laboratorio virtual: factores que afectan a la actividad enzimática

8/14/2019 Laboratorio Virtual: Factores que afectan a la actividad enzimtica.

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ENSAYOS BIOTECNOLGICOSLACC2 Realizado por: Rosa Lpez Villar

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Laboratorio Virtual: Factores que afectan a la

actividad enzimtica

1. HIPTESIS DE TRABAJO.

1.1. INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIN DE SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN:

Considerando que el enzima y el sustrato reaccionan mol a mol, podemos predecir que a

mayor concentracin de sustrato, mayor ser la velocidad de reaccin (mayor cantidad de

producto se generar) hasta que el enzima llegue a su punto de saturacin en el cual no podr

catalizar ms por mucho sustrato que se le aada. Si esto es cierto, la velocidad de reaccin se

mantendr constante por mucha cantidad de sustrato que se aada a partir de ese punto de

saturacin.

1.2. INFLUENCIA DEL pH SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN: Sabiendo que existe un pH

ptimo en el que las enzimas catalizan a su mximo rendimiento, podemos predecir que

mientras la reaccin transcurra en un rango de pH prximo a dicho pH ptimo, esta ir

aumentando su velocidad. Si esto es cierto, por el contrario, a medida que el pH del medio se

aleje de tal ptimo de pH, la velocidad de reaccin se ver disminuda.

2. PROTOCOLO EMPLEADO.

2.1. INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIN DE SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN:

Para comprobar la influencia de la concentracin de sustrato sobre la velocidad de reaccin, se

considera un pH y una cantidad de enzima constantes.

La experiencia se realiza en 5 tubos de ensayo (todos ellos en las mismas condiciones de pH y

cantidad de enzima) y a cada uno de los cuales se le aade una cantidad de sustrato

determinada (0.5, 1.0, 2.0, 4.0 y 8.0 g, respectivamente).

2.2. INFLUENCIA DEL pH SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN: Para comprobar la influencia del

pH sobre la velocidad de reaccin, se mantienen constantes la cantidad de sustrato y la

cantidad de enzima. Si realizamos en primer lugar la experiencia 1 (Influencia de la

concentracin de sustrato) nos permitir conocer cul es la concentracin ptima en la que se

consigue la velocidad mxima de la reaccin (el mayor rendimiento de la misma), y se puede

utilizar esa cantidad de sustrato directamente (4.0 g).

La experiencia se realiza empleando 5 tubos de ensayo, cada uno de los cuales con un

determinado pH (3, 5, 7, 9 y 11, respectivamente), y se le aade a todos ellos la misma

cantidad de sustrato y de enzima.


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3. RESULTADOS EXPRESADOS GRFICAMENTE.


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4. DESCRIPCIN DE LA RELACIN ENTRE LA CONCENTRACIN DE SUSTRATO Y LA VELOCIDAD

INICIAL DE UNA REACCIN CATALIZADA ENZIMTICAMENTE.

Esta cuestin es explicada segn la ecuacin de Michaelis y Menten:

En este esquema, k1, k2y k3son las constantes cinticas individuales de cada proceso. Segn

esto, podemos afirmar que:

v1= k1[E] [S]

v2= k2[ES]

v3= k3[ES]

Cuando [S]0es pequea, la velocidad inicial es directamente proporcional a la concentracin

de sustrato (relacin lineal). A altas [S]0, el enzima se encuentra saturado por el sustrato, y la

velocidad ya no depende de [S]0. En este punto, la velocidad es mxima (Vmax).

5. CUL ES LA VELOCIDAD MXIMA PARA ESTE ENZIMA A pH 7? PODRAMOS OBTENER UNVALOR MAYOR? CMO PODRAS COMPROBARLO?

Atendiendo a los resultados obtenidos, la velocidad mxima para este enzima a pH=7 se dara

para concentraciones de sustrato del orden de 4,0 g; a partir de esa cantidad el enzima estara

saturado y no podra aumentarse ms la velocidad de la reaccin. Entonces, la velocidad

mxima sera del orden de 350 molculas de producto por minuto.

Esto se verificara aadiendo una mayor concentracin de sustrato ([S]>4,0 g), observndose

que la velocidad de la reaccin se mantiene.

6. EXPLICACIN DEL POR QU LA VELOCIDAD MXIMA DE REACCIN NO SE PUEDE

ALCANZAR PARA VALORES BAJOS DE [S]0.

A concentraciones bajas de sustrato, tal y como se ha comentado en el punto 4, existe enzima

libre suficiente como para catalizar el sustrato de un modo gradual proporcional, por lo que al

haber poca cantidad de sustrato se formar poca cantidad de producto. Existe una

concentracin ptima de sustrato que permite alcanzar el mayor rendimiento de una reaccin

sin saturar el enzima.

[E]=Concentracin de Enzima

[S]=Concentracin de Sustrato

[ES]=Complejo Enzima-Sustrato

v=Velocidad de la reaccin


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7. QU INDICA LA FORMA DE CADA CURVA EN EL GRFICO DEL NIVEL DE pH? QU

INDICAN LOS DATOS SOBRE EL NIVEL DE pH IDEAL PARA ESTA REACCIN ENZIMTICA? QU

PASA CUANDO EL VALOR VA POR DEBAJO O POR ENCIMA DEL pH PTIMO?

La forma de cada curva indica la existencia de un pH ptimo en el que la velocidad de la

reaccin catalizada por dicha enzima es mxima. Por encima o por debajo de ese pH ptimo

disminuir el rendimiento de la reaccin, produciendo menor [producto].

8. LAS ENZIMAS FUNCIONAN DE UN MODO MS EFICIENTE A UNA TEMPERATURA DE UNA

CLULA TPICA, SUPONGAMOS QUE ES CERCA DE 37C. LOS AUMENTOS O DISMINUCIONES

DE TEMPERATURA RESPECTO DE ESE VALOR PUEDEN REDUCIR SIGNIFICATIVAMENTE LA

VELOCIDAD DE LA REACCIN. TRATA DE RELACIONAR ESTO CON EL FENMENO DE LA FIEBRE

EN LOS ANIMALES HOMEOTERMOS (COMO NOSOTROS MISMOS).

Cuando tenemos fiebre implica que existe un aumento de la temperatura corporal debido a

que el sistema de defensa del organismo ha detectado un agente extrao potencialmente

daino. La fiebre es la primera barrera de defensa en los animales homeotermos, debido a que

a temperaturas elevadas se debilitan las enzimas del agente infeccioso (en el caso de

microorganismos o parsitos), pero al mismo tiempo tambin afecta a las protenas y enzimas

del propio organismo (las desnaturaliza haciendo que pierdan su funcionalidad). Esa sensacin

de malestar, por tanto, no slo es debida al agente infeccioso en s, sino que tambin se debe

a que el organismo se centra casi exclusivamente en la detoxificacin de tal agente nocivo,

descuidando el resto de procesos biolgicos.

9. FUERON LAS HIPTESIS PLANTEADAS RECHAZADAS?

No. Mediante el ensayo experimental se verific el cumplimiento de las dos hiptesis

planteadas:

- INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIN DE SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN: A

mayor concentracin de sustrato, mayor es la velocidad de reaccin (mayor cantidad de

producto se genera) hasta que el enzima llega a su punto de saturacin en el cual no puede

catalizar ms por mucho sustrato que se le aada; en ese punto, la velocidad de reaccin se

mantiene constante.

- INFLUENCIA DEL pH SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIN: Existe un pH ptimo en el que las

enzimas catalizan a su mximo rendimiento. De este modo, mientras la reaccin transcurre en

un rango de pH prximo a dicho pH ptimo, su velocidad va aumentando. Por el contrario, a

medida que el pH del medio se aleja de tal ptimo de pH, la velocidad de reaccin se ve

disminuida.

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