Manual de enzimologia

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE COAHUILA
ESCUELA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

APUNTES DE LA MATERIA ENZIMOLOGIA INDUSTRIAL

DRA. ERIKA FLORES LOYOLA

TORREÓN, COAH.

2009

Índice Unidad I.- Introducción a la enzimología I.1. Enzimas clásicas I.2. Enzimas sintéticas I.3. Coenzimas I.4. Clasificación I.5. Nomenclatura I.6. Cofactores I.7. Regulación enzimática I.8. Organización estructural de lasenzimas I.9. Fuentes de obtención de enzimas

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11 Unidad II.- Principios de enzimología II.1. Bioenergética 11 II.2. Actividad enzimática 12 II.3. Cinética química 15 II.3.1. Conceptos generales 17 II.3.2. Efecto de la Temperatura y presión en la velocidad de una reacción II.3.3. Determinación experimental del orden de reacción y de la constante de velocidad 19 II.4.Reacción enzimática 21 22 II.5. Factores que afectan el comportamiento cinético de las enzimas II.6. Ecuaciones de velocidad enzimática 25 II.7. Rendimiento enzimático 26 Unidad III.- Catálisis e inhibición enzimática III.1. Sitio activo y especificidad enzimática III.2. Interacciones enzima-sustrato III.3. Grupos esenciales en la catálisis III.4. Mecanismos de acción enzimática III.5. Reaccionescatalizadas por enzimas III.6. Inhibidores reversibles III.7. Inhibición competitiva III.8. Inhibición no competitiva III.9. Inhibición por producto III.10. Inhibición por exceso de sustrato Unidad IV.- Enzimas de importancia industrial IV.1. Celulasas IV.2. Hemicelulasas IV.3. Pectinasas IV.4. Proteasas IV.5. Lipasas IV.6. Detergentes enzimáticos IV.7. Lactato deshidrogenasa IV.8. Ribozimas IV.9. Otrasenzimas 27 27 28 28 29 29 31 33 33 33 33 34 37 40 40 41 43 45 49 50 51

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Unidad V.- Inmovilización de enzimas V.1. Técnicas de inmovilización de enzimas V.2. Comportamiento cinético de las enzimas inmovilizadas V.3. Tipos de soportes V.4. Selección del método de inmovilización V.5. Reacciones en dos fases V.6. Estabilidad de las enzimas inmovilizadas V.7. Reactores enzimáticos V.8.Escalamiento de procesos Unidad VI.- Utilización de enzimas en procesos VI.1. Producción enzimática de alcohol, vinos y cerveza industriales VI.2. Isomerización de la glucosa VI.3. Jarabes de azúcar VI.4. Edulcorantes VI.5. Lácteos VI.6. Producción de detergentes VI.7. Producción de antibióticos VI.8. Otras aplicaciones de la enzima VI.9. Aspectos económicos de la utilización de enzimas Unidad VII.-Producción, extracción y purificación de enzimas a gran escala VII.1. Producción de enzimas a gran escala VII.2. Aplicación de la ingeniería genética para la producción de enzimas VII.3. Separación de enzimas en base a su tamaño, carga y afinidad VII.4. Extracción por métodos químicos VII.5. Extracción por métodos físicos VII.6. Métodos de aislamiento y purificación VII.7. Caracterización de enzimasVII.8. Criterios de pureza, conservación y manipulación BIBLIOGRAFÍA

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Unidad I.- Introducción a la enzimología 1.1. Enzimas clásicas Las enzimas son moléculas de proteínas de alto peso molecular que tienen la capacidad de facilitar y acelerar las reacciones químicas que tienen lugar en los tejidosvivos. Las enzimas no reaccionan químicamente con las sustancias sobre las que actúan, ni alteran el equilibrio de la reacción, solamente aumentan la velocidad con que estas se producen, actuando como catalizadores. Las sustancias sobre las que actúan las enzimas se denominan sustrato. Las proteínas enzimáticas presentan dos regiones o sitios importantes, uno de ellos reconoce y liga al sustrato (sitiode reconocimiento) y el otro cataliza la reacción (sitio catalítico) toda vez que el sustrato se ha unido. Estos dos sitios están adyacentes uno al otro en la forma activa de la enzima y en ocasiones, el sitio catalítico es parte del de reconocimiento, estas dos regiones en conjunto reciben el nombre de centro activo. Uno de los modelos más aceptados para explicar el mecanismo de acción de las...