Cinética Enzimática

Tecnología enzimática
• Las enzimas son catalizadores de los
organismos vivos.
• Regulan y modulan las reacciones metabólicas.
• Son proteínas, productos directos de la
expresión génica.
• También son productos de la biotecnología ya
que se pueden separar en estado activo a partir
de una célula viva para luego ser usadas en
otras reacciones.

Desarrollo
• 1830 Aislamiento de diastasa a partir deextracto de malta.
• Un poco más tarde aislamiento de pepsina a partir de
paredes estomacales de varios animales.

• 1890 Primer intento de producción comercial de enzimas
hidrolíticas a partir del Aspergillus oryzae.
• Primeras aplicaciones→alimentos→diastasas y pepsina
• Luego otras aplicaciones detergentes
biológicos→proteasas y lipasas.
• Se conocen y ya han sido clasificadas unas 2000enzimas.
Catorce de ellas se usan a escala comercial mayor.

Clasificación

Aplicaciones industriales
•85% Hidrolasas
•15% Oxidorreductasas + Isomerasas
Panificación, farináceos
(amilasa, proteasa)

•Alimentos

•Detergentes.
Lavado de ropa
Quitamanchas

Cerveza (amilasa,
amiloglucosidasa, proteasa)

En gral. el uso más
Importante →hidrólisis de
carbohidratos y proteínas

Lácteos
(renina,galactosidasa)

Ej: proteasas alcalinas
Características: mantiene
La actividad a alta TºC
(≈60-65ºC) y pH ≈ 6-9,5

•Tratamiento de efluentes.
área de gran potencial pero con
relativa poca aplicación hasta
ahora

•Medicina

Kits clínicos y de
diagnóstico
Agentes terapéuticos

Fuentes de obtención
• Origen Animal: páncreas, bazo, hígado,
porciones del tracto intestinal. Bovino o
porcino. Ej: a-amilasa, lipasa,renina,
pepsina, etc.
• Origen vegetal: grano de cebada (bamilasa) raíz de rábano (peroxidasa) látex
del árbol de papaya (papaína).
• Origen microbiano: bacterianas y fúngicas

Enzimas microbianas

At!! Tener en cuenta ciertas
desventajas
• Las enzimas pueden inducir respuestas
alérgicas marcadas.
• Muchos hongos de la familia Aspergillus
producen micotoxinas (principalmente
aflatoxinas) y porlo tanto se está
reemplazando en la biosíntesis de
enzimas.

Células y enzimas inmovilizadas
• Cualquier proceso biotecnológico, si usa
organismos completos, extractos o
enzimas purificadas debe competir con al
fermentación o con la síntesis química.

BIOTRANSFORMACION
CELULAS

INMOVILIZADAS

Células suspendidas
en crecimiento

Usamos células inmovilizadas cuando se
necesita de muchas enzimas ytambién
la renovación del cofactor.
•La célula completa es menos lábil
que la enzima.
•Las células inmovilizadas permiten una
carga alta del soporte, las enzimas no.

ENZIMAS

INMOVILIZADAS

Suspendidas o
en solución

Las enzimas inmovilizadas presentan
menores barreras difusionales que las
las células (no hay que atravesar pared
celular)
Reacciones específicas.

Ventajas y desventajas de lainmovilización
• Se puede separar y
reutilizar la enzima o
microorganismo o
bien en un proceso
continuo mejora la
economía.
• Mejora la estabilidad.
• Las fermentaciones
batch se pueden
reemplazar por
reacciones continuas

• Las limitaciones de
difusión reducen y
alteran la actividad.

Métodos usados para la inmovilización
• Sin soporte: agregación o formación de flóculos por ejemplo
utilizandoentrecruzamiento.
• Con soporte:
Unión:
– Unión covalente a soporte. (ej: soportes de vidrio poroso, cerámica,
arena, celulosa polímeros sintéticos): Debe primero activarse el
soporte y a continuación una reacción de acoplamiento específica.
– Adsorción en soportes sólidos. se utilizan resinas de intercambio
iónico: aniónico como DEAE (dietilamino-etil celulosa) o DEAE-sefadex; catiónico
como CMC(carboximetilcelulosa).
– Formación de biiofilms (células)
Captura:
– Dentro de un polímero
– Microencapsulación
– Entrecruzamiento
– Membranas semipermeables (retención dentro de la membrana o
unidad de fibra hueca).

Células microbianas unidas covalentemente a varios soportes

ESPECIES

SOPORTE

PRODUCTO

Actobacter

Hidróxidos metálicos

Acido acético

Aspergillus niger

Glicidimetacrilato

Acido...