Influencia De Temperatura En Actividad Enzimatica

INTRODUCCIÓN
Como en cualquier reacción química, la velocidad de una reacción catalizada enzimáticamente aumenta con la temperatura. No obstante, por encima de una temperatura crítica -y esta temperatura crítica varía de unas enzimas a otras- la velocidad de reacción empieza a disminuir y la enzima se inactiva por completo a altas temperaturas. Desde un punto de vista cinético, esta disminucióntiene poco interés, por el hecho de que sólo refleja la inactivación (casi siempre por desnaturalización) de la molécula de proteína.
El proceso de desnaturalización proteica es un proceso muy complejo, difícil de sistematizar. Los puentes de hidrógeno, que estabilizan las hélices alfa y las cadenas beta plegadas, son inestables al subir la temperatura. Igualmente, otras fuerzas débiles quemantienen la estructura nativa de las proteínas son también inestables. Sin embargo, las interacciones hidrofóbicas son más estables a altas temperaturas e inestables por debajo de cero grados centígrados.

Figura 1. Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática. El panel izquierdo muestra la respuesta de la actividad enzimática (velocidad de reacción) a la temperatura y el derecho larepresentación de Arrhenius.
Existen varios factores que, además de la estabilidad conformacional, también afectan la actividad enzimática al aumentar la temperatura, y son: la estabilidad de gases (oxígeno), el pH de la solución amortiguadora, la afinidad de la enzima por el sustrato, por activadores o inhibidores; así como la presencia de reacciones de competencia.
La temperatura a la cual laactividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima. Por esta razón, cada enzima tiene un intervalo óptimo de temperatura en el cual se logra la mayor actividad, para la mayoría está entre 30 y 45 °C, y se inactiva a más de 60 °C, a esta temperatura la energía introducida en el sistema sobrepasa la energía de las fuerzas que mantienen la estructura activa de la enzima.
La actividadenzimática de la invertasa depende del pH, siendo su óptimo de 4,5 a 5,0, y de la temperatura que puede variar de 25° a 55°C; no debe agregarse a productos con más de 65°C ni a aquellos con más de 20% de alcohol, pues la enzima es inactivada. Como la invertasa produce una hidrólisis, exige la presencia de agua (por lo menos 5% del peso del azúcar).
La relación matemática entre la temperatura y lavelocidad de reacción está dada por la ecuación de Arrhenius; la cual relaciona en una sola expresión a la temperatura y la constante de reacción.
K = A e-Ea /RT…… (1)
Donde:
K: Constante cinética de la reacción para esa temperatura.
Ea: Energía de activación (cal/mol).
R: Constante del gas ideal (1,9872 cal K-1 mol-1; 8,3145 J K-1 mol-1)
A: Factor de frecuencia de colisión.
T: Temperaturaabsoluta [°K]
Para ser usada como modelo de regresión lineal entre las variables K y T − 1, esta ecuación puede ser reescrita como:
…… (2)
Si en base a la expresión anterior, se grafican las K contra los inversos de temperatura, se encuentra que la pendiente es igual a m= -Ea / R
Para el caso de la invertasa, la temperatura crítica arriba de la cual su inactivación comienza a serconsiderable 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.
Para los sistemas biológicos, el factor que más a menudo se usa para describir el aumento de la velocidad con la temperatura es el Q10°, que representa elnúmero de veces que aumenta la actividad enzimática por cada aumento de 10° en la temperatura de la reacción.
Q10 = velocidad de reacción a T + 10ºC …….. (3)
Velocidad de reacción a T

En el caso de enzimas, en rangos entre 20 y 40 °C se obtienen valores de Q10 cercanos a 2, lo que indica que la velocidad de reacción se duplica por cada 10 °C de...