspot.com/2007_12_01_archive.html http://ae3com.eu/protocolos/protocolo13.pdf http://www.medigraphic.com/pdfs/revmexneu/rmn-2011/rmn115f.pdf http://nicarad.com/teachingfiles/pdfs/neuro/

caso_16_aciduria_hidroxiglutarica.pdf http://ae3com.eu/protocolos/protocolo13.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Succinato_deshidrogenasa