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• MARTIN GARCIA

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD UNIDAD IZTAPALAPA Licenciatura en Ingeniería Bioquímica Industrial. UEA: Laboratorio Integral de Ingeniería Bioquímica. Dra. Anne –Claire Texier Trimestre lectivo: 18-P.

Práctica 3. Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática. Integrantes Equipo 3: Blancas Ayora Tabatta Nahomi Carrillo Martínez Uriel Escudero Garrido Gina Shecid Garcia Benítez José Martín Villegas González Juana

INTRODUCCIÓN Si a una reacción enzimática se le aumenta la temperatura, aumenta la energía cinética de las partículas. El aumento en la movilidad de estas moléculas produce un aumento en el número de colisiones, aumentando la velocidad de la transformación. Si la temperatura continúa aumentando, se comienzan a romper algunas uniones intermoleculares responsables de la conformación de la enzima y, así, comienza a disminuir paulatinamente su actividad. Si la temperatura es excesiva, la enzima se desnaturaliza perdiendo totalmente sus propiedades catalíticas. Un estudio del efecto de la temperatura sobre la cinética enzimática requiere previamente una comprobación acerca de la estabilidad enzimática en el rango de temperatura que se vaya a estudiar. El efecto de la desnaturalización térmica se puede subsanar, pre incubando la enzima a las diferentes temperaturas en estudio durante un periodo de tiempo. La actividad enzimática es fuertemente dependiente de la temperatura, La velocidad a la que se observa un valor máximo de velocidad se le conoce como temperatura óptima; cuando la temperatura llega a cierto valor, la enzima empieza a desnaturalizarse y la velocidad de la reacción comienza a disminuir. Cada enzima presenta un comportamiento diferente a un aumento o disminución de temperatura, pero un incremento o disminución en ella afectará la velocidad de reacción de la enzima. Los cambios de las temperaturas afectan: la estabilidad de las enzimas, cambios de ionización de grupos en el sistema, pH del medio, actividad de las enzimas por sus activadores e inhibidores, reacciones de competencia, afinidad de la enzima por el sustrato, entre otros.

Figura 1.Representacion grafica de velocidad de reacción a diferentes temperaturas. Otro parámetro que se utiliza para cuantificar el efecto de la temperatura es el coeficiente de temperatura (Q10), que se define, para una temperatura dada,

como el factor de incremento de la velocidad de reacción cuando la temperatura se incrementa 10°C.

OBJETIVOS Objetivo general: Que el alumno evalué el efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática de la invertasa empleando los resultados obtenidos en la practica 2. Objetivos específicos :  Conocer el método que ajusta mejor a los datos con cada una de las temperaturas.

METODOLOGIA Se recopilaron todos los resultados de cada equipo, de la práctica anterior (2),para todas las temperaturas ensayadas.

Se discutió acerca de la diferencia de los valores de los parámetros cinéticos al ser calculados a diferentes temperaturas.

A partir de la ecuación de Arrhenius, se calculó la energía de activación, Q10 y se compararon los resultados con los valores reportados en la literatura

Se discutió acerca de la diferencia de los valores de los parámetros cinéticos al ser calculados a diferentes temperaturas.

Se realizo una gráfica de la actividad enzimática vs la concentración de sustrato a todas las temperaturas. Calculando Vmax, Km por el método diferencial conveniente.

Se realizo una gráfica de Vmax vs temperatura de incubación, señalando la temperatura óptima encontrada y además se comparó con la reportada en la literatura.

RESULTADOS Para la realización de esta práctica, se recopilaron los diferentes resultados obtenidos de todos los equipos para las diferentes temperaturas utilizadas; se compararon los parámetros cinéticos de las tablas realizadas en la práctica anterior, además se presentarán los resultados en tablas de cada uno de los diferentes resultados de cada equipo. Todos datos que se obtienen y que se muestran en las tablas se calcularon de igual manera que en la práctica anterior. En las siguientes tablas se muestra como al aumentar la concentración de sustrato también se ve afectada la densidad óptica, la concentración del azúcar reductor y la actividad específica, además de que observamos que aumenta gradualmente. Como primer lugar tenemos para una temperatura de 30°C. Tabla 1. Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarasa a T=30°C y actividad específica (UIEI).

Sacarosa (g/L)

DO

Promedio

DO1

DO2

S1 S2

1 5

0,159 0,284

0,132 0,247

0,1455 Sin diluir 0,2655 Sin diluir

379,8 2,1081963 619,8 3,4403899

1,05409816 1,720194944

S3

10

0,354

0,361

0,3575 Sin diluir

803,8 4,4617383

2,230869145

S4 S5 S6 S7 S8

20 30 40 50 70

0,507 0,801 0,952 0,835 0,84

0,505 0,882 0,993 0,87 0,863

0,506 Sin diluir 0,8415 1:2 0,9725 1:2 0,8525 1:2 0,8515 1:2

Concentración Concentración de de sacarosa sacarosa (mmol/L) inicial (g/L) 1 5 10 20 30 40 50 70

2,921413964 14,60706982 29,21413964 58,42827929 87,64241893 116,8565586 146,0706982 204,4989775

Dilución

Az. Reduc. (mg/L)

1100,8 3543,6 4067,6 3587,6 3583,6

Az. Reduc. (mmol/L)

6,1103278 19,669838 22,578461 19,914074 19,89187

Sacarosa hidrolizada (mmol/L)

3,055163915 9,834919014 11,28923033 9,957036757 9,945935144

Sacarosa hidrolizada (mg/L)

Sacarosa final

sustrato consumido (%)

0,3608178 0,588822729 0,763626508 1,045782608 3,366492778 3,86430354 3,408293682 3,4044936

0,6391822 4,41117727 9,23637349 18,9542174 26,6335072 36,1356965 46,5917063 66,5955064

36,08178 11,7764546 7,63626508 5,22891304 11,2216426 9,66075885 6,81658736 4,86356229

Concentración de sacarosa (mmol/L)

Velocidad de reacción (UIEI) 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. [ ] 𝒎𝒈 𝒑𝒓𝒐𝒕 ∗ 𝒎𝒊𝒏

1,867315804 12,88687488 26,9832705 55,37311537 77,80749992 105,5673282 136,1136615 194,5530424

0,00421656 0,00688106 0,00892383 0,01222114 0,03934125 0,04515873 0,03982974 0,03978533

Concentración de sustrato (mmol/L)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

Vel. Hidrolisis (UII) 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑠𝑎𝑐. ℎ𝑖𝑑𝑟. [ ] 𝐿 ∗ 𝑚𝑖𝑛

Vel. Hidrolisis (UIEI) 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑠𝑎𝑐. ℎ𝑖𝑑𝑟. [ ] 𝑚𝑔 𝑝𝑟𝑜𝑡 ∗ 𝑚𝑖𝑛

0,070273211 0,11467966 0,14872461 0,20367759 0,655661268 0,75261536 0,66380245 0,66306234

0,004216561 0,00688106 0,00892383 0,01222114 0,03934125 0,04515873 0,03982974 0,03978533

Tabla 2. Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarasa a T=40°C y actividad específica (UIEI).

Sacarosa (g/l)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

1 5 10 20 30 40 50 70

[Sacarosa] 0 (g/L) 1 5 10 20 30 40 50 70

DO DO1

DO2

0.145 0.292 0.046 0.017 0.111 0.021 0.052 0.185

0.1575 0.292 0.0465 0.021 0.1125 0.0735 0.097 0.2045

[Sacarosa ] (mmol/L) 2.921 14.607 29.214 58.428 87.642 116.856 146.070 204.498

DO prom

Dilución

Az. Red. (mg/l)

Az. Red. (mmol/l)

0.17 0.292 0.047 0.025 0.114 0.126 0.142 0.224

01:01 01:05 01:10 01:25 01:25 01:50 01:50 01:50

430 3831 1525 2219 7938 11000 13938 27375

2.39 21.28 8.47 12.33 44.10 61.11 77.43 152.08

Sacarosa hidrolizada . (mg/l) 408.86 3642.88 1450.02 2109.66 7547.24 10459.17 13252.24 26029.06

Sacarosa hidrolizada. (mmol/l)

Sacarosa hidrolizada. (mg/l)

1.19 10.64 4.24 6.16 22.05 30.56 38.72 76.04

Sustrato (UII) (UIEI) 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. consumid [ ] [ ] o (%) 𝑳 ∗ 𝒎𝒊𝒏 𝒎𝒈 𝒑𝒓𝒐𝒕 ∗ 𝒎𝒊𝒏 40.89 0.0796 0.0048 72.86 0.7095 0.0426 14.50 0.2824 0.0169 10.55 0.4109 0.0247 25.16 1.4699 0.0882 26.15 2.0370 0.1222 26.50 2.5810 0.1549 37.18 5.0694 0.3042

Tabla 3. Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarasa a T=50°C y actividad específica (UIEI).

Sacarosa (g/L)

DO DO1

1 5 10 20 30 40 50

DO prom

Dilución AzReduc AzReduc (mg/L) (mmol/L)

DO2

0.032 0.08 0.032 0.029 0.106 0.087 0.107 0.17 0.186 0.196 0.175 0.21 0.17 0.18

408.86 3642.88 1450.02 2109.66 7547.24 10459.17 13252.24 26029.06

0.056 0.0305 0.0965 0.1385 0.191 0.1925 0.175

01:01 01:05 01:10 01:20 01:50 01:50 01:50

53.2 11 1342 4364 16160 16310 14560

0.296 0.061 7.456 24.244 89.778 90.611 80.889

Sacarosa hidrolizada (mmol/L) 0.148 0.031 3.728 12.122 44.889 45.306 40.444

70

[Sacarosa] 0 (g/L)

0.169 0.165

[Sacarosa ] (mmol/L)

0.167

1

2.921

Sacarosa hidrolizad a (mmol/L) 0.148

5

14.607

0.031

10

29.214

3.728

20

58.428

12.122

30

87.642

44.889

40

116.856

45.306

50

146.070

40.444

70

204.498

38.222

01:50

13760

sustrato consumido (%)

76.444

38.222

(UII) (UIEI) 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. [ ] [ ] 𝑳 ∗ 𝒎𝒊𝒏 𝒎𝒈 𝒑𝒓𝒐𝒕 ∗ 𝒎𝒊𝒏

5.0569555 6 0.2091222 2 12.756455 6 20.741122 2 51.203259 3 38.758902 8 27.680177 8 18.685206 3

0.00985185

0.000589931

0.00203704

0.000121978

0.24851852

0.014881348

0.80814815

0.048392105

2.99259259

0.179197161

3.02037037

0.180860501

2.6962963

0.161454868

2.54814815

0.152583721

Tabla 4. Producción de azúcares reductores en función de la concentración de sacarasa a T=60°C y actividad específica (UIEI).

Sacarosa (g/L)

DO 1

DO 2

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

0.004 0.062 0.059 0.071 0.133 0.149 0.141 0.133

0.012 0.002 0.073 0.088 0.12 0.153 0.111 0.123

1 5 10 20 30 40 50 70

DO

[Sacarosa]0 (g/L)

[Sacarosa ] (mmol/L)

1 5 10

2.921 14.607 29.214

Promedio

Dilución

0.008 0.032 0.066 0.0795 0.1265 0.151 0.126 0.128

1 0.05 0.2 0.1 0.04 0.04 0.04 0.04

Sacarosa hidrolizad a (mmol/L) 0.18 0.02 0.11

Sustrato consumid o (%) 6.0513 0.1135 0.3773

Az. Az. Reduc. Reduc. (mg/L) (mmol/L) 63.70 0.35 5.98 0.03 39.72 0.22 23.00 0.13 13.57 0.08 15.85 0.09 13.52 0.08 13.71 0.08

Sacarosa hidrolizada (mmol/L) 0.18 0.02 0.11 0.06 0.04 0.04 0.04 0.04

(UII) (UIEI) 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. 𝒎𝒎𝒐𝒍 𝒔𝒂𝒄. 𝒉𝒊𝒅𝒓. [ ][ ] 𝑳 ∗ 𝒎𝒊𝒏 𝒎𝒈 𝒑𝒓𝒐𝒕 ∗ 𝒎𝒊𝒏 0.0118 0.0011 0.0073

0.0007 0.0001 0.0004

20 30 40 50 70

58.428 87.642 116.856 146.070 204.498

0.06 0.04 0.04 0.04 0.04

0.1092 0.0430 0.0376 0.0257 0.0186

0.0043 0.0025 0.0029 0.0025 0.0025

0.0003 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002

UIEI

CURVA DE M-M 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0

50

100

150

200

250

[Sacarosa] (mmol/L) (UIEI) 30°C

(UIEI) 40°C

(UIEI) 50°C

(UIEI) 60°C

Gráfico 1. Curva de M-M, actividad específica a diferentes temperaturas

En el gráfico 1 se puede observar que a temperatura de 50°C se obtiene una mayor actividad específica que el resto de las temperaturas, así también se puede analizar que la velocidad de reacción es lenta en las primeras temperaturas (30°C y 40°C). En la gráfica se muestran las barras de error para cada punto, lo cual nos puede indicar que en el punto 6 del gráfico 1 parece que se sale del comportamiento de la curva y se muestra que la barra de error es más grande en comparación con las demás. En el cuál pudo haber un error en la realización del experimento. Una vez obtenida la curva de M-M se debe determinar los parámetros cinéticos para cada temperatura, por lo tanto, se escogió el método de la práctica pasada que se ajustara mejor para la determinación de éstos. En los cuales se puede apreciar cómo se ajusta la recta a los datos de las tablas anteriores, así mismo también nos muestran los coeficientes obtenidos a partir de la regresión, que nos servirán para determinar los parámetros cinéticos (Vmax y KM) correspondientes a cada temperatura.

Métodos lineales que se ajustaron a las distintas temperaturas  Temperatura 30°C Tabla 5. Método de Lineweaver-Burk Sacarosa (mmol/L) 1.867315804 12.88687488 26.9832705 55.37311537 77.80749992 105.5673282 136.1136615 194.5530424

UIEI (mmolSac/mg prot) 0.004216561 0.006881055 0.008923834 0.012221145 0.03934125 0.045158728 0.03982974 0.039785332

1/S

1/V

0.535528055 0.077598332 0.03706 0.018059305 0.012852231 0.009472628 0.007346801 0.005139986

237.160076 145.326552 112.059464 81.8253969 25.418613 22.1441137 25.1068672 25.1348914

mg proteina/mmol sacarosa

Lineweaver-Burk 300 y = 366.92x + 52.026 R² = 0.7435

250 200

150 100 50 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

L/mmol

Grafica 2. Muestra la regresión lineal ajustada por el método de Lineweaver-Burk dando los valores de la m=366.92 min y b=52.026 mmol-1min así también el coeficiente de correlación=.7435 Como se puede observar en la gráfica todos los valores están distribuidos a través de la recta, en comparación al del gráfico, esto debido a que el método es impreciso.

 Temperatura 40°C Tabla 6. Método de Lineweaver-Burk Sacarosa UIEI (mmolSac/mg 1/S prot) (mmol/L) 1.867315804 0.004216561 12.88687488 0.006881055 26.9832705 0.008923834 55.37311537 0.012221145 77.80749992 0.03934125 105.5673282 0.045158728 136.1136615 0.03982974 194.5530424 0.039785332

1/V 0.535528055 0.077598332 0.03706 0.018059305 0.012852231 0.009472628 0.007346801 0.005139986

237.160076 145.326552 112.059464 81.8253969 25.418613 22.1441137 25.1068672 25.1348914

Grafica 3. Muestra la regresión lineal ajustada por el método de Lineweaver-Burk dando los valores de la m=366.15 min y b=13.026 mmol-1min así también el coeficiente de correlación=.9358 Como se puede observar en la gráfica todos los valores están distribuidos a través de la recta, en comparación al del gráfico, esto debido a que el método es impreciso

 Temperatura 50°C Tabla 7. Método de Eadie-Hofstee Sacarosa (mmol) 1.867315804 12.88687488 26.9832705 55.37311537 77.80749992 105.5673282 136.1136615 194.5530424

UIEI (mmolSac/mg prot) 0.000589931 0.000121978 0.014881348 0.048392105 0.179197161 0.180860501 0.161454868 0.152583721

V/S 0.000315925 9.46531E-06 0.000551503 0.000873928 0.002303083 0.001713224 0.001186177 0.000784278

V 0.00058993 0.00012198 0.01488135 0.0483921 0.17919716 0.1808605 0.16145487 0.15258372

Grafica 4. Muestra la regresión lineal ajustada por el método de Lineweaver-Burk dando los valores de la m=93.92 min y b=0.0014 mmol-1min así también el coeficiente de correlación=0.7155. Como se puede observar en la gráfica todos los valores están distribuidos a través de la recta, en comparación al del gráfico, esto debido a que el método es impreciso.



Temperatura 60°C

Tabla8. Método de Hanes-Woolf Sac (mmol/L) 2.921413964 14.60706982 29.21413964 58.42827929 87.64241893 116.8565586 146.0706982 204.4989775

UIEI (mmolSac/mg prot) 0.000709979 6.66043E-05 0.000442681 0.000256334 0.000151265 0.000176668 0.000150747 0.00015282

S (mmol/L) 2.921413964 14.60706982 29.21413964 58.42827929 87.64241893 116.8565586 146.0706982 204.4989775

S/V 4114.78926 219311.3015 65993.72165 227938.2705 579395.835 661447.7248 968980.654 1338164.979

Grafica 5 . Muestra la regresión lineal ajustada por el método de Hanes-Woolf dando los valores de la m=6558.3 min y b=33091 mmol-1min así también el coeficiente de correlación=0.9625. Como se puede observar en la gráfica todos los valores están distribuidos a través de la recta, en comparación al del gráfico, esto debido a que el método es impreciso.

Tabla 9. Muestra los parámetros cinéticos determinados para cada temperatura

Temperatura (˚C)

m=pendiente (mg*min/mmol)

b= ordenada Coeficiente de Vmax KM(mmol) al origen correlación (mmol/mg*min) (mg*min) (R2) 30 366.92 52.026 0.7435 0.019221159 7.0526275 40 366.15 13.026 0.8499 0.051902216 93.605647 50 93.92 0.0014 0.9358 0.0767695 28.1091 60 6558.3 -33091 0.9625 0.00015248 -5.0456 Lo importante a resaltar en la tabla 9 es el valor de la Vmax y KM, el valor de velocidad más alto de todos fue a la temperatura de 50°C obteniéndose 0.0767 mmol/mg*min con un valor de KM de 28.10 mmol.

Gráfico 6. Actividad específica vs Temperatura.

El gráfico 8 corrobora que la temperatura óptima a la cual trabaja mejor la invertasa es a 50°C. Así mismo también se calculó Q10 y la energía de activación por medio de la ecuación de Arrhenius. Para ello se realizó la siguiente tabla:

Tabla 10. La tabla muestra los datos calculados a partir de la linealización de la ecuación de Arrhenius, y así poder determinar la Ea.

Temperatura Vmax (°C) (mmol/mg*min) 30 0.01922116 40 0.05190222 50 0.0317 60 0.00015248

Temperatura (K) 303.15 313.15 323.15 333.15

1/T (K-1)

Ln Vmax

0.0032987 0.00319336 0.00309454 0.00300165

-3.95174359 -2.95839379 -3.4514386 -8.78847712

Ejemplo de cálculo 1/T (K-1) y Ln Vmax para T=30°C.

1 1 = = 0.0033°𝐾 −1 𝑇 30 + 273.15 𝐿𝑛(𝑉𝑚𝑎𝑥) = 𝐿𝑛(0.01922116) = −3.95174359

Para poder determinar la Ea (energía de activación) se utilizó la ecuación de Arrhenius linealizada. 𝐸𝑎 1 𝐿𝑛 𝐾 = − ( ) + 𝐿𝑛 𝐴 𝑅 𝑇

Linearización Ec. Arrhenius 0 0.00295 -1

0.003

0.00305

0.0031

0.00315

0.0032

0.00325

-2

Ln V max

-3 -4

y = 32204x - 104.65 R² = 0.8413

-5 -6 -7 -8 -9 -10

1/T K-1

Gráfico 9. Muestra el ajusta de la recta para obtener los coeficientes de la ecuación de Arrhenius y determinar la Ea.

En el gráfico 7 se muestra que se realizó la regresión con solamente tres puntos correspondientes a los datos de las temperaturas 40°C, 50°C y 60°C de la tabla 10. Por lo tanto, la ecuación queda de la siguiente manera: 𝐸 𝐿𝑛 𝐾 = 32204 ( 𝑎⁄𝑅 ) − 104.65 𝐸 𝑚 = − 𝑎⁄𝑅 = −(32204°𝐾) 𝑗 𝐸𝑎 = 𝑅 ∗ 𝑚 = 8.314 ⁄𝑚𝑜𝑙 °𝐾 (32204°𝐾) = 267744.056 𝑗/𝑚𝑜𝑙

Cálculo de Q10 (30-40°C)

Dónde: K1= 7.0526275 T1=30°C =303.15°K K2=93.605647 T2=40°C =313.15°K Los datos se obtuvieron a partir de la tabla 7. 93.60510⁄40𝐾−30𝐾 𝑄10 = = 13.27 7.0526 Los aumentos de temperatura aceleran las reacciones enzimáticas: por un incremento de 30 a 40 °C, la velocidad de reacción aumenta 13.27 veces [1].

Cálculo de Q10 (40-50°C)

Dónde: K1=93.605647 T1=40°C =313.15°K K2=12.067 T2=50°C =323.15°K Los datos se obtuvieron a partir de la tabla 7.

𝑄10 =

12.06710⁄50𝐾−40𝐾 = 0.1289 93.605647

Por un incremento de 40 a 50 °C, la velocidad de reacción aumenta 0.1289 veces [1].

DISCUSIÓN DE RESULTADOS La influencia de la temperatura sobre la actividad de la invertasa se determinó mediante la incubación de la muestra de solución acuosa de enzimas a diferentes temperaturas (30°C-60°C) y posteriormente se ensayó la actividad de la invertasa.

En el gráfico 1 se puede observar que a temperatura de 50°C se obtiene una mayor actividad específica que el resto de las temperaturas, así también se puede analizar que la velocidad de reacción es lenta en las primeras temperaturas (30°C y 40°C).

En la práctica, la Invertasa alcanza una actividad enzimática optima a 50°C, obteniéndose valores de Km y Vmax de 28.1091 mmol/L y 0.0767.

CONCLUSIÓN Cada enzima trabaja a diferentes temperaturas,por eso es importante conocer su efecto en cada una de ellas. Si a una reacción enzimática se le aumenta la temperatura, aumenta la energía cinética de las partículas. El aumento en la movilidad de estas moléculas produce un aumento en el número de colisiones, aumentando la velocidad de la transformación. Si la temperatura continúa aumentando, se comienzan a romper algunas uniones intermoleculares responsables de la conformación de la enzima y, así, comienza a disminuir paulatinamente su actividad. Si la temperatura es excesiva, la enzima se desnaturaliza perdiendo totalmente sus propiedades catalíticas.

CUESTIONARIO 1.-¿Cómo se expresa matemáticamente la influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción? La velocidad de una reacción aumenta al elevar la temperatura (como valor medio podemos decir que un aumento de 10 grados en la temperatura duplica la velocidad de la reacción). Esto es debido a que el aumento de temperatura incrementa la energía media y la velocidad de las moléculas reaccionantes, aumentando el número de choques entre ellas y el número de moléculas que alcanza o supera la energía de activación, necesario para que el choque entre ellas sea eficaz. En 1889, Svanthe Arrhenius estableció empíricamente que las constantes de velocidad de muchas reacciones varían con la temperatura según la expresión: 𝐾 = 𝐴𝑒

−𝐸𝑎 𝑅𝑡

Donde k es la constante de velocidad de la reacción, Ea es la energía de activación, y A es la constante de Arrhenius. Tomando logaritmos naturales en ambos miembros de la ecuación, esta queda como 𝐸𝑎 𝐿𝑛𝐾 = − + 𝐿𝑛𝐴 𝑅𝑇 Así, si se representa gráficamente ln k frente a 1/T aparece una línea recta, lo que permite determinar el valor de la energía de activación. Alternativamente, esa ecuación puede escribirse para dos conjuntos de valores de k y de temperatura, lo que permite eliminar la constante lnA. La ecuación resultante, denominada ecuación de Arrhenius, 𝐾2 𝐸𝑎 1 1 = [ − ] 𝐾1 𝑅 𝑇1 𝑇2 Donde T1 y T2 son dos temperaturas en grados Kelvin, k1 y k2 son las constantes de velocidad a esas temperaturas, Ea es la energía de activación (J mol-1 ) y R es la constante de los gases (8,3145 J mol-1 K-1 ). 𝐿𝑛

2.- ¿Qué es el Q10 y qué significado tiene? El coeficiente de temperatura Q10 es el factor mediante el cual la velocidad de una reacción (como una reacción química) aumenta con un incremento de 10° en la temperatura, medida en grados Celsius. El Q10 se calcula como:

Donde: R es la tasa T es la temperatura . Q10 es una cantidad sin unidades, ya que es el factor que expresa la variación de una tasa, y es una manera útil de expresar la dependencia de la temperatura que tiene un proceso determinado. 3.- ¿A qué temperatura es estable la invertasa, a qué temperatura se desnaturaliza y a que temperatura pierde su actividad? Temperaturas por debajo de los 25° C inactivan a la enzima reversiblemente , la invertasa es estable, a los 55° C, al aumentar la temperatura de la reacción un incremento de la velocidad de reacción, donde se observa su máxima actividad sin embargo al sobrepasa esta temperatura se desnaturaliza. 4.- ¿Qué es una enzima termoestable? Una enzima o proteína que se llama termoestables cuando se define un alto despliegue (de transición), temperatura (T m), o una larga vida media en un

grupo seleccionado de alta temperatura, es decir que pueden adaptarse a altas temperaturas. Una alta temperatura debe ser una temperatura por encima de la termófilo límite para el crecimiento [> 55 ° C]. 5.- ¿Por qué es posible cuantificar proteína soluble aún en altas temperaturas aunque la actividad disminuya? Todas las enzimas trabajan en un rango de temperaturas específicas del organismo al que pertenecen. Los aumentos de temperatura generalmente provocan un incremento de la velocidad de reacción. Esto se debe a alteraciones de la estructura de la proteína debidas a la interrupción de uniones iónicas que resultan en la estabilización de la estructura tridimensional de la enzima. La temperatura óptima de las enzimas humanas se encuentra generalmente entre los 35 y los 40 °C; la temperatura media del organismo del ser humano es 37 °C. Así, las enzimas humanas comienzan a desnaturalizarse rápidamente a partir de los 40 °C. En cambio, las enzimas de las arqueas termófilas, que se encuentran en manantiales calientes, son estables hasta a 100 °C.5 Sin embargo, la idea de de una velocidad "óptima" para una reacción enzimática es engañosa, ya que la velocidad observada a cualquier temperatura es el producto de dos velocidades, la velocidad de reacción y la velocidad de desnaturalización. Si se usase un ensayo para medir esta segunda actividad por segundo, la velocidad sería alta a altas temperaturas, y usando un ensayo para cuantificar la formación de producto ésta sería baja a esas temperaturas.

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