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• Camilo Cuartas Quintero

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PRÁCTICA LABORATORIO

Tema: Actividad enzimática. Objetivos •

Identificar como actúa la enzima catalasa manipulando la cantidad de sustrato.

•

Medir la expulsión de gas total después de que la reacción finalice.

Variables •

Cantidad de sustrato manipulado para los tres intentos

•

Tiempo

•

Reacción de la catalasa

Fundamento teórico Enzimas Las enzimas son proteínas globulares que actúan como biocatalizadores, cuya función es acelerar la velocidad de las reacciones químicas que se producen en el organismo y que son necesarias para mantener su actividad biológica, lo cual realizan al disminuir la energía de activación. Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de la reacción. Las reacciones catalizadas por enzimas ocurren en velocidades 1010 a 1014 veces más rápidas que las no catalizadas. (Scribd.2017)

Catalasa La catalasa es una enzima antioxidante común que es producida naturalmente en casi todos los organismos vivos. Las reacciones en la catálisis son importantes para la vida; ayudan a descomponer el peróxido de hidrogeno-un agente oxidante poderoso y dañino-en oxígeno y agua, previniendo la acumulación de burbujas de dióxido de carbono en la sangre. La catalasa es una enzima muy potente: una molécula de catalasa puede descomponer millones de moléculas de peróxido de hidrogeno en oxígeno y agua. También usa el peróxido de hidrogeno para oxidar las toxinas potencialmente dañinas del cuerpo, como el formaldehido, el ácido fórmico, alcohol y fenol. (Scribd.2017)

Metodología En este trabajo se intenta reflejar como la cantidad de sustrato es un factor que acelera la actividad enzimática de la catalasa y tener en cuenta que a mayor cantidad de sustrato mayor cantidad de oxigeno es liberado. Teniendo en cuenta que la catalasa se encuentra en la célula de los tejidos animales donde la función de esta es necesaria en el metabolismo celular ya que durante dicho proceso se forma una molécula toxica que es el peróxido de hidrogeno(H2O2), la catalasa se encarga de descomponerlo en agua y en oxígeno, y esta es la forma en que soluciona el problema. En esta practica se intenta recrear ese medio en el que, durante el metabolismo celular de algunos alimentos (hígado de pollo) debido a que este tiene una gran cantidad de antioxidantes los cuales se forman por el peróxido de hidrogeno (H2O2). Se harán 3 intentos por cada medida (5ml-10ml-15ml).

Materiales •

Soporte universal

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Pinza nuez

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1 Erlenmeyer con desprendimiento lateral

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2 probetas

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Vidrio reloj

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Balanza electrónica

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Pipeta graduada

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Pipeteador

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Tapón

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Manguera

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Peróxido de hidrogeno

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Hígado de pollo

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Recipiente hondo

¿Cómo hacer el montaje? (Figura 1.) (figura 1.1) Introducir la manguera al desprendimiento lateral del Erlenmeyer. Sujetar la pinza nuez al soporte universal. Aparte llenar el recipiente un poco mas de la mitad y la probeta completamente con agua. Girar la probeta 180° sin derramar agua de lo contrario aparecerán burbujas y afectara la medición del gas, haciendo que la abertura quede dentro del recipiente sumergida unos pocos centímetros, y fijarla con la pinza nuez.

El extremo libre de la manguera introducirlo en la probeta. Así queda por terminado el montaje y listo para ser utilizado.

Figura1.

Figura 1.1

Procedimiento 1. En el Erlenmeyer de desprendimiento lateral se debe introducir un trozo de hígado de pollo (0.6 g). 2.

Verter el peróxido de hidrogeno (5 ml-10ml-15ml) en el Erlenmeyer y posteriormente ponerle el tapón e inmediatamente activar el cronometro con secuencias de 1 minuto por cada intento.

3. Observar la reacción y al completarse el minuto retirar la manguera de la probeta. Posteriormente medir el desplazamiento del agua que se encontraba en la probeta y este valor será la cantidad de O2 producto de la reacción. 4. Repetir el proceso tres veces por cada volumen de H2O2, en cada repetición lavar el Erlenmeyer para eliminar residuos de peróxido de hidrogeno ya que este puede reaccionar con la nueva muestra de hígado y afectar los resultados.

Ejemplo de la reacción: figura 1.3

Figura 1.2

Tabulación de resultados Cantidad de Desplazamiento Grafica 1 Primer intento

segundo intento

Tercer intento

sustrato (ml)

de oxigeno (ml)

5

55

5

27

5

19

5

15

10

26

10

24

10

25

15

7

15

32

15

32

15

33

*NOTA: Recordar el peso del hígado (0.6 g) Cada intento dura 1 minuto.

Análisis y limitaciones •

Numero de intentos: para cualquier practica que arroje resultados se recomienda un mínimo de 3 intentos, ya que por medio de estos podemos observar la diferencia y sacar promedio de los datos. Al observar la tabla (grafica 1) identificamos que en el primer y tercer intento hay un ensayo de más, hicimos esto debido a que sus resultados arrojaron valores fuera del rango esperado.

•

Promedio de datos:

Cantidad de sustrato 5 ml

Promedio (incluyendo todos los datos) 29 ml

10 ml

25 ml

15 ml

26 ml Grafica 2

cantidad

de promedio

sustrato

cercanos)

5 ml

20,33 ml

10 ml

25 ml

15 ml

32,33 ml Grafica 2.1

(datos

•

¿Por qué se da la reacción de la catalasa? El peróxido de hidrógeno es uno de los productos del metabolismo celular en diversos organismos, pero tiene gran potencial de toxicidad. La Catalasa es una enzima presente en muchos tipos de células. Su función es proteger a las células del efecto tóxico del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada).

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¿Por qué usamos un lapso de 1 minuto? Para que el sustrato reaccione en su totalidad con la enzima, siendo el reactivo limitante el número de enzimas, debemos esperar mucho tiempo debido a que se llega a un punto donde la cantidad de sustrato y de enzimas es igual haciendo que la reacción sea constante y que a pesar de que agreguemos mas sustrato la actividad enzimática no se alterara.

Preguntas

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¿Qué puede inhibir la actividad enzimática de la catalasa? La actividad de la CAT puede ser inhibida por el cianuro, el plomo, el sulfuro, la hidroxilamina, el paracetamol, la bleomicina, la adriamicina, la benzidina y el paraquat (Céspedes et al., 1996).

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En Colombia por consecuencia de la guerra, minería ilegal y atentados contra los recursos naturales muchas personas se ven obligadas a tomar agua con altos niveles de contaminación por plomo y cianuro. Sabiendo que estos elementos inhiben la actividad enzimática de la catalasa, nos preguntamos ¿Qué riesgo corren estas personas? La catalasa tiene uno de los índices de balance más grandes comparados con las de las otras enzimas. En otras palabras, una enzima catalasa puede transformar 40 millones de moléculas de peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno en tan solo un segundo. De hecho, la enzima catalasa sirve para ayudar nuestras células, contrarrestando y equilibrando la fabricación continua de peróxido de hidrógeno. Debido a sus innegables, poderosas y demostradas propiedades antioxidantes, la catalasa favorece los procesos de los órganos y el organismo. Asimismo, de fungir como súper antioxidantes, la catalasa también tiene la habilidad de utilizar el peróxido de hidrógeno para oxidar toxinas incluyendo el metanol, etanol, ácido fórmico, formaldehido, y nitrito. Esta actividad dual la convierte en una enzima celular crucial. (Dr. Edward F. G., 2011)

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La enzima catalasa al ser antioxidante puede catalizar la conversión de peróxido de hidróxido en agua y oxígeno, pero ¿Qué otras funciones pueden tener dicha enzima? *Posibles Efectos Anti-Envejecimiento y Anti-Degenerativos La catalasa hoy por hoy se estudia por sus aplicaciones al extender la vida y la vitalidad. Científicos de la Universidad de Washington en Seattle realizaron unas pruebas de laboratorio con ratas y el aumento natural de catalasa en sus cuerpos. Al

suplementar con más catalasa, la vida de estas ratas de laboratorio aumentó aproximadamente en un 20%. Esto equivale a cerca de 25 años en los humanos. (Dr. Edward F. G., 2011)

*La Catalasa Puede Prolongar la Vida El Dr. David Sinclair de la Escuela de Medicina de Harvard declaró en The Scientist Magazine que hay un vínculo directo entre la enzima catalasa, el daño de radicales libres y aumentar nuestra vida. Esto además sugiere que la enzima catalasa puede servir para evadir las enfermedades degenerativas. De manera similar, estudios realizados en Rusia y España de igual forma muestran una similitud entre estos tipos de enzimas y la prolongación de la vida. En 2005, científicos españoles descubrieron que dosis muy elevadas de polifenoles de manzana impulsaron la expresión de genes de la catalasa natural que hay en el cuerpo. Estudios de China sobre el polifenol de las manzanas confirmaron que significativamente aumenta la catalasa. (Dr. Edward F. G., 2011)

*Ayuda a Evitar Daños al ADN Un estudio del 2006 del Instituto de Citología y Genética determinó que el estrés oxidante, la recolección de proteína y el daño al ADN podrían reducirse en presencia de enzimas antioxidantes, incluyendo la catalasa y el glutatión que se encuentran en los extractos de citosol y de la mitocondria de las células del hígado de las ratas. Este estudio asimismo descubrió que los suplementos dietéticos incrementan la actividad de la catalasa en la mitocondria del hígado de las ratas

produciendo una menor disfunción mitocondrial y disminuyendo el proceso de degeneración en dichos animales. (Dr. Edward F. G., 2011)

Discusión y conclusión •

A pesar de que hay dos resultados (grafica 1) que tienen un porcentaje de diferencia muy marcado respecto a los otros, podemos observar que se cumple que a mayor cantidad de sustrato mayor liberación de oxigeno se presenta.

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La actividad enzimática se presentó como esperaba, excepto en dos datos (grafica 1) (55 ml y 7 ml), creemos que estos resultados se dieron por:

*55 ml: al ser el primer dato tomado, deducimos que se dio por que los productos que usamos (peróxido de hidrogeno e hígado de pollo) estaban nuevos o era primera vez que se usaban y eran expuestos al ambiente. *7 ml: podemos decir que este resultado se debe a un error casual ya que pudo ser por alguna variación en las condiciones del experimento o por un descuido.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Nathaniel Altman. (1995). terapias de oxígeno. Mexico: lasser press Mexican S.A de C.V... PAGINAS WEB UTILIZADAS ▪

https://es.scribd.com/document/360649527/Trabajo-practico-de-Biologia-NM-3Experimentos-enzimaticos

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https://www.academia.edu/17011508/Catalasa

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https://www.globalhealingcenter.net/salud-natural/catalasa.html

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https://www.researchgate.net/publication/322337338_OBTENCION_DE_EXTRAC TOS_DE_LAS_ENZIMAS_GLUCOSA_OXIDASA_Y_CATALASA_A_PARTIR_DEL _CULTIVO_DEL_Aspergillus_niger_Y_SU_POTENCIAL_COMO_ADITIVO_PAR A_LA_CONSERVACION_DE_ALIMENTOS