Actividad Enzimatica

UNIDAD 11
QUÍMICA FÍSICA1

               
Influencia de la temperatura

Además de ser muy estrecho el intervalo de temperat uras adecuado para las reaccio-nes enzimáticas, los pequeños cambios en la temperatura tienen una influencia consi-derable sobre la actividad enzimática. La temperatu ra óptima para la mayoría de lasreacciones enzimáticas se encuentra entre 30 ºC y 4 0 ºC. Un aumento de temperatura provocará un aumento en la velocidad y para la mayo r parte de las enzimas, un au-mento de 10 ºC duplicará o aun triplicará la veloci dad de la reacción. Sin embargo, el efecto de la temperatura sobre la actividad enzimát ica es más complejo que en el caso de las reacciones no enzimáticas. Un aumento de la temperaturaprovocará un au-mento de la velocidad de reacción según la ecuación de Arrhenius , pero por otro lado, dicho aumento de temperatura acelerará la inactivación de la enzima debido a la desnaturalización de la misma , que aparentemente provoca la pérdida de la es-tructura de sus sitios activos. Esta doble acción de la temperatura resultará enton-ces en una relación temperatura–actividad que puedeexpresarse mediante una curva en forma de campana, como la que se muestra en la figura siguiente. Esto se ha confirmado en la práctica. Bajo condiciones dadas, cada enzima posee una tempera-tura óptima , a la cual su actividad es máxima.
























Para muchas enzimas, la región de la temperatura óptima está muy cercana a la zona de una amplia inactivacióntérmica. La mayoría de las enzimas resultan rápidamen-te inactivadas a temperaturas entre 70 ºC y 90 ºC. Por otra parte, a temperaturas bajas la actividad enzimática se hace lenta aunquesin detenerse por completo. Esto debe ser tenido en cuenta al tratar con alimentos congelados; a menos que las enzimas perjudiciales sean previamente inactivadas, muchos alimentos congelados sufrirán un deterioroconsiderable luego de un almacenamiento prolongado, aun a temperaturas tan bajas como –18 ºC1, pues algunas reacciones enzimáticas siguen llevándose a cabo.

Las reacciones catalizadas por enzimas poseen energías de activación del orden de 40 kJ mol–1 , mientras que las energías de activación de la inactivación térmica d e las enzimas se encuentran en el orden de 200 a 600 kJ mol–1 . Esto explica laforma

1 Temperatura normal de almacenamiento de alimentos congelados.
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asimétrica de la curva que representa la velocidad de reacción en funciónde la tempe-ratura. También implica que la temperatura óptima dependerá del tiempo de incuba-ción . Para períodos de incubación más prolonga-

dos, la máxima actividad se producirá a temperatu-ras mas bajas (ver figura dela derecha). Resulta entonces que la temperatura óptima no es una característica verdadera en una enzima sino más bien un concepto operacional útil, que sólo tiene significado cuando las condiciones experimentales están bien definidas.

El efecto de la temperatura sobre la velocidad de las reacciones enzimáticas no puede explicarse únicamente sobre la base de las ecuaciones de Arrhenius para lareacción y para la inactivación térmica de la enzima. El mismo sustrato puede verse afectado por la temperatura. Más aún, si uno de los reactivos o productos es un compues-

to gaseoso, la temperatura afectará su solubilidad en el medio de reacción y por tanto, su velocidad de absorción o de eliminación del sistema.

Influencia del pH

La acción catalítica de las enzimas tiene lugargeneralmente dentro de límites de pH relativamente estrechos, resultando una relación pH–actividad que, al igual que en el caso anterior, puede expresarse mediante una curva en forma de campana, como la que se muestra en la figura siguiente.
























Cada reacción enzimática posee su pH óptimo ; sin embargo, este pH depende de los sustratos involucrados y de las...