Informe Bioquimica 3 PDF

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UNIVERSIDAD DE CORDOBAUNIVERSIDAD DE CORDOBAFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUDTECNOLOGIA DE REGENCIA EN FARMACIAIII SEMESTREJAVIER MARTINEZ GUZMANMagister en ciencias químicasESTUDIANTES:ALCIRA CAMACHO SERRANO KELLY TALAIGUA MENDEZ EYDIS HERNANDEZ NARANJO JOSECARLOS LOZANO FLOREZ EDWIN MANUEL HERNANDE...

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UNIVERSIDAD DE CORDOBA UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

TECNOLOGIA DE REGENCIA EN FARMACIA

III SEMESTRE

JAVIER MARTINEZ GUZMAN Magister en ciencias químicas ESTUDIANTES: ALCIRA CAMACHO SERRANO KELLY TALAIGUA MENDEZ EYDIS HERNANDEZ NARANJO JOSECARLOS LOZANO FLOREZ EDWIN MANUEL HERNANDEZ M. PRACTICA N°3 CATALISIS ENZIMATICA E INORGANICA MONTERÍA – CORDOBA 13-08-2015

INTRODUCCION Las enzimas son polímeros biológicos que catalizan las reacciones químicas que hacen la vida posible como se conoce la presencia y conservación de un conjunto completo y equilibrado de enzimas son esenciales para la desintegración de nutrientes a fin de proporcionar la energía y las unidades químicas de construcción para el ensamble de esas unidades de construcción en proteínas, DNA, membranas celulares, tejidos y para el aprovechamiento de la energía para incubar la motilidad celular y la contracción del musculo, la deficiencia en la actividad o la inactividad catalítica de las enzimas claves pueden ser ocasionadas por defectos genéticos, de frecuencia de nutrientes o toxinas, las enzimas defectuosas pueden ser el resultado de mutaciones genéticas o infecciones por patógenos variables o bacterianos. Los científicos médicos atienden los desequilibrios en la actividad enzimática por medio de agentes farmaedogicos que inhiben enzimas especificas y están investigando la terapia genética como medrofano renombriar los de frecuencias o la función de la enzima. Imogeno: proteína precursora inactiva de un enzima Isoenzimas:

son

moléculas

de

enzimas

diferentes

pero

cercanamente

relacionadas que catalizan la misma reacción, se producen en las diferentes combinaciones de las subunidades proteínas y su estudio permite diferenciar el tejido de origen. Múltiples formas de un enzima que cataliza la misma reacción pero que difieren una de otras en su secuencia de aminoácidos isomia forma molecular diferente a la protina pero con la misma actividad enzimática. Inhibidores acompetitivos: cuando un complejo termario no productivo EIS se forma exclusivamente como resultado de fijación de I a un complejo ES, la inhibición se denomina acompetitivo en este caso, incrementando la concentración de S se refuerza realmente el efecto del inhibidor, ya que se eleva la concentración que es disponible para unirse a I la esquiciacion es que por fijación

de I, AS, que de ese modo se consume el equilibrio de EIS, ES se desplaza a favor de la formación ES y, por tanto se necesita menos S para lograr una solución del 50% . Inhibidores orgánicos: son sustancias producidas por el organismo que pueden activar como reguladores de la reacción bioquímica y además son afectados por distintos factores como el color, el cambio de PH y factores químicos Inhibidores inorgánicos: son sustancias no producidas por el organismo es el caso del cianuro, compuesto toxico que inhibe la acción de la enzima catalasa estos inhibidores no son afectados estructuralmente por el calor caso contrario permite su mayor velocidad en el proceso de catálisis.

OBJETIVO GENERAL



Observar algunas acciones catalíticas de una enzima sometiéndolas al cambió de loa factores físico ya sea la temperatura y cambios de pH.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Comparar la acción catalítica de la enzima catalasa, con la de un catalizador inorgánico como el bióxido de manganeso (MnO2) al descomponer en peróxido de hidrógeno (H2O2) a temperatura ambiente.

 Observar el efecto de la temperatura sobre la acción catalítica de una enzima y comparar el mismo efecto de temperatura sobre un catalizador inorgánico.

 Observar la acción de un inhibidor sobre la actividad catalítica de una enzima.

TEORIA RELACIONADA

Las enzimas son catalizadores biológicos de estructura proteica, la acción catalítica de una enzima está sometida a la influencia de factores físicos como son: el calor y las radiaciones y de factores químicos como son: cambios en el pH, en la concentración de la enzima, sustrato y la presencia de inhibidores. Los catalizadores inorgánicos en algunos casos les afectan los factores físicos como el calor y pueden catalizar una reacción pese a los cambios de temperatura.

Las enzimas son importantes proteínas que funcionan como catalizadores de las reacciones químicas que se producen en los organismos y que son necesarias para mantener su actividad biológica. Estas reacciones catalizadas por enzimas ocurren a velocidades de 1010a 1014 veces más rápidas que las no catalizadas. Este factor significa que una reacción catalizada que toma 1 segundo en producirse podría tomar un tiempo de 3 millones de años sin estar catalizada. Esta transformación ocurre a través de varias etapas. En primer lugar, la enzima “atrae” el sustrato hacia su superficie; después lo “fija” en una posición determinada, y en este paso intermedio se forma un complejo enzima-sustrato (ES). Enseguida, el sustrato se activa, de modo que sus enlaces se debilitan, dando paso a su transformación. Una vez que la enzima ha realizado la transformación, libera rápidamente el producto de reacción para seguir su labor con otras moléculas sustrato. La primera diferencia que salta a la vista es que los biocatalizadores son mucho más complejos que los catalizadores inorgánicos. Al ser proteínas son más sensibles a factores ambientales: cambios en el pH o en la temperatura pueden desestructurar la enzima, disminuyendo la eficacia con la que cataliza la reacción. Eso no ocurre en los catalizadores inorgánicos, estructuras mucho más sencillas: un ion metálico no se va a ver afectado por tales parámetros. Por otra parte, la gama de reacciones que facilitan los catalizadores inorgánicos es más amplia que la que llevan a cabo los biocatalizadores: por ser estos moléculas que se encuentran en los seres vivos, las reacciones que aceleran están restringidas a las que tienen lugar en los seres vivos (aunque se puede realizar ingeniería de proteínas para cambiar la especificidad por un determinado sustrato, las reacciones en sí siempre serán menos variadas que con un catalizador inorgánico). Por último, hay que remarcar que los biocatalizadores en ocasiones pueden requerir de otras moléculas,

llamadas cofactores, para llevar a cabo su función, cosa que no es necesaria con catalizadores inorgánicos. Además, los biocatalizadores podrían resultar inhibidos por algunos tipos de moléculas, lo cual no ocurre en catalizadores inorgánicos.

PROCEDIMIENTOS

Rotular tres tubos de ensayo y agregar a cada uno las siguientes sustancias: Tubo Nº1: 1mL de sangre al 10% Tubo Nº2: 1 mL de extracto de papa. Tubo Nº3: Una pequeña porción de MnO2 Prueba 1: Agregar a cada uno de los tubos 1 ml de H 2O2 al 3%. Observar la intensidad de la reacción por el burbujeo del oxígeno y la liberación de calor.

Compare el nivel alcanzado por las burbujas en cada uno de los tubos y registre en orden creciente la actividad catalítica con base en este parámetro. Prueba 2 Prepare 3 tubos de acuerdo al numeral 1 y colóquelos en un baño con agua a ebullición durante diez minutos, retirarlos y dejar en reposo dentro de un baño de agua a temperatura ambiente durante 10 minutos. Adicionar a cada tubo 2 mL de H 2O2 al 3%. Compare el nivel alcanzado por las burbujas en cada uno de los tubos y registre en orden creciente la actividad catalítica con base a este parámetro. Prueba 3: Prepare nuevamente 3 tubos de acuerdo al numeral 1 y colóquelos en un baño de hielo durante 10 minutos. Adicionar a cada tubo 2 mL de H 2O2 al 3%. Compare el nivel alcanzado por las burbujas en cada uno de los tubos y registre en orden creciente la actividad catalítica con base en este parámetro. Prueba 4: Prepare nuevamente 3 tubos de acuerdo al numeral 1, adicione a cada tubo uno 5 gotas de NaCN y dejar en reposo durante 5 minutos, luego adicione 2 mL de H 2O2 al 3% a cada tubo. Compare el nivel alcanzado por las burbujas en cada uno de los tubos y registre en orden creciente la actividad catalítica con base en este parámetro.

MATERIALES

   

Hielo Gasa Cuchilla Papa REACTIVOS



Peróxido de Hidrogeno (H2O2) al 3%



Bióxido de Manganeso (MnO2)



Cianuro de Sodio (NaCN)

OBSERVACIONES 1. En el primer tubo se agrega sangre la cual fue extraída de un estudiante. En el segundo tubo se agrega extracto de papa, la cual fue macerada en el mortero se filtro en la gasa y se obtuvo el extracto de papa. En el tercer tubo se agrego MnO2.

2. Reacción por burbujeo y liberación de calor Tubo 1 sangre: burbujeo primero Tubo 2 papa: burbujeo de tercero

Tubo 3 MnO2: burbujeo de segundo y genero calor, hubo desprendimiento de calor.

Como lo podemos

observar

evidencia

laboratorio se presentó

burbujeo

del en

cada

uno de

en los

la tubos,

siendo la sangre el

primero

según

lo

observado, seguido

de la papa y por último

el bióxido de magnesio.

3. Tubo 1 sangre: burbujeo de tercero Tubo 2 papa: burbujeo de segundo Tubo 3 MnO2: burbujeo de primero y hubo desprendimiento de calor 39C. La temperatura ambiente cuando se bajo del baño de maría y se puso a reposar en agua fue de 22 C.

Lo observado en este procedimiento en baño maría y después en reposo es que evidentemente el peróxido actuó liberando el oxigeno y por consiguiente hubo burbujeo en este caso reaccionado primero el bióxido de magnesio, de segundo la papa y por último la sangre, podemos observar el color oscuro del bióxido de magnesio. 4. Tubo 1 sangre: es el primero en reaccionar y de mayor burbujeo. Tubo 2 papa: es el segundo en reaccionar.

Tubo 3 MnO2: es el tercero en reaccionar y hubo desprendimiento de calor pero más leve.

Aquí hubo un desprendimiento sorprendente como lo podemos observar en la grafica, en el frio en el hielo, el segundo la papa y por último el bióxido de magnesio, se observó un desprendimiento de calor más leve , además la temperatura fue mucho más baja, 5. Tubo 1 sangre: fue el más lento en reaccionar y de menor burbujeo. Tubo 2 papa: fue el segundo en reaccionar y medianamente burbujeo. Tubo

3

MnO2:

primero

en

reaccionar

con

más

burbujeo

con

desprendimiento de calor.

En este procedimiento se observo burbujeo en todos los tubos y registró muy buena actividad catalítica en todos los tubos. Y obviamente se observó un desprendimiento de calor en el MnO2.

ANALISIS DE RESULTADOS

2. TUBOS Sangre MnO2 Papa

REACCION Primero Segundo Tercero

EVIDENCIA Burbujeo Intenso Burbujeo Medio Burbujeo lento

Al analizar este primer procedimiento en el laboratorio hemos podido analizar qué: La enzima catalasa que se encuentra en la sangre cuando se le adiciona H2O2 al 3% descompone en agua y oxigeno gracias a esta enzima , y es por esa razón que la sangre fue la primera en reaccionar, analizamos el desprendimiento de calor del bióxido de magnesio ya que es un mineral. Y la papa fue la mas tarde en reaccionar. 3. A ebullición por 10 Minutos TUBOS MnO2 Papa Sangre

REACCION Primero Segundo Tercero

EVIDENCIA Burbujeo Intenso Burbujeo Medio Burbujeo lento

El análisis que hacemos en este procedimiento es primero una

exotérmica con

desprendimiento de calor y la primera reacción la del bióxido de magnesio fue muy intensa, pues eso es lo que sucede cuando al Bióxido de magnesio le adicionamos peróxido de hidrogeno al 3%, lo que sucede es que el peróxido de hidrogeno es muy inestable y se descompone rapidísimo librando el oxigeno, además el bióxido de magnesio con el calor

o la temperatura reacciona

rapidísimo, en este caso con el calor y por la enzima catalasa la papa reaccionó en segundo lugar con temperaturas altas y por último la sangre. 4. Con baño de hielo TUBOS Sangre Papa MnO2

REACCION Primero Segundo Tercero

EVIDENCIA Burbujeo Intenso Burbujeo Medio Burbujeo lento

En este análisis podemos deducir a simple vista que la sangre fue la primera en presentar burbujeo y la papa cuya enzima en común es la catalasa y esto es debido a que la catalasa reacciona mejor a bajas temperaturas, pues a altas la puede acabar, cosa que no ocurre con l el dióxido de magnesio, como lo podemos contemplar en el cuadro, si hubo un desprendimiento o reacción exotérmica por parte de este pero muy leve, se puso tibio.

Temperatura critica enzima catalasa 55°c. 5. Con NaCN TUBOS MnO2 Papa Sangre

REACCION Primero Segundo Tercero

EVIDENCIA Burbujeo Intenso Burbujeo poco Burbujeo muy lento

En este procedimiento el primero en reaccionar es un catalizador inorgánico como es el bióxido de magnesio, después la papa y por último la sangre, lo interesante de todo esto es que en esta oportunidad le adicionamos el cianuro que junto con el peróxido trabaja como inhibidor por esta razón en el caso de la sangre fue muy lento su proceso.

PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS 1. Explique por qué el captopril y el enalopril son ejemplos de inhibidores competitivos de la enzima conversora de la angiotensina. Porque son una clase de medicamentos que se emplean principalmente en el tratamiento de la hipertensión arterial, de las insuficiencia cardíaca crónica y también de la Enfermedad renal crónica y forman parte de la inhibición de una serie de reacciones que regulan la presión sanguínea: el sistema renina angiotensina aldosterona. Ya que el captopril y el enalapril y sus sustancias derivadas tienen una estructura similar a la del péptido BPP5a o péptido potenciador de la bradiquinina. 2. Las granadas son fabricadas por la industria militar con un dispositivo especial de seguridad para que no exploten en el sitio donde son fabricadas, si no durante el combate, ¿Qué tipo de enzimas son fabricadas por ciertos órganos que tienen un comportamiento similar al de las granadas? De ejemplos. Los precursores inactivos llamados trixinogenos y quimitrixinogemnos se sintetizas originalmente en el páncreas esta inactividad es crucial para el bienestar de las células pancreáticas que sintetizan esas proteínas digestivas, si las enzimas fueran sintetizadas en una forma activa dentro de la célula estas otras proteínas de esta célula seria el objetivo inmediato de la acción protectirica. 3. Por qué carece de importancia la lipasa gástrica en los procesos digestivos del estómago de los adultos y en cambio es importante en el estómago infantil?

En la semana 14 de gestación se habrán desarrollado glándulas gástricas, un esbozo del píloro y el fundus, para la semana 20 el estómago tiene señales de motilidad y secreción. En el estómago distinguiremos cuatro capas: * Peritoneoocapasensoria * Capamuscular que contiene tejidos longitudinales, circulares y oblicuos * Capasubmucosa * Capa mucosa propiamente dicha Estas capas segregan: líquidos gástricos, como el ácido clorhídrico (ClH), pepsina, lipasa gástrica, gastrina, factor intrínseco, resina y moco. L a lipasa gástrica, es para la disgregación y digestión de las grasas, este proceso se efectúa través de la lipasa sublingual, la enteraza pre gástrica y la lipasa gástrica propiamente, son glicoproteínas de bajo PH, muy bajo, que inhiben las sales biliares con autonomía de la acción colipasica pero de alta acción sobre los triglicéridos en la grasa Láctea. Por el hecho de la lipasa ser la enzima que degrada las grasas para obtener nutrientes, en la etapa de vida para el niño es lo más primordial la cual lo lleva a la adaptación de una nueva forma de nutrición.

4. Cuál es la importancia médica de las enzimas? De por lo menos un ejemplo concreto. Sin enzimas, no sería posible la vida que conocemos. Igual que labiocatálisis que regula la velocidad a la cual tienen lugar los procesos fisiológicos, las enzimas llevan a cabo funciones definitivas relacionadas con salud y la enfermedad. En tanto que, en la salud todos los procesos fisiológicos ocurren de una manera ordenada y se conserva la homeostasis, durante los estados patológicos, esta última puede ser perturbada de manera profunda. Después del daño tisular grave (por ejemplo, infarto del miocardio o pulmonar, trituración de un miembro) o siguiendo a

multiplicación celular descontrolada (por ejemplo, carcinoma prostático), las enzimas propias de tejidos específicos pasan a la sangre. Por lo tanto, la determinación de estas enzimas intracelulares en el suero sanguíneo proporciona a los médicos información valiosa para el diagnóstico y el pronóstico.

5. Defina que son: Zimógenos, Isozimas, Inhibidores a competitivos.

* Zimógenos:es un precursor enzimático inactivo, es decir, no cataliza ninguna reacción como hacen las enzimas. Para activarse, necesita de un cambio bioquímico en su estructura que le lleve a conformar un centro activo donde pueda realizar la catálisis. En ese momento, el zimógeno pasa a ser una enzima activa. El cambio bioquímico suele ocurrir en un lisosoma, donde una parte específica de la enzima precursora se escinde del resto para activarla. La cadena de aminoácidos que se libera por la activación se llama péptido de activación. * Isozimas:son enzimas que difieren en la secuencia de aminoácidos, pero que catalizan la misma reacción química. Estas enzimas suelen mostrar diferentes parámetros cinéticos o propiedades de regulación diferentes. La existencia de las Isozimas permite el ajuste del metabolismo para satisfacer las necesidades particulares de un determinado tejido o etapa del desarrollo. * Inhibidores acompetitivos: es un tipo de inhibición que reduce la tasa máxima de una reacción química sin cambiar la afinidad aparente de unión del catalizador por el sustrato. La inhibición no competitiva normalmente se aplica a enzimas y difiere de la inhibición competitiva en que el inhibidor siempre se une a la enzima por un sitio diferente al centro activo de la enzima (este otro sitio se denomina sitio alostérico). Esto afecta a la tasa de la reacción catalizada por la enzima ya que la presencia del inhibidor produce un cambio en la estructura y la forma de la enzima.

6. Qué diferencias hay entre inhibidores orgánicos e inorgánicos? Inhibidores orgánicos: son sustancias producidas por el organismo que pueden activar como reguladores de la reacción bioquímica y además son afectados por distintos factores como el color, el cambio de PH y factores químicos Inhibidores inorgánicos: son sustancias no producidas por el organismo es el caso del cianuro, compuesto toxico que inhibe la acción de la enzima catalasa estos inhibidores no son afectados estructuralmente por el calor caso contrario permite su mayor velocidad en el proceso de catálisis. 7. Qué función cumplen las vitaminas hidrosolubles en las reacciones catalizadas por enzimas?. Vitaminas hidrosolubles: Son de naturaleza polar y por lo tanto solubles en agua, su exceso no resulta toxico ya que se eliminan por la orina. Actúan como coenzimas o forman parte de ellos. Se convierten en el organismo en cofactores de enzimas (grupos prostéticos o coenzimas) del metabolismo. Como coenzimas actúan en las reacciones Enzimáticas como dadores o receptores de dichos grupos químicos; pueden intervenir en las reacciones de óxidoreducción o intervienen en reacciones de transferencia de grupos químicos.

8. Explique cómo se da el proceso de regulación de la actividad enzimática en el organismo? El carácter dinámico de los organismos vivos establece que el verdadero equilibrio metabólico se alcanza solo con la muerte de la célula, la célula es un sistema abierto, e equilibrio dinámico, mantenido por un flujo vial direccional de metabolitos, el c...