Biotecnologia

 BIOCATALIZADORES ENZIMATICOS
Biocatalizador quiere decir catalizadores de la vida, los biocatalizadores actúan sobre los seres vivos. Aquí entra el concepto de las enzimas. Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos, son biocatalizadores porque están dentro de las células y producen reacciones biológicas. Los enzimas están en el metabolismo de los seresvivos, es decir, sustancias que, sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente su velocidad. No hacen factibles las reacciones imposibles, sino que solamente aceleran las que espontáneamente podrían producirse. Ello hace posible que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas de presión, temperatura o pH.
Las enzimas usualmentetrabajan a 37°C y pH=7 aunque hay que recalcar que hay enzimas que trabajan acondiciones extremas dentro del mismo organismo, sobre todo condiciones de pH por ejemplo las que actúan en el estomago que trabajan a pH´s menores a 2.5.
La velocidad de reacción al utilizar enzimas disminuye debido a que se necesita menos energía de activación para que se lleve a cabo la reacción. Se ha dado el caso deque al aislar una enzima que en el cuerpo trabaja a pH=7 y hacerla reaccionar a otro valor de pH en laboratorio, esta tiene un mejor desempeño, es decir que existen enzimas en el organismo que no trabajan a el 100% de sus capacidades, por esa razón se afirma que nosotros somos seres que aún nos falta evolucionar para aprovechar la totalidad de la capacidad de una enzima.
Como ya dijimos, lasenzimas tienen una acción muy específica y se clasifican en varias categorías:
a. Las enzimas hidrolíticas aceleran las reacciones en las que una sustancia se rompe en componentes más simples por reacción con moléculas de agua.
b. Las enzimas oxidativas, conocidas como oxidasas, aceleran las reacciones de oxidación, y las reductoras las reacciones de reducción en las que se libera oxígeno.
c. Lasenzimas de transferencia actúan cuando se necesita la transferencia de grupos funcionales, cambian o sustituyen un grupo por otro.
d. Las enzimas conocidas como ligasas son imprescindibles en la formación de enlaces con ruptura de ATP.
Si bien las fuentes de biocatalizadores son muy variadas, los microorganismos son una fuente muy rica y diversa de éstos, y el uso de microorganismos o enzimasmicrobianas como biocatalizadores es más usado. Desde el punto de vista de un químico sintético, es fundamental conocer para qué puede usarse un determinado biocatalizador –que posibilidades sintéticas nos ofrece-, por qué es mejor utilizar uno y no otro, y por supuesto, en qué forma se utiliza. Por ejemplo: Los objetivos sintéticos más destacados al pensar en levaduras como biocatalizadores, son laintroducción de centros quirales, resolución de racematos, o la conversión selectiva de grupos funcionales en presencia de otros de similar reactividad química. Saccharomyces cerevisiae, es la levadura más utilizada en biocatálisis. Esto se debe además de a su disponibilidad y bajo costo, a que no necesita de medios de crecimiento estériles, siendo viable y sencillo trabajar con ella en unlaboratorio no especializado en microbiología.
Los sistemas enzimáticos que se destacan en levaduras -desde el punto de vista de su utilidad sintética-, son: enzimas vinculadas a reacciones redox (deshidrogenasas, oxigenasas y oxidasas), enzimas hidrolíticas (lipasas, epóxido hidrolasas) y liasas que catalizan la formación de enlaces C-C. De las enzimas redox, se presentarán solamente lasdeshidrogenasas, por ser enzimas muy versátiles y posiblemente las que tienen un manejo más sencillo para un químico orgánico sintético.
PREPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
Aun cuando se sabe que las propiedades de las enzimas in situ pueden ser muy diferentes a las de las enzimas puras estudiadas en el laboratorio, está plenamente justificada la necesidad de tener preparaciones puras para hacer el...