Medición de la cinética enzimática de la glucosa-oxidasa

UNIVERDIDAD DE LOS ANDES
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
INGENIERA DE REACCIONES
PROFESOR: WATSON L. VARGAS

Medición de la cinética enzimática de la glucosa-oxidasa

Sebastián Moreno , Jonnathan Quintero , Rafael Zúñiga ,Sergio Alejandro Rodriguez, Nicolás Estrada
RESUMEN
Una enzima es una molécula orgánica capaz de catalizar una reacción bioquímica mediante ladisminución de su energía de activación. La enzima glucosa oxidasa es altamente implementada a nivel industrial ya que ayuda a la preservación de alimentos y a nivel clínico para la determinación de glicemia. En este experimento se buscaba determinar la cinética de la reacción de trinder que ocurre en la solución mediante una espectrofotometría, para esto se prepararon 3 soluciones a distintasconcentraciones de glucosa y pH, las cuales fueron colocadas junto con un blanco dentro de un espectrofotómetro ajustado a 545nm. Se midió su absorbancia durante 30 minutos o hasta que la reacción alcanzara el equilibrio. Luego con el fin de observar los efectos de un inhibidor en la reacción, a las muestras se les agrego azida de sodio (NaN3) en diferentes cantidades y se repitió el proceso de toma dedatos. A partir de los resultados fue posible determinas cinética enzimática que sigue el modelo de Michaeli-Menten. Los parámetros para esta cinética fueron determinados mediante los modelos de Lineweaver-Burk y Eadie-Hofstee los cuales muestran un comportamiento similar al ser graficados, y un valor muy cercano al de la literatura, con un error tan pequeño como 6%. Adicionalmente se realizó unmodelo teórico para un reactor batch con la reacción estudiada, obteniendo como resultado que a menor concentración inicial de sustrato más rápida la conversión en el tiempo. Adicionalmente se encontró que la estabilización de la conversión llegaba a su punto máximo en un lapso de 25 segundos

Palabras Clave: Reactor Batch, Cinética de Michaelis-Menten, modelo Lineweaver-Burk y Eadie-Hofstee,Absorbancia , Espectrofotómetro
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


INTRODUCCIÓN
La glucosa es un monosacárido cuya formula es . Pertenece al grupo de las hexosas (6 carbonos) y de las aldosas (un grupo carbonilo); sus propiedades se deben a la presencia conjunta de un grupo aldehído y un grupo alcohol. Laoxidación de este monosacárido en acido glucónico y peróxido de hidrogeno es catalizada por la enzima glucosa oxidasa, la cual acepta el oxigeno como aceptor de electrones (Sosa y Galvis, 2010). Esta enzima es muy utilizada a nivel industrial ya que sirve como aditivo en la conservación de alimentos y como parte de los reactivos utilizados para la determinación de glicemia y otros parámetros paraclínicos(Zoghbi y otros, 2008). Lo anterior es de suma importancia ya que la diabetes es una de las enfermedades que mas toma vidas a nivel mundial. La Organización Mundial de la Salud (WHO por sus siglas en ingles) determino que en el año 2010 cerca de 3.4 millones de personas murieron a causa de esta enfermedad y que actualmente cerca de 347 millones la padecen, por esta razón es relevante el estudiode mecanismos de análisis de glucosa en sangre para la determinación de esta enfermedad (WHO, 2013).

Existen 3 tipos de métodos principales para la determinación de glucosa en el cuerpo, los cuales son: métodos de oxido-reducción, métodos de condensación y métodos enzimáticos. El ultimo de estos consta en la oxidación de la glucosa por el oxigeno formando acido glucónico y peróxido de hidrogeno.Durante la realización de esta practica se utilizara la reacción de trinder la cual se lleva a cabo de la siguiente manera:


Ilustración 1: reacción de trinder

La primera ecuación presenta una velocidad considerablemente menor que la segunda es por eso que esta gobierna la cinética de la reacción. En la segunda ecuación se oxida la o-dianisidina la cual tiene una fuerte absorción en el...