1 MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS Devia M. Zherick A, Peña F. Flor D., Ramírez O. Jennifer, Serrano C. Rocío D., Virgüez P. Samuel A. Biología – Grupo II Docente: Girley C. Álvarez Universidad de la Amazonía Facultad de ciencias agropecuarias - Medicina Veterinaria y Zootecnia Florencia - Caquetá septiembre del 2024 2 Resumen Las enzimas son proteínas que se encargan de acelerar, ralentizar o modificar diferentes reacciones químicas, siempre que puedan ocurrir naturalmente. En pocas palabras, ayudan a que las reacciones en el cuerpo se den más rápido o con menos energía de la que normalmente se necesitaría. El almidón es uno de los carbohidratos más importantes. Está compuesto por muchas moléculas más pequeñas llamadas monosacáridos, específicamente amilosa y amilopectina. Estas dos partes pueden separarse cuando se calientan con agua. Las proteínas son moléculas esenciales que permiten el funcionamiento y la estructura de células, tejidos y órganos en el cuerpo. Palabras claves Almidón, bromelina, enzimas, proteína, ptialina, sustratos. . Introducción Las enzimas son catalizadores. “Las enzimas disminuyen la energía de activación de una reacción, es decir, la cantidad de energía necesaria para que ocurra una reacción. Logran esto al unirse a un sustrato y sostenerlo tal manera que permite que la reacción ocurra más eficientemente. Imagen modificada de OpenStax, CC BY 3.0. 3 La actividad enzimática puede verse afectada por diversos factores, como temperatura, pH y concentración. Las enzimas funcionan mejor dentro de rangos de temperatura y de pH específicos, y bajo condiciones que no son las óptimas una enzima puede perder su capacidad de unirse a un sustrato. • Temperatura: aumentar la temperatura generalmente acelera una reacción, y bajar la temperatura la hace más lenta. Sin embargo, temperaturas extremadamente altas pueden causar que una enzima pierda su forma (se desnaturalice) y deje de trabajar. • pH: cada enzima tiene un rango óptimo de pH. Cambiar el pH fuera de este rango hará más lenta la actividad de la enzima. Valores de pH extremos pueden causar la desnaturalización de la enzima. • Concentración de la enzima: aumentar la concentración de la enzima acelerará la reacción, siempre que se disponga de sustrato al cual unirse. Una vez que todo el sustrato esté adherido, la reacción deja de acelerarse, puesto que no hay algo a lo las enzimas adicionales se puedan unir. • Concentración del substrato: aumentar la concentración de sustrato también aumenta la velocidad de reacción hasta un cierto punto. Una vez que todas las enzimas se han adherido, cualquier aumento de sustrato no tendrá efecto alguno en la velocidad de reacción, ya que las enzimas disponibles estarán saturadas y trabajando a su máxima capacidad” Khan Academy. En esta práctica, vamos a observar cómo actúan las enzimas sobre el almidón y una proteína. Objetivos • • • Explicar cómo una enzima actúa de manera selectiva sobre un sustrato específico. Determinar cuál es el sustrato en una interacción entre enzima y sustrato. Detectar la presencia de almidón y proteínas a través de pruebas de laboratorio. Materiales 4 • Biológicos: 1 sobre de gelatina sin sabor que bebe ser entregado mínimo un dia antes de la práctica al auxiliar encargado, saliva, 10 ml de extracto de piña. • Reactivos: Solución de almidón, lugol, agua destilada. • Equipos: hornilla. • Vidriería: probeta de 10ml, beaker de 10ml, beaker de 250ml, agitador. • Otros: termómetro, 3 tubos de ensayo, papel absorbente, gradilla. Metodología Para llevar a cabo la práctica de Mecanismos de acción de las enzimas se realizaron 2 pruebas. Antes de las pruebas hay que preparar una lista de a) tubos de ensayo del 1 al 6, b) el sustrato – gelatina o almidón, c) la sustancia que se añade, d) los cambios. La primer prueba consiste que en un beaker se recoja la saliva de compañeros hasta completar 5 ml, en consecuencia añadir 5 ml de agua destilada a la saliva, por consiguiente, solicitar al profesor 3 tubos de ensayo, cada uno con 2 ml de gelatina solidificada, rolutar los tubos 1, 2 y 3, añadir 2 ml de solución de saliva al tubo 2, al tubo 3, añadir 3 ml de extracto de piña, tres minutos después, pique suavemente los tubos de ensayo con un agitador (limpiar el agitador cada vez que cambie de tubo, repetir dicha actividad a intervalos de 1 minuto hasta que se observen cambios. La segunda prueba consiste en tomar 3 tubos de ensayo y marcarlos como 4, 5 y 6, agregar 2 ml de solución de almidón en cada uno de los tubos, al tubo 4 agregue 2 gotas de Lugol, al tubo 5 añadir 2 ml de solución de saliva y al tubo 6 añadir 3 ml de extracto de piña, todos los tubos hay que mezclarlos cuidando de limpiar el agitador cada vez que se pasa a otro tubo, por consiguiente, calentar los tubos al baño maría (los tubos dentro de un beaker con agua) a 37°C, diez minutos después agregar 2 gotas de Lugol en el tubo 5 y 6, por ultimo registrar los cambios en la tabla y analizar los resultados. 5 Resultados • Actividad enzimática sobre proteínas Procedimiento Antes de las pruebas hay que preparar una lista de a) tubos de ensayo del 1 al 6 b) el sustrato – gelatina o almidón c) la sustancia que se añade . La primer prueba consiste que en un beaker se recoja la saliva de compañeros hasta completar 5 ml, en consecuencia añadir 5 ml de agua destilada a la saliva Muestra 6 Por consiguiente, solicitar al profesor 3 tubos de ensayo, cada uno con 2 ml de gelatina solidificada y rolutar los tubos 1, 2 y3 Al tubo 1 dejar igual, pero añadir 2 ml de solución de saliva al tubo 2 y al tubo 3, añadir 3 ml de extracto de piña Tres minutos después, pique suavemente los tubos de ensayo con un agitador (limpiar el agitador cada vez que cambie de tubo, repetir dicha actividad a intervalos de 1 minuto hasta que se observen cambios. 7 Resultados Al agregarle 2 ml de solución de saliva a los 2 ml de gelatina solidificada, podemos observar, como de alguna manera se disuelve, aunque de forma lenta, a lo contrario de a la hora de agregar piña, se puede observar que se disuelve de una forma más uniforme y rápida, esto se da gracias a la mayor concentración de enzimas en la solución. SUSTRATO Gelatina Almidon TUBO No. 1 2 3 2ml 2ml 2ml SUSTANCIAS CON ENZIMAS extrato de Saliva piña REACTIVO Benedict Lugol No presento cambios Densa y viscosa Se mezcló y se puso liquida 2ml 2ml • Actividad enzimática sobre almidones Procedimiento CAMBIOS Muestra 8 Tomar 3 tubos de ensayo y marcarlos como 4, 5 y 6 y agregar 2 ml de solución de almidón en cada uno de los tubos Al tubo 4 agregue 2 gotas de Lugol, al tubo 5 añadir 2 ml de solución de saliva y al tubo 6 añadir 3 ml de extracto de piña, todos los tubos hay que mezclarlos cuidando de limpiar el agitador cada vez que se pasa a otro tubo Por consiguiente, calentar los tubos al baño maría (los tubos dentro de un beaker con agua) a 37°C 9 Diez minutos después agregar 2 gotas de Lugol en el tubo 5 y 6 Por último, registrar los cambios en la tabla y analizar los resultados. Resultados Una vez concluida esta practica podemos observar y tener certeza de la eficacia de las enzimas sobre el almidón, y el papel fundamental que cumplen estas en los alimentos. 10 SUSTRATO Gelatina Almidon TUBO No. 4 2ml 5 2ml 6 2ml SUSTANCIAS CON ENZIMAS extrato de Saliva piña REACTIVO Benedict Lugol 2 Gotas 2ml 2 Gotas 2ml 2 Gotas CAMBIOS Pigmento azul obscuro Se dispersa haciendo irreconosible el lugol Se dispersa haciendo irreconosible el lugol Discusión de resultados Los resultados obtenidos de esta práctica son los siguientes: • - Actividad enzimática sobre proteínas Al agregar saliva que actúa como una enzima natural del cuerpo, a la gelatina sólida, podemos evidenciar cambios evidentes, como lo es la disolución más moléculas de estas, que aunque no afecta de manera directa en coloración, si podemos decir que lo que esta hace es dispersar esta, hasta separar las moléculas de proteína que luego son absorbidas de manera fácil por el cuerpo, ya que, "Las enzimas actúan sobre las proteínas catalizando su descomposición en aminoácidos, facilitando su digestión y absorción." Según James B. Sumner, y a la hora de agregar, el extracto de piña, podemos observar que se disuelve de igual menara, pero con la diferencia de que se hace de una manera más rápida, pero sin cambiar su propicito inicial que es la separación de las moléculas de proteína. • - Actividad enzimática sobre almidones En este experimentó, el papel clave del Lugol, es identificar las moléculas de almidón, por lo que podemos observar, ya que; "La solución de Lugol reacciona con 11 el almidón formando un complejo de color azul oscuro, lo que permite su identificación en muestras biológicas." Según Louis Jacques Thénard, que en las mezclas ay una diferencia significativa, ya que en la mezcla de Lugol más los almidones, se torna de un azul profundo su coloración, ya que el lugar es un químico especial para detectar la presencia de almidón en los alimento, pero al agregarlo a las mezcla de saliva más almidón, y extracto de piña más almidón, el papel fundamental del Lugol es insuficiente para encontrar moléculas de almidón, gracias al trabajo de las enzimas, el cual es separar estas moléculas de forma que dejan de ser almidón, y pasan a ser los componentes de este por separado, su único efecto un poco notable, en el la mezcla de almidón más extracto de piña, ya que este lo que hace desteñir el color natural del extracto de la piña. Conclusión Gracias a la experimentación con las enzimas, podemos tener como resultado concreto que estas, son fundamentales para el buen funcionamiento en nuestros cuerpos, ya que estas son las en cargadas de ayudar son la disolución completa de los alimentos, facilitándole al cuerpo la absorción de los nutrientes importantes de los alimentos, ya que, al actuar como disolvente, lo que hacen es separar las moléculas, hasta dejar los nutrientes necesarios, en moléculas de fácil absorción, para el cuerpo. Cuestionario 1. El color observado en el tubo 4 indica la presencia de almidón, ¿de los tubos 5 y 6 cuál no muestra la presencia de almidón? 12 2. ¿En cuál de los tubos con gelatina, es la superficie distinta a la de la gelatina del tubo 1? 3. ¿Cuál sería la fuente de la enzima que reacciona con el almidón y cuál la de la proteína? 4. Identifique los sustratos usados en esta práctica. 5. ¿Cómo muestra esta actividad los efectos de las enzimas sobre los sustratos? Solución Cuestionario 1. Respuesta: El color azul intenso, es muestra de presencia de almidón, ya que el Lugol se torna de este color gracias a su efecto inmediato, en los otros tubos no se tiñen de este color, ya que las enzimas de la saliva y el extracto de piña dispersan las moléculas de almidón, haciéndolas indetectables por el Lugol. 2. Respuesta: Los tubos a los que se les agrego las enzimas de saliva y extracto de piña, ya que estas hacen cambiar la textura de la gelatina. 3. Respuesta: La enzima que reacción con el almidón es la amilasa y la que reacciona sobre la proteína es la proteasa. 4. Respuesta: 13 Los sustratos usados en esta práctica fueron: gelatina solidificada y la solución de almidón, que estaba presente en los tubos de ensayo. 5. Respuesta: Nos muestra como las enzimas, son tan esénciales, a la hora de consumir alimentos, ya que estas son las que nos ayuda a disolver las moléculas de los alimentos, para que sea más fácil la absorción de nutrientes esenciales para el cuerpo. 14 Bibliografías • Khan Academy https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cellular-energetics/environmental-impacts-onenzyme-function/a/hs-enzymes-review • Enciclopedia concepto https://concepto.de/enzimas/ • Infobiología https://www.infobiologia.net/2018/07/almidon-concepto-sintesis-aplicaciones-tipos.html • MedlinePlus https://medlineplus.gov/spanish/genetica/entender/comofuncionangenes/proteina/#:~:text=Realiz an%20la%20mayor%20parte%20del,entre%20s%C3%AD%20en%20largas%20cadenas. • Louis Jacques Thénard Prueba de yodo: descripción, principio, procedimiento e interpretación de resultados BIOCHEMINSIDER • James B. Sumner. Catalysing chemical reactions with enzymes — Science Learning Hub
