efecto de la enzima en la actividad enzimatica


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La investigación de la acción de la ureasa
Traducido por María Jesús Tornero y Gabriel Pinto (Universidad Politécnica de Madrid)

Imagen cortesía de Alamy
Anna Lorenc del proyecto Volvox explica la importancia de la enzima ureasa y presenta un protocolopara demostrar la actividad de la ureasa en clase.
Las enzimas desempeñan un papel esencial en el metabolismo de todos los organismos. Catalizan y controlan la mayoría de las reacciones bioquímicas en nuestro cuerpo- desde la replicación de la información genética (ADN) hasta la digestión. La actividad de la enzima, sin embargo, no siempre es fácil de visualizar. Aquí se presenta una prácticasencilla y económica para ayudar a enseñar el tema de la actividad de la enzima en el aula. Todos los materiales necesarios están disponibles y son seguros.
En esta investigación, la enzima ureasa de la soja (Glycine max) descompone la urea en amoníaco y el dióxido de carbono:
CO(NH2)2 + H2O → 2 NH3 + CO2
La disolución de amoníaco (NH3) tiene un pH alto que puede ser detectado mediante un simpleindicador de pH, como el que se obtiene de lombarda. El amoníaco producido por la reacción también puede ser detectado por el olor.
Como la ureasa es producida por una amplia gama de diferentes organismos, esta actividad práctica se puede utilizar en las clases en:
El ciclo de nitrógeno
La influencia de los organismos en su medio ambiente
La adaptación de los animales a diferentes dietas.Antecedentes
¿Qué es la urea?
Cada organismo descompone los ácidos nucleicos y proteínas, generando residuos nitrogenados porque los ácidos nucleicos y proteínas contienen nitrógeno. Mamíferos, anfibios y algunos invertebrados excretan residuos nitrogenados como la urea, que se produce en el hígado. La urea es un compuesto especialmente bueno para la eliminación de nitrógeno debido a que es solubleen agua y menos tóxico que el amoníaco - los productos de excreción de los peces, por ejemplo. La orina humana contiene 2% de urea.
La urea fue también el primer compuesto orgánico sintetizado. En 1828, Friedrich Wöhler sintetizó urea a partir de compuestos inorgánicos (cianato de plomo y de hidróxido amónico). Fue un logro histórico: hasta entonces sólo los organismos vivos se creía que estabanen condiciones de producir compuestos orgánicos, y estos compuestos se pensaba que eran especiales y requerían una “fuerza vital" para hacerlos. Wöhler superó la brecha entre el mundo vivo y el inerte. No recibió un Premio Nobel por su descubrimiento debido a que dicha distinción no existía en ese momento. Hoy en día, la urea se sintetiza en grandes cantidades: se utiliza para hacer plásticos ycomo abono nitrogenado.
¿Qué es la ureasa?
La ureasa cataliza la hidrólisis de la urea a dióxido de carbono y amoniaco. Se encuentra principalmente en semillas, microorganismos e invertebrados. En las plantas, la ureasa es un hexámero –consiste en seis cadenas idénticas- y se encuentra en el citoplasma. En bacteria, consiste en dos o tres subunidades diferentes. Para su activación, la ureasanecesita unir dos iones de níquel por subunidad.
¿Cómo se hizo famosa la ureasa?
La ureasa de judías tipo Jack (Canavalia ensiformis) fue la primera enzima purificada y cristalizada, un logro de James B. Sumner en 1926, en un momento en que la mayoría de los científicos creían que era imposible cristalizar enzimas. Esto le valió a Sumner el Premio Nobel de Química en 1946. Hoy en día, lacristalización de proteínas ayuda a los científicos a descubrir su estructura y determinar cómo funcionan. Este conocimiento permite el diseño de las sustancias que interfieren en la acción de la enzima, tales como los medicamentos para la lucha contra el SIDA que inhiben la acción de las enzimas del VIH o de la evolución reciente hacia un posible tratamiento de la rabia (Ainsworth, 2008).
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