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8/17/2019 Tecnicas de Aliemntos
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI
Facultad De Ciencias Agropecuarias
Escuela De Ingeniería Agroindustrial
TEA ! Reconoci"iento De ateriales De La#oratorio
ASI$NATURA ! T%cnicas & an'lisis de ali"entos
DOCENTE ! Ing( aría Cristina )ui*ones Rui+
ALUNA ! Ca#allero aldonado Vania ariel
Ciclo ! V
,ucallpa- ,er./012
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I( INTRODUCCI3N
Instrumentos de laboratorio es un término general aplicable a todos los medidores,
recipientes y otras herramientas que uno pueda imaginar para realizar síntesis y análisis en
el ámbito de los diversos trabajos de laboratorio. Los instrumentos de laboratorio a veces
están expuestos a impactos químicos y ísicos extremos, y a la vez tienen que proporcionar
resultados de medici!n precisos, tener una larga durabilidad, y garantizar un manejo seguro
al usuario.
"sta es la raz!n por la que los instrumentos de laboratorio se construyen con materiales
resistentes y de alta calidad, para satisacer las altas exigencias en la tecnología de
laboratorios.
#n equipo de laboratorio es un conjunto de instrumentos con unciones especíicas, $tiles
para desarrollar un trabajo de diagn!stico o investigaci!n. "stos instrumentos presentan
dierentes aplicaciones seg$n el campo de conocimiento en el que se involucren y el
prop!sito que se les asigne, sin embargo su uncionamiento y los resultados directos que de
ellos se obtienen dependen de unos principios básicos de acci!n.
"s necesario que antes de comenzar cualquier trabajo experimental, el alumno conozca el
material que se utiliza. %ada uno de los materiales tiene una unci!n y su uso debe ser
acorde con la tarea a realizar. La utilizaci!n inadecuada de este material da lugar a errores
en las experiencias realizadas y aumenta el riesgo en el laboratorio.
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II( O#4eti5o!
Reconocer el "aterial de la#oratorio & ad6uirir 7a#ilidad en el "ane4o del "is"o
Clasi8icar estos "ateriales de acuerdo a las distintas categorías conocidas
III( ateriales de la#oratorio
IV( E6uipos de la#oratorio
V( 9i#liogra8ía
& 7ttp!::;;;(ilse(esc(edu(ar:ATERIAL
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& http'(())).ing.unp.edu.ar(asignaturas(quimica(practicos*de*laboratorio*pd(lab+.pd
& http'(())).javeriana.edu.co(enetica(-ovedades(I-/01#%%I0-2345234L5
2346"010L0I52341"L234234L570/50/I0.pd
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DEDICATORIA
?NDICE
"ste trabajo lo realizamos con mucho
esuerzo y valoraci!n. 5gradecemos anuestro padre celestial por darnos laguía en nuestro camino a seguirperseverando y a nuestros padres por apoyarnos y aconsejarnos siempre.
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INTRODUCCION
La biosíntesis es la ormaci!n de biomol8culas por medio del anabolismo, proceso encargado
de la síntesis o bioormaci!n de moléculas orgánicas 9biomoléculas: más complejas a partir
de otras más sencillas o de los nutrientes, con requerimiento de energía 9reacciones
enderg!nicas:, al contrario que el catabolismo.
iene lugar no solo durante el crecimiento de un organismo, cuando hay una ormaci!n neta
de material celular nuevo, sino también en organismos maduros que no se encuentran en
ase de crecimiento. 1onde los recursos simples 9-;
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9IOS?NTESIS DE L?,IDOS
Los lípidos son componentes undamentales de las células ya que no solo orman parte de
todas las membranas biol!gicas sino que muchos de ellos cumplen importantes unciones,
además de constituir un producto de reserva.
;ay que tener en cuenta la importancia de los lípidos en los alimentos ya que son necesarios
para la absorci!n y transporte de vitaminas liposolubles 95, 1, " y =:.
"l colesterol es un lípido de gran interés, componente de las membranas y precursor de
biomoléculas como las hormonas esteroideas y varias moléculas se>al.
5 la inversa de los procesos de degradaci!n, la biosíntesis es un proceso enderg!nico en el
cual se gasta energía en orma de 5? y utiliza un agente reductor, el -51?;.
9iosíntesis de 'cidos grasos
La biosíntesis de ácidos grasos se lleva a cabo en el citosol de todas las células, pero
principalmente en el hígado, tejido adiposo y glándulas mamarias de los animales superiores.
@uente de carbono para la síntesis de ácidos grasos.
,recursores de la síntesis
Los precursores de la biosíntesis de los ácidos grasos son'
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a) 5cetil %o5' ?roveniente de carbohidratos, oxidaci!n de ácidos grasos ! degradaci!n
de aminoácidos.
b) 6alonil %o5.' %ompuesto que se sintetiza a partir de 5cetil&%o5 en una reacci!n que
requiere energía proveniente de la hidr!lisis del 5?.
1ado que la molécula de 5cetil %o5 se encuentra en la mitocondria y los ácidos grasos
se sintetizan en el citosol, es necesario que la misma sea transerida al exterior de las
mitocondrias.
"l 5cetil %o5 es utilizado para la síntesis de los ácidos grasos. "l oxalacetato, seg$n las
necesidades de la célula, puede utilizarse para la gluconeogénesis u reducirse a malato para
luego, por acci!n de la enzima málica sintetizar NAD,@ necesario para la biosíntesis deácidos grasos y piruvato. "l malato ! el piruvato pueden volver a la mitocondria a través de
un transportador especíico. 9@igura A.+:
Figura(- (1! Transporte de citrato & destino de sus productos
• Co"ple4o "ultien+i"'tico 6ue inter5iene en la #iosíntesis de 'cidos grasos
La biosíntesis de ácidos grasos es llevada a cabo por un complejo multienzimático llamado
ácido graso sintasa, el que se encuentra en el citosol y está compuesto por un conjunto de
ITOCONDRIA CITOSOL
%iclo de =rebs 7iosíntesis de ácidos grasos
5cetil %o5 %itrato %itrato0xalacetato 6alato ?iruvato
luconeogénesis 6itocondria 6itocondria
Enzimamálica
MDH
-51; -51B NAD,B NAD,@?
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enzimas que se unen a una proteína transportadora de restos acilos, denominada ?5 o
seg$n la sigla inglesa 5%? 9acyl carrier protein:, quedando así constituido el complejo.
La 5%? es una proteína termoestable, posee un grupo prostético, el CD&osopantoteína, el
cual se encuentra ijado a un residuo de serina de la cadena polipeptídica. La 5%?, al igual
que la %oenzima 5 tiene también un grupo mercaptoetilamina.
"n bacterias 9". coli: las enzimas del complejo están asociadas alrededor de una molécula
central de 5%? y se pueden separar en las dierentes enzimas conservando su actividad.
"l grupo acilo en crecimiento es transportado de enzima en enzima, como en un montaje en
serie ijado al 5%? tioéster.
For"acin de alonil CoA(
"l "alonil CoA necesario para la biosíntesis de los ácidos grasos se obtiene a partir del
5cetil %o5 proveniente de la escisi!n del citrato.
"n la reacci!n participa una molécula de %03, la cual luego se libera en las reacciones de
biosíntesis, de manera que no orma parte del ácido graso.
La enzima que cataliza la reacci!n de biosíntesis de malonil&%o5 es la acetil CoA
carboxilasa, enzima reguladora del proceso.
La misma utiliza biotina 9vitamina del complejo 7: como coenzima, actuando ésta como
transportador de %03.
Acetil CoA alonil CoA
SCoA
acetil CoAcarboxilasa&7iotina
B CO/
5? 51? B ?i
;E F 6ercaptoetilamina &β alanina F 5cido pantoténico & %adena ?olipeptídica
CG osopantoteína
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"sta reacci!n es irre5ersi#le y li"itante de la velocidad de biosíntesis de los ácidos grasos.
• Etapas de la #iosíntesis de cidos $rasos
La biosíntesis de ácidos grasos es un proceso que ocurre en etapas. %omienza con la uni!n
de una molécula de acetil %o5 a un resto de cisteína de la enzima condensante y luego la
adici!n repetida de malonil %o5 y la pérdida de %03.
"sto ocurre a través de un mecanismo mediante el cual, una vez reducida la molécula del
ácido graso que se va ormando, hay un continuo traspaso de la misma a la enzima
condensante de manera que siempre el E;&5%? queda libre para recibir una nueva molécula
de malonil&%o5.
"l ácido palmítico es el principal producto de este sistema. Los %+H y %+ son provistos por
la acetil %o5 y los restantes +C carbonos por la malonil %o5. odos los demás ácidos grasos
de cadena larga saturados o no saturados, pueden originarse a partir del palmitato, con la
excepci!n de los ácidos grasos esenciales.
"n un primer paso una molécula de 5cetil %o5 es transerida al grupo E; de cisteína de la
enzima condensante ! β -cetoacil-ACP sintasa, la cual orma parte del complejo de la ácido
graso sintasa
1e esta manera el complejo queda cebado, permitiendo que el malonil se incorpore y active
el brazo de 5%? para llevar a cabo la secuencia de reacci!n requeridas en el proceso de
prolongaci!n.
Reaccin 1
Acetil CoA
Acetil transacilasaB ;E&"cond.
S-Econd
Acetil-EC
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Reaccin /
"l malonil %o5 se une al grupo sulhidrilo del 5%? ormando malonil 5%? y liberando una
molécula de %oenzima 5 la cual queda disponible para la biosíntesis de otra molécula de
malonil %o5. La reacci!n es catalizada por la malonil transacilasa, enzima perteneciente al
complejo de la ácido graso sintasa.
#na vez activados los grupos acetilo y malonilo, los cuales se encuentran unidos al complejo de
ácido graso sintasa, se produce la condensaci!n de ambos por acci!n de la enzima cetoac
ACP sintasa ó enzima condensante y se sintetiza el 5cetoacetil&E&5%? el cual
a través de tres reacciones que implican' reducci!n, deshidrataci!n y reducci!n, da lugar a la
ormaci!n de butiril&E&5%? y de esta orma comienza el alargamiento de la cadena por
repetici!n del ciclo, dando lugar a la síntesis completa del ácido graso.
"l %03 que ingres! para la biosíntesis de malonil %o5 es liberado en esta reacci!n de
manera que la molécula no interviene en la síntesis neta del ácido graso.
alonil CoA
E%o5
malonil transacilasa
B ;E&5%?
E5%? B %o5E;
6alonil& 5%?
Reaccin
Acetil-S-Ec alonil-S-AC,
CO/
S-Econd
SAC,
B
β−cetoacil&
5%? sintasaAcetoacetil-S-AC,
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Las siguientes reacciones 9C, y H: corresponden a las tres etapas que permiten la
reducci!n del acetoacetil&E&5%? a butiril&E&5%?, repitiéndose nuevamente el ciclo desde la
reacci!n ! ?rimera reacci!n de reducci!n
"n esta reacci!n ocurre la reducci!n del carbono beta y se consume el equivalente de
reducci!n de -51?;.
Reaccin
#na vez reducido el carbono beta se produce la deshidrataci!n del hidroxibutiril ormándose
una doble ligadura y un compuesto trans.
Reaccin 2
Ee orma el butiril&5%? por acci!n de la enzima 2, trans-enoil-ACP reductasa que reduce el
doble enlace del crotonil&5%?.
β -Cetoacil-reductasa
%;<&%& %;
3 F%&E5%? B NAD,@ B ;B %;
<&%&%;
3& %& E5%? B NAD,B
0
0
0; 0
Acetoacetil-S-AC, --@idroGi#utiril-S-AC,
Acetoacetil-S-AC, 1&
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"l butiril 5%? se transiere al &E;& de cisteína de la enzima condensante en la subunidad
opuesta para dejar libre el &E;& del 5%? y así se pueda incorporar otro malonil.
La uni!n del #utiril-S-Ec al "alonil-AC,, por el mismo mecanismo de la reaccin , da
lugar a la ormaci!n del β&ceto&;exil&5%?, continuando el ciclo.
1espués de K repeticiones del mismo se sintetiza pal"itoil-AC,(
#na vez inalizada la biosíntesis de pal"itoil-AC,H debe liberarse el palmitato que se
encuentra unido al 5%?, para ello se produce una hidr!lisis a través de una reacci!n
catalizada por la enzima tioesterasa.
5ntes de que pueda proseguir otra vía metab!lica el palmitato debe ser activado a palmitoil&
%o5.
; 2,-trans-enoil-ACP %;
<&%J%& % & E5%? NAD,@ B; B reductasa %;
< F%;
3 F %;
3 & % & E5%? B NAD,B
;0 0
/ trans #utenoil AC, 9utiril-AC,
Crotonil AC,
Acetoacetil-S-AC, 1&
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Fig( ((- Es6ue"a de la #iosíntesis de un 'cido graso
Los ácidos grasos de cadena corta son sintetizados en algunos tejidos como glándula
mamaria y donde la actividad de la tioesterasa es dierente, orma acil %o5 cuya cadena
carbonada es de A a +3 átomos de carbono.
9alance de la #iosíntesis
/esumen de la biosíntesis de palmitato'
Ee necesitan en total A moléculas de 5cetil&%o5 de las cuales K se utilizan para la
síntesis de malonil&%o5 y una molécula ingresa como tal en la primer reacci!n del
ciclo.
6alonil&E&5%?
%03
5cetil&E&%is
;E&%is "
" 6alonil&E&5%?
5cetoacetil&E&5%?
;E&%is ;E&%is
"
"
rans&∆3&butenoil&E&5%? 1&
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?ara la síntesis de malonil&%o5 se gasta una uni!n rica en energía proveniente del
5?, como se requieren en total K moléculas de malonil&%o5 se gastan en total K 5?
para la síntesis de una molécula de ácido palmítico.
%ada vez que se incorporan dos carbonos provenientes de malonil&5%? se necesitan
3 moléculas de -51?; para la reducci!n del grupo ceto de posici!n β, necesitándose
en total +C moléculas de -51?; para los K ciclos de reducci!n.
Los carbonos + y +H del ácido palmítico provienen de acetil %o5 mientras que los
restantes provienen de malonil&%o5.
Regulacin de la 9iosíntesis
La biosíntesis de ácidos grasos está regulada a nivel de la ormaci!n de malonil&%o5,
reacci!n catalizada por la acetil CoA carboxilasa.
La Acetil CoA carboxilasa es una enzima alostérica, cuya actividad aumenta cuando
aumentan los niveles de citrato e isocitrato y disminuye por aumento de ácidos grasos libres
y acil&%o5 de cadena larga 9palmitil %o5:.
5cetil %o5 B 5? 6alonil %o5 B 51? B ?i
9 B : %itrato e Isocitrato
9 & : 5cidos grasos, 5cidos grasos de cadena larga
Acetil CoA Carboxilasa&7iotina
Fig( (> Es6ue"a $eneral de la Regulacin alost%rica de la acetil CoAcar#oGilasa
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5demás de estar regulada alostéricamente, la acetil CoA carboxilasa modula su actividad
por la acci!n de hormonas y de la dieta.
La regulaci!n hormonal produce un eecto in"ediato, de corto tiempo, a través de un
mecanismo de osorilaci!n ! desosorilaci!n de la enzima, mientras que la dieta act$a a
nivel de la síntesis de la proteína enzimática por lo que el eecto es tardío "ediato.
5sí por ejemplo' a: una dieta rica en hidratos de carbono y(o proteínas, supera las
necesidades energéticas de la célula en consecuencia la acetil %o5 que se produce en la
degradaci!n de dichos compuestos se utiliza para la síntesis b: una dieta pobre en grasas
no aporta la cantidad de lípidos suicientes para las distintas unciones celulares, en
consecuencia se avorece la síntesis de ácidos grasos.
9iosíntesis de Acidos $rasos no saturados
Los principales ácidos grasos monoinsaturados de los tejidos animales son el palmitoleato
9+H'+, ∆M : y el oleato 9+A'+, ∆M : cuyos precursores son los ácidos grasos saturados'
palmitato y estearato. Las reacciones de desaturaci!n de los ácidos grasos saturados tienen
lugar en el retículo endoplásmico.
"n la síntesis de los ácidos grasos monoinsaturados' oléico y palmitoléico se le introduceuna doble ligadura entre los carbonos M y +4, previa activaci!n del ácido grado con
%oenzima 5.
"n vertebrados y en la mayoría de los organismos aerobios, las enzimas que catalizan esta
reacci!n son microsomales y se denominan acil-CoA desaturasas o ∆$ desaturasas que es
en realidad un sistema de oxidasa de unci!n mixta que necesita 0 3 y -519?:;. La reacci!n
inal se esquematiza en la igura A..
+4 M
%;<&9%;
3:
+C&%0&%o5 %;
<&9%;
3:
&;%J%;&9%;
3:
K F%0&%o5
,al"itato ,al"itoleato 12!1H J K
M
%;<&9%;
3:
+H F%0&%o5 %;
<&9%;
3:
K&;%J%;&9%;
3:
K&%0&%o5
Estearato Oleato 1!1H J K
03 3 ;
30
5cido raso saturado 5cido raso no saturado
-51?; -51?B
@ig. A.' "squema de la reacci!n de biosíntesis de un ácido graso no saturado
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La reacci!n es compleja y durante la misma se produce una transerencia de electrones, a
través de una cadena transportadora de electrones ormada por el citocromo b, la
citocromo b&reductasa 9lavoproteína: y -51?;. #n átomo de oxígeno se combina con los 3
hidr!genos del ácido graso, y el otro con los 3 hidr!genos de la coenzima reducida 9-51?;:
sintetizándose dos moléculas de agua.
Los vegetales tienen las enzimas necesarias para producir insaturaciones desde la posici!n
M del ácido graso hacia el carbono ω 9metilo terminal:. ?or ejemplo, a partir del ácido oléico
pueden sintetizar los ácidos' linoléico 9+A'3, ∆M.+3: y linolénico 9+A'
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CLASIFICACI3N DE LAS ENIAS
"n el origen del estudio de las enzimas se utilizaron nombres reerentes al !rgano o tejido d!nde
se descubrieron 9así la pepsina, de péptico o relativo a la digesti!n:, o bien al sustrato o a la actividad
desarrollada por la enzima, a>adiéndole el suijo &asa para darle un nombre 9el caso de la
NureasaO, que cataliza la hidr!lisis de la urea:. 1esde +MH+, la #ni!n Internacional de 7ioquímica,
utiliza un sistema de clasiicaci!n y denominaci!n, adoptado por convenio, que clasiica las enzimas
en seis grandes grupos'
Número Clase Reacción catalizada
1 Oxidorreductasas: Transferencia de electrones
2 Transferasas: Transferencia de grupos funcionales
3 Hidrolasas: Rotura de enlaces incorporando una molécula de agua
4 Liasas: Rotura de enlaces covalentes por adición o eliminación de grupos
!somerasas:
Reacciones de isomeri"ación: transferencia de grupos dentro de la misma molécula
# Ligasas: $ormación de enlaces covalentes mediante reacciones de condensación
5 cada enzima se le asigna un n$mero ormado por cuatro dígitos, el primero de los cuales
corresponde a la clasiicaci!n anterior y un nombre sistemático, que permite caracterizar al sustrato y
a la reacci!n catalizada. "jemplo' glicerolosato deshidrogenasa 9+.+.+.A:, enzima que cataliza una
reacci!n de !xido&reducci!n 9+:, mediante transerencia de ; 9+:, siendo el aceptor el coenzima
-51B 9+: y el dador el sustrato glicerolosato 9A:.
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
La acci!n de las enzimas es absolutamente necesaria para los sistemas vivos, ya que las reacciones
sin catalizar tienden a ser lentas y las posibilidades que tiene una molécula de cambiar en un
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ambiente estable como es el medio biol!gico, son muy bajas, de ahí que las enzimas proporcionen el
medio adecuado para contrarrestar la lentitud en la realizaci!n del cambio.
Las reacciones sean catalizadas o no, dependen para su desarrollo de las leyes termodinámicas. "l
principal parámetro que desde el punto de vista termodinámico, permite deducir si una reacci!n
se desarrolla o no de orma espontánea, es el cambio en la energía li#re de $i##sH M$K deducido
de la segunda ley de la termodinámica 9una reacci!n es espontánea si la entropía
global del universo aumenta:, que mide la capacidad de un sistema para desarrollar
rabajo. ?ara que se realice la transormaci!n de una molécula, que denominamos sustrato
9E:, en otra que denominamos producto 9?:, el cambio de energía libre de ibbs ha de ser negativo,
lo que implica que la energía libre del producto ha de ser menor que la del sustrato.
"squemáticamente, el desarrollo de una reacci!n enzimática sencilla consistiría en'
" B E "E " B ?
"n una reacci!n química la conversi!n de sustrato en producto requiere una situaci!n energética
Intermedia que se denomina estado de transicin, donde el nivel de energía es superior al del
sustrato o del producto. La dierencia entre el nivel de energía basal y la correspondiente al
estado de transici!n se denomina energía de acti5acin y cuanto más alta sea menor será la
velocidad de reacci!n. La presencia del catalizador provoca una disminuci!n en la energía de
activaci!n requerida, y de esta orma aumenta la velocidad con que se desarrolla la misma.
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%n detalle importante a la &ora de anali"ar la actividad en"im'tica( es )ue en las reacciones
catali"adas en"im'ticamente( se incrementa la velocidad de la reacción* pero lo )ue no se
modifica es el e)uili+rio de la misma( )ue sigue las le,es termodin'micas independientemente de
la presencia o ausencia del catali"ador-
La forma )ue tiene la en"ima de reali"ar su actividad catal.tica ser' en primer lugar unirse con el
sustrato( , en segundo lugar facilitar la modificación del mismo para su cam+io a producto-
Unión de la enzima con el sustrato
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La molécula o moléculas a modiicar se sit$an en una regi!n concreta de la enzima denominada
centro o sitio acti5o. "sta zona de la enzima es responsable de las dos propiedades básicas
de la molécula' la especi%icidad y la acci&n catalizadora de la proteína.
1entro de todo el conjunto de enzimas les hay que presentan una alta especiicidad, aceptando
tan s!lo un tipo de moléculas sobre las que realizar la catalizaci!n, y siendo capaces de discriminar
incluso entre moléculas isoméricas por otro lado, otras enzimas con un menor nivel
de especiicidad catalizan reacciones utilizando como sustratos moléculas que presenten una
cierta similitud.
La interacci!n entre enzima y sustrato se realiza a través de enlaces de naturaleza débil entre
la molécula de sustrato y el centro activo. %uanto mayor sea el n$mero de estos enlaces, mayor
será la especiicidad de la enzima, y mayor también su capacidad de discriminar entre dos
sustratos estructuralmente pr!ximos.
La especiicidad de las enzimas ue estudiada ya en +AM4 por 'isc!er mediante el modelo de la
Llave y la cerradura, seg$n el cual centro activo y sustrato presentaban morologías complementarias
que les hacían encajar como una llave y su cerradura.
5ctualmente, se conoce que al unirse el sustrato al centro activo, pueden desarrollarse interacciones
entre ambos que producen cambios en la morología tanto del sustrato como del centro activo,
pasando a considerarse un segundo modelo 9(os!land y )eet* que se denomina modelo del guante y
la mano o teoría del ajuste inducido.
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5 través de este segundo modelo se airma que los enlaces no s!lo servirían para enlazar sustrato
y centro activo, sino para acilitar la transormaci!n del sustrato en producto.
Cat'lisis en+i"'tica
Las en"imas son catali"adores con una eficacia mu, alta comparados con los catali"adores no
/iológicos( ,a )ue pueden incrementar la velocidad 1020 veces- La forma de llevar a ca+o esta
aceleración se apo,a en diversos mecanismos( de los cuales los meor estudiados son:
! isminución de la entrop.a: Las colisiones de las moléculas en disolución pueden ser escasas(
la existencia , acción de una molécula m's grande con tendencia a unir , colocar correctamente
los sustratos facilita la transformación-
"! $acilitación del medio am+iente de la reacción: l centro activo de la en"ima dispone de grupos
funcionales )ue pueden modificar el medio am+iente del sustrato( por eemplo situ'ndolo en un
medio &idrofó+ico )ue produ"ca su desolvatación( , )ue este cam+io en su entorno posi+ilite la
reacción-
#! !ntroducción de tensión o distorsión so+re el sustrato: La complementariedad entre el centro
activo , el sustrato provoca tensiones so+re la molécula de sustrato favoreciendo la aparición( o
desaparición de enlaces )ue facilita su transformación en producto-
$! xistencia de grupos catal.ticos espec.ficos: l centro activo puede disponer de grupos
funcionales catal.ticos )ue cola+oren de forma directa( en la formación o rotura de enlaces-
entro de estos sistemas existen dos variedades: grupos catal.ticos 'cido+'sicos( )ue participan
dando o aceptando protones , permiten el desarrollo de la reacción &acia la formación del
producto* , grupos catal.ticos covalentes( )ue mediante la creación de enlaces covalentes
transitorios con el sustrato( direccionan la reacción en el mismo sentido )ue los anteriores-
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CINTICA ENITICA
"l estudio de la actividad enzimática implica el análisis de la velocidad de actuaci!n de la enzima,
lo cual se conoce con el nombre de cinética enzimática.
La velocidad de catálisis de una enzima podría determinarse bien como velocidad a la que se orma
el producto, o bien como velocidad a la que desaparece el sustrato.
La concentraci!n de sustrato aecta de manera muy importante a la velocidad de la enzima.
%uando se mantiene constante la concentraci!n del enzima, se comprueba que al aumentar la
concentraci!n de sustrato la velocidad de la enzima crece linealmente, disminuyendo el incremento
paulatinamente hasta alcanzar una meseta que corresponde a un valor de velocidad
que es la velocidad máxima.
Modelo de Michaelis-Menten
+Mic!aelis y M Menten en +M+aron un modelo o teoría general de la acci!n enzimática que
explica el comportamiento hiperb!lico de la velocidad con respecto a la concentraci!n de sustrato.
"n el modelo postularon que la enzima 9": se combina en primer lugar con el sustrato 9E:, de
orma reversible, ormando el complejo enzima&sustrato 9"E:, que se descompone en un segundo
paso dando la enzima libre 9": y el producto 9?:. La velocidad de la $ltima reacci!n es baja, y el
modelo supone que la probabilidad de que la enzima reaccione con el producto para volver a ormar
"E, es tan ínima que resulta despreciable, quedando simpliicado este $ltimo paso en una reacci!n
prácticamente irreversible.
E" P E B P
La enzima puede existir en dos ormas, en orma libre 9": o combinada como "E, cuando la
QER es baja la mayoría de la enzima estará libre y se verá avorecida la ormaci!n de "E, cuando
se va incrementando la QER la velocidad aumenta linealmente.
La Q"R libre será la dierencia entre la Q"R total o inicial y la Q"ER o enzima combinado con el sustrato, y
la velocidad máxima se alcanzará cuando toda la enzima se encuentre en orma de "E, llegándose a
la saturaci!n de la enzima por su sustrato, situaci!n responsable de la meseta que aparece en la
gráica.
5l disponer de una concentraci!n de sustrato saturante, la reacci!n alcanza rápidamente un
estado estacionario en el que la Q"ER se mantiene prácticamente constante y la velocidad medida
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durante este estado es la velocidad analizada por el modelo de Mic!aelis-Menten que también se
denomina "odelo del estado estacionario.
La expresi!n más habitual de la ecuaci!n de Mic!aelis-Menten.
v = V max.[S]
Km + [S]
5uando la velocidad es la mitad de la velocidad m'xima 6v78m'x 92( se o+tiene una e)uivalencia
de la concentración de sustrato a la constante de Michaelis 6;
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de (atal '(at! )ue es la cantidad de en"ima )ue transforma un mol de sustrato por segundo( al
ser una unidad excesivamente grande no tiene una aplicación mu, extendida-
n Cltimo término( , aun)ue no sea una unidad de medida directa( la actividad espec.fica( se
define como el nCmero de unidades de actividad en"im'tica )ue &a, por miligramo de prote.na6%9 mg de prote.na( , sirve para cuantificar la pure"a de una preparación en"im'tica-
)ACT*RES +UE IN),U-EN EN ,A ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
Las en"imas son prote.nas )ue funcionan en un determinado medio( +ien sea intra o extracelular(
donde las condiciones pueden variar( , por lo tanto el nivel de actividad de la molécula
puede verse modificado a lo largo del tiempo- entro de los factores )ue afectan a la actividad
en"im'tica merecen destacarse:
! El ./: Todas las en"imas tienen en su estructura primaria amino'cidos con grupos radicales
ioni"a+les- ependiendo del pH del medio en el )ue se encuentren pueden no tener carga( o
por el contrario estar cargados( +ien positiva o negativamente- stas cargas sirven para esta+ili"ar
la conformación natural de la prote.na , cuando el pH las cam+ia( tam+ién se modifica
la estructura( llevando en Cltimo extremo a la desnaturali"ación de la prote.na( , en el caso
de las en"imas a la pérdida de actividad-
ependiendo del medio dónde de+a eercer su acción catal.tica( cada en"ima tendr' su
conformación m's adecuada( , por lo tanto su m'xima actividad( alrededor de un valor concreto
de pH( )ue reci+e el nom+re de ./ ó.timo- l cam+io( +ien sea &acia valores m's altos o
m's +aos provocar' una disminución de la actividad-
l medio interno de los seres vivos est' siempre tamponado( lo cual &ace )ue los pH fisiológicos
de las soluciones corporales var.en poco( el plasma sangu.neo presenta valores próximos a la
neutralidad 6>(4( , la desviación de unas pocas décimas provoca alteraciones mu, graves- Tan
sólo existen algunas "onas del organismo )ue se mueven en valores mu, aleados de la
neutralidad( como el caso descrito de las soluciones digestivas* o( ,a en el interior celular( los
lisosomas( )ue contienen en"imas cu,o pH óptimo se encuentra en valores mu, 'cidos-
"! ,a tem.eratura: ste factor presenta dos efectos contrapuestos( por un lado el aumento de
temperatura produce( de forma general( un aumento en la velocidad de cual)uier reacción
)u.mica* pero por otro lado( las en"imas experimentan desnaturali"ación , pérdida de actividad al
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superar una determinada temperatura- n este caso resulta m's dif.cil determinar como en el pH
una temperatura óptima( , las curvas de actividad presentan un incremento inicial de
actividad m's pronunciado para posteriormente al irse desnaturali"ando( decrecer la velocidad de
reacción-
IN/I0ICI1N ENZIMÁTICA
#na orma de inluir sobre la actividad de los enzimas, aparte de los actores de p; y temperatura
descritos anteriormente, estriba en los eectos que tienen algunas moléculas al unirse a las
enzimas. 5l conjunto de moléculas que disminuyen la actividad enzimática se les denomina
in7i#idores, y en las reacciones químicas del organismo in /i/o son utilizados para controlar el grado
de actividad de una enzima concreta. ?arte de esta utilidad puede estudiarse en muchas de
las acciones de los ármacos, cuyos eectos se undamentan en su acci!n como inhibidores de mayor
o menor potencia de algunas enzimas, tal es el caso de un ármaco como la aspirina 9ácido
acetilsalicílico: que inhibe la primera enzima de la síntesis de las prostaglandinas.
1ependiendo del tipo de uni!n que establezcan con la enzima hay dos grandes grupos de
inhibidores'
& Inhibidores reversibles, unidos por enlaces no covalentes y reversibles.
& Inhibidores irreversibles, unidos por uertes enlaces covalentes irreversibles.
! In2i3ición re%ersi3le
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1entro de los inhibidores reversibles hay tres grupos dependiendo del lugar y orma de
uni!n a la enzima'
& Los in7i#idores co"petiti5os, denominados así porque compiten con el sustrato por
ocupar el centro activo. "stas moléculas presentan una semejanza estructural con el sustrato
que les permite situarse en el centro activo y bloquear la catalizaci!n enzimática, lo
que desde el punto de vista cinético supone un descenso en la velocidad de reacci!n.
La reacci!n enzimática se desarrolla de la siguiente orma' parte de las moléculas
enzimáticas están ocupadas por inhibidor 9no uncionantes, o inhibidas:
y otra parte están unidas al sustrato y ormando producto 9uncionantes:.
E B E "E " B ?
B I "I
Ein embargo, si la concentraci!n de inhibidor se mantiene ija, es posible revertir la inhibici!n
incrementando la concentraci!n de sustrato, de tal orma que aumente la probabilidad
de que el centro activo esté ocupado por el sustrato y no por el inhibidor. "n
suma, los inhibidores competitivos aumentan la (m de la enzima pero no modiican su
0máxima.
Los inhibidores no co"petiti5os se unen a la enzima en puntos distintos al centro activo, su uni!nincapacita a la enzima para desarrollar su acci!n catalítica, y en este caso, el aumento
en la concentraci!n de sustrato no revierte la inhibici!n. Eu capacidad de
unirse a la enzima esté ésta en solitario o esté unida al sustrato, da lugar a
que la 0máxima. se encuentre disminuida, mientras que la (m no se modiica ya que la ainidad de la
enzima por el sustrato y su capacidad de unirse a él no se ve disminuida.
La reacci!n que tendrá lugar será como sigue'
E B E
ES
" B ? B I "I B I "EI
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& Los inhibidores aco"petiti5os o inco"petiti5os , no presentan ainidad por la molécula de enzima
libre, sino que se unen a la enzima cuando ésta se encuentra ormando el complejo
enzima&sustrato 9"E:, inhabilitándole para continuar el proceso y ormar producto.
La reacci!n será'
E B E ES " B ?
B I "EI
La 0máxima.
se verá disminuida ya que la ormaci!n del complejo inactivo "EI, disminuye
la concentraci!n de "E y la aparici!n de producto. Ein embargo la (m aparece inorementada,
debido al hecho de que en esta situaci!n la más rápida desaparici!n del complejo es, desplaza el
equilibrio de la reacci!n hacia la derecha, aparentando un aumento
de la ainidad de la enzima por el sustrato.
/K In7i#icin irre5ersi#le
Los inhibidores irreversibles son los que se unen a la enzima mediante enlaces covalentes,
bien en el centro activo o en cualquier otro lugar, causando una inactivaci!n permanente.
6uchos ármacos presentan este mecanismo de acci!n, como por ejemplo la penicilina, y
otros antibacterianos que bloquean enzimas claves bacterianos, impidiendo en este caso la actividad
de síntesis de la pared bacteriana.
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