Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimatica


Practica 3. Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática
Introducción.

Las reacciones enzimáticas son muy sensibles a factores externos que puedan afectar su actividad, tales como son: la presión, la humedad, el pH y la temperatura. Este último factor provoca que a una temperatura no adecuada la enzima se desnaturalice, influyendo directamente en la reacción.

Es bienconocido el hecho de que al aumentar la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas reaccionantes y por consiguiente es mayor la probabilidad de que ocurran colisiones efectivas para que la reacción se lleve a cabo. Como las reacciones enzimáticas no son una excepción a esta regla, su velocidad aumenta con la temperatura. Pero cuando la temperatura llega a cierto valor, variable según laenzima de la que se trate, está empieza a desnaturalizarse y la velocidad de la reacción comienza a disminuir. Se habla así de una temperatura óptima que es aquella en que la velocidad de la reacción es mayor. (1)

En las reacciones espontáneas, los productos finales tienen menos energía libre de Gibbs (ΔG) que los reactivos, sin embargo, el comienzo de la reacción requiere un aporte inicial deenergía, esta energía inicial que hay que suministrar a los reactivos para que la reacción transcurra se llama energía de activación (Ea). Cuanto menor sea la Ea, con más facilidad se producirá la reacción.
En general, la velocidad de la reacción se incrementa con la temperatura hasta que un punto máximo es alcanzado. Este incremento se debe a que aumenta el número de moléculas ricas en energíaque pueden pasar la barrera energética de estado de transición, para formar a los productos. La elevación excesiva de la temperatura del medio que contiene a las enzimas, resulta en un decremento de la velocidad como resultado de la desnaturalización, es decir, la pérdida de la estructura tridimensional de las enzimas. (2)
El factor que resulta por cada 10° de incremento se denomina coeficientetérmico (Q10) y en las reacciones químicas habituales es de alrededor de 2, es decir; se duplica la velocidad de acción por cada 10°C de aumento en la temperatura.
A valores superiores de la temperatura la actividad enzimática disminuye debido a que la enzima, como cualquier otra proteína, sufre procesos de desnaturalización y, por lo tanto, de inactivación. Durante la fase de incremento de lavelocidad, la relación entre ésta y la temperatura viene determinada por la ecuación de Arrhenius:
v = k e -Ea/RT ln v = ln k - Ea/RT
Ea es la energía de activación, R la constante de los gases (1,9872 cal K-1 mol-1; 8,3145 J K-1 mol-1) y T la temperatura absoluta (K). El valor de Ea se puede calcular a partir de la representación de Arrhenius.
Para el caso de la invertasa, la temperatura críticaarriba de la cual su inactivación comienza a ser considerable es 59° C al menos bajo condiciones de concentraciones bajas de sacarosa. Por debajo de esta temperatura, podemos considerarla estable; la temperatura considerada como la óptima para esta reacción a concentraciones diluidas es de 55° C. (3)

Objetivo.

Determinar el efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática de lainvertasa.

Metodología.

RESULTADOS
Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarosa a 40°C.
Grafica 1: modelo de L-B con mejor ajuste lineal para una temperatura de 40 °C


Metodo de Eadie - Hosfstee
Eadie-hofstee
m=-Km
Km= -356.04
Vmax=b
Vmax=0.3164

Concentración de proteína soluble en la solución de invertasa.

DO (nm)
Promedio
DiluciónConcentración (mg/L)
DO1
0.061
0.0655
1:5
0.0131
DO2
0.070









Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarosa a 50°C.

Sacarosa (g/L)
Sacarosa (mmol/L)
DO (nm)
Promedio (nm)
Dilución
Az. Reduc. (mg/L)

Az. Reduc. (mmol/L)

Az.reduc. hidrolizada (mmol/L)


DO1
DO2





S1
1
0.0029
0.032
0.036
0.034
1/5
22.33
0.124
0.062
S2...