Biocatalizis enzimática

2011

Biocatalizis
Enzimática


RESUMEN

La biotecnología de enzimas es aquella área de la ingeniería bioquímica abocada al análisis, diseño y operación de sistemas para la producción y utilización de estos biocatalizadores. En la actualidad existe un notable incremento en el uso de enzimas en la industria de procesos y en medicina. El consumo de enzimas se ha incrementado notoriamenteen los últimos años y existen interesantes perspectivas de aplicación en la industria alimentaria, vinícola y farmacéutica, es por tal motivo que se procedió al desarrollo de esta experiencia.
Las actividades de la experiencia incluyen la preparación de reactivos como el Buffer Acetato y Bradford, éste último fue utilizado para determinación de proteínas, habiendo previamente realizado una curvade calibrado. A tal fin, la cantidad de azúcares reductores se determinará colorimétricamente por el método del ácido dinitrosalicílico (DNS).
También se obtuvo el preparado enzimático en bruto de la enzima invertasa de levadura y se determinó actividad enzimática a partir del rango de linealidad (actividades volumétrica y específica) del preparado soluble, con esto se determinó los parámetroscinéticos iniciales de la invertasa soluble, teniendo en cuenta factores como la concentración de la enzima, pH, temperatura y concentración de sustrato.
Posteriormente se procedió a inmovilizar la enzima (invertasa), en Alginato de sodio, con el fin de producir cambios en el medio ambiente de la enzima y por lo tanto provocar cambios en las propiedades observadas. Finalmente, procedimos al diseñoy montaje del sistema mini- reactor con invertasa inmovilizada, para así de determinar los parámetros cinéticos de la enzima y analizar su comportamiento, bajo las mismas condiciones anteriores.

INTRODUCCIÓN
La catálisis enzimática es una disciplina de la enzimología que estudia los mecanismos de catálisis por los cuales las proteínas o ácidos nucleicos con actividad enzimática puedenfavorecer la reacción de ciertos sustratos y su conversión en productos. Este hecho está subordinado a las leyes de la catálisis química convencional: es decir, la existencia de un enzima no permite la aparición de nuevas reacciones, ni va en contra de la termodinámica del proceso; simplemente, acelera su velocidad favoreciendo una ruta de menor coste energético incluyendo en la dinámica de la reacciónun estado intermediario de alta energía de modo que el número de moléculas activas, capaces de crear y destruir nuevos enlaces, aumente.
La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por las enzimas. El estudio de la cinética y de la dinámica química de una enzima permite explicar los detalles de su mecanismo catalítico, su papel en el metabolismo, cómoes controlada su actividad en la célula y cómo puede ser inhibida su actividad por fármacos o venenos o potenciada por otro tipo de moléculas.
Las enzimas son proteínas (macromoléculas) con la capacidad de manipular otras moléculas, denominadas sustratos. Un sustrato es capaz de unirse al centro catalítico de la enzima que lo reconozca y transformarse en un producto a lo largo de una serie depasos denominados mecanismo enzimático. Algunas enzimas pueden unir varios sustratos diferentes y/o liberar diversos productos, como es el caso de las proteasas al romper una proteína en dos polipéptidos. En otros casos, se produce la unión simultánea de dos sustratos, como en el caso de la ADN polimerasa, que es capaz de incorporar un nucleótido (sustrato 1) a una hebra de ADN (sustrato 2). Aunquetodos estos mecanismos suelen seguir una compleja serie de pasos, también suelen presentar una etapa limitante que determina la velocidad final de toda la reacción. Esta etapa limitante puede consistir en una reacción química o en un cambio conformacional de la enzima o del sustrato.
El conocimiento adquirido acerca de la estructura de las enzimas ha sido de gran ayuda en la visualización e...