LABORATORIO DE BIOQUIMICA AMBIENTAL N 5 ESTUDIO DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA DE LA CATALASA

INTEGRANTES:

Cardenas Flores Daniel

Herrera Cieza Briggithe

Montes Choquea, Juan David

Montoya Vargas Mimi

2014

INTRODUCCION

Muchos organismos pueden descomponer el perxido de hidrgeno (H2O2)

por la accin de las enzimas. Las enzimas son protenas globulares

responsables de la mayor parte de la actividad qumica de los organismos

vivos. Actan como catalizadores, que son sustancias que aceleran las

reacciones qumicas sin ser destruidas o alteradas durante el proceso. Las

enzimas son extremadamente eficientes y se pueden utilizar una y otra vez

repetidamente. Una enzima puede catalizar miles de reacciones en cada

segundo. Tanto los valores de pH como de la temperatura a los que trabaja

la enzima son extraordinariamente importantes. La mayora de los

organismos tienen un intervalo de temperatura preferente en el cual

sobreviven y sus enzimas funcionan mejor dentro de dicho intervalo de

temperatura. Si el ambiente donde se encuentra la enzima es demasiado

cido o demasiado bsico, la enzima puede desnaturalizarse de forma

irreversible o transformarse de modo que su forma no le permita ms realizar

su funcionamiento apropiado.

La catalasa en una enzima que la podemos encontrar en muchos organismos

vivos, y cataliza la reaccin de descomposicin del perxido de hidrgeno en

agua y oxgeno.

El perxido de hidrgeno es uno de los productos del metabolismo celular en

diversos organismos, pero dada su potencial toxicidad, es transformado

enseguida por la enzima catalasa.

La presencia de la enzima catalasa en los tejidos de los organismos, se puede

demostrar en un sencillo experimento de laboratorio. Tomamos un trocito de

hgado, y lo colocamos en el fondo de un tubo de ensayo. Luego aadimos 5

ml de agua oxigenada (que es lo mismo que perxido de hidrgeno).

Inmediatamente observaremos un intenso burbujeo, que se debe al

desprendimiento de oxgeno de la reaccin catalizada por la enzima catalasa.

Este sencillo experimento puede repetirse con distintos tejidos animales y

vegetales, en los cuales encontraremos diferentes intensidades de burbujeo,

dependiendo de la cantidad de catalasa presente en el tejido.

OBJETIVOS

Familiarizarse con las propiedades de los enzimas y observar la

actividad de la catalasa

Entender por qu se utiliza el perxido de hidrgeno como desinfectante

y el uso de

catalasa en alimentos como antioxidante.

Comprobar la existencia de la enzima catalasa en los tejidos animales y

vegetales.

Entender por qu se utiliza el perxido de hidrgeno como desinfectante

y el uso de la catalasa en alimentos como antioxidante

Comprobar la accin del pH sobre la actividad de la enzima.

Comprobar la accin de la temperatura sobre la actividad de la enzima.

MATERIALES

Papa

Hgado

Gillette

Pinzas

Tubos de ensayo

Gradillas para tubos

Mechero

REACTIVOS

HNO 0.1M

NaOH 0.1M

Congelador

Perxido de hidrogeno H2O2 es el sustrato, que reaccionar con la

enzima.

METODOS

Prepara las disoluciones siguientes:

10ml de una solucin 0.1M de NaOH, PM=40 g/mol

10ml de una solucin 0.1M DE HNO3 PM=63 g/mol

Cortar la papa en y el hgado en 5 trozos cada uno de igual tamao (1gr

aprox.)

Rotular 10 tubos de ensayo con los nmeros 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10

Al tubo 1, 3, 5, 7, 9 aadir un trozo de papa y al 2, 4, 6, 8 y 10 un trozo

de hgado.

Al tubo 1 y 2 agregar 2ml de H2O2 a cada uno de ellos, observar e

interpretar los resultados.

En los tubos 3 y 4 aadir 2ml de agua para hervir la muestra. Hervir

durante unos 5 minutos, despus de este tiempo, retirar el agua

sobrante y agregar 2ml de H2O2, observar e interpretar los resultados.

A los tubos 5 y 6 agregar, 2ml de la solucin de HNO3 0.1M, esperar 5

minutos, luego retirar el cido, enjuagar con agua destilada y agregar

2ml de H2O2 observar e interpretar los resultados.

A los tubos 7 y 8 agregar 2 ml de la disolucin de NaOH 0.1M, esperar 5

minutos para que el NaOH surta efecto, luego retirar la base, enjuagar

con agua destilada y agregar 2ml de H2O2, observar e interpretar los

resultados.

A los tubos 9 y 10 hay que introducirlos en un entorno helado durante 30

minutos, luego agregar inmediatamente 2ml de H2O2, observar en

interpretar los resultados.

RESULTADOS

TUBO TRATAMIENTO RESULTADO

OBSERVADO

EXPLICACION

1. PAPA +

Se observa la presencia

mnima de burbujas.

Salida de O2

Se debe a que la enzima

catalaza se encontraba

activa.

2. HIGADO +

Apreciacin de gran

cantidad d burbujas.

Salida de O2

Debido a la presencia de

enzima catalasa en

mayor proporcin.

3. PAPA +

El sustrato no realiza

ninguna reaccin con la

papa.

Desnaturalizacin de la

papa en .

4. HIGADO +

Solo aparece el hgado

en la parte inferior

cambiado de color aun

tono mas claro.

Desnaturalizacin del

hgado en

5. PAPA +

La reaccin permanece

inerte en todo momento.

Perdida de la

propiedades biolgicas

de la papa en las

reacciones.

6. HIGADO +

No se observa la

presencia de ningn

cambio. Solo el cambio

de color del hgado.

Debido a la

desnaturalizacin del

hgado es el cambio que

produce en su color.

7. PAPA +

El cambio de color de la

papa con una mnima

proporcin de burbujas.

La desnaturalizacin de

la papa es lo que

predomina en al

reaccin.

8. HIGADO +

El hgado se encontraba

rodeado de burbujas en

Desnaturalizacin en la

muestra provoca el color

suspensin, se

mantenan adheridas al

hgado.

y la formacin de

espuma.

9. PAPA +

Formacin de espuma la

cual esa menos densa

que el sustrato

agregado.

Debido a las altas

temperaturas a la que

fue expuesta la papa.

10. HIGADO+

Cambio de color del

hgado, una formacin

de espuma sobre el

hgado. Tambin menos

denso que el sustrato.

Las altas temperaturas

expuesta la muestra

provoca lo observado.

CUESTIONARIO

1. Explique el fundamento de cada una de las pruebas desarrolladas.

Tubos de ensayo 1y2:

- PAPA + : Existe una mnima presencia de burburjas, y

observamos la salida de O2; decimos que la enzima catalasa esta

actuando contra el perxido de hidrogeno.

- HIGADO + : Vemos mas cantidad de burbujas, pero tambien

salida de O2;por lo tanto la catalasa esta actuando del mismo modo en

el hgado.

Tubos d ensayo 3 y 4 :

-PAPA + : El sustrato no realiz ninguna reaccin con la

papa, las enzimas catalizadoras no actuaron por ende la papa se

desnaturaliso de la papa ante el incremento de , a 2 ml.

-HIGADO + : El hgado se torna a un color mas palido casi

como cuando se cose, decimos que empez la desnaturalizacin del hgado

en

TB: 5y6 :

- PAPA + : No se observa reaccin de la catalasa, por

lo tanto el perxido acta contra la papa, perdiendo todas sus propiedades

biolgicas. - HIGADO+ : No se observa la presencia de

ningn cambio. Solo el cambio de color del hgado a uno como inerte, palido,

blanquioso. Lo que nos indica que de igual modo ha perdido todas sus

propiedades biolgicas.

TB: 7y8: :

El NaOH 0.1M desestabiliza el ph inhibiendo as la capacidad cataltica

de la enzima catalasa tanto como la papa como en el hgado, pero no lo

suficiente como para desnaturalizar la funcin biolgica de esta enzima,

por lo que al agregar luego el agua oxigenada H2O2 la creacin de

agua y oxigeno por la accin de la enzima fue levemente un poco ms

lenta.

TB:9y10:

Las bajas temperaturas a las que es expuesta la enzima catalasa reduce

su capacidad cataltica pero no lo suficiente para desnaturalizar la

enzima y tambin no el tiempo suficiente en la que fue colocado a bajas

temperaturas, por ello al agregarle agua oxigenada H2O2 la creacin de

agua y oxigeno fue notoriamente menor a las que si se dierna en

condiciones ptimas.

2. Explique porque tantas especies producen la enzima catalasa.

La catalasa se encuentra en casi todos los organismos vivos en el planeta que

estn expuestos al oxgeno, y es muy importante para la vida ya que es muy

potente y pueden descomponer hasta millones de molculas de perxido de

hidrogeno, exactamente puede cambiar 40 millones de molculas de perxido

de hidrgeno en agua y oxgeno en slo un segundo. Porque sirve para

proteger nuestras clulas, contrarrestando y equilibrando la produccin

continua del perxido de hidrgeno, tambin previniendo la acumulacin de

burbujas de dixido de carbono en la sangre.

Adems es muy benfica para los procesos de los rganos y el cuerpo,

tambin de fungir como sper antioxidantes, y tiene la habilidad de usar el

perxido de hidrgeno para oxidar toxinas incluyendo el metanol, etanol, etc.

3. Explique las caractersticas estructurales y funcionales de la catalasa, y

su importancia en los seres vivos:

Funcion:

- La funcin es oxidar y descomponer el perxido de hidrgeno que se

crea dentro de las clulas para protegerlas del efecto txico de

este(agua oxigenada) producido en distintas reacciones redox. A

diferencia de las otras enzimas, que requieren de un sustrato reducido,

las catalasa dismutan el perxido de hidrogeno.

- Tambin juega un papel en la oxidacin del formaldehdo, alcoholes,

fenoles y cido frmico dentro de la clula.

- Las catalasas pequeas unen NADPH, tienen hemo b y se inhiben e

inactivan por sustrato-

- Las catalasas grandes tienen hemo d, presentan enlaces covalentes

inusuales cercanos al sitio activo.

Estructura:

- Su estabilidad es necesaria ya que la enzima tiene que trabajar para

romper reactivos qumicos dentro de la clula de forma rpida y

eficiente. Si fuera inestable, estas molculas reactivas seran capaces

de descomponerla y causar dao a la clula.

- Las catalasas pequeas. Son menos resistentes a la desnaturalizacin.

- Las catalasa grandes son resistentes a la desnaturalizacin y tienen un

dominio en el C-terminal que es semejante a la flavodoxina.

Importancia:

- La enzima tiene un papel muy importante para mantener las clulas

sanas y funcionando correctamente. Estas enzimas patrullan dentro de

cada clula y descomponen compuestos nocivos que se producen

constantemente. Las propiedades de las enzimas catalasa hacen que

sea una de las ms importantes y eficientes dentro de la clula y para la

vida.

CONCLUSIONES

Todas las enzimas son protenas. Por lo tanto, todas las enzimas sufren

desnaturalizacin frente al calor. Esto quiere decir que cuando la

temperatura es muy elevada, la enzima pierde su estructura terciaria,

por lo tanto su sitio activo tambin se desnaturaliza, y ya no puede

cumplir su funcin.

La determinacin de presencia o ausencia de catalasa resulta til en el

rea de bacteriologa, para diferenciar colonias de estreptococos, que

son catalasa negativos, y de estafilococos o micrococos, que son

bacterias que contienen catalasa.

Tambin se utiliza para diferenciar los gneros Bacillus (catalasa

positivo) de Clostridium. (catalasa activa)

RECOMENDACIONES

Tratar de cortas el hgado y la papa del mismo tamao y forma para

poder apreciar mejor las reacciones en cada muestra.

Tener cuidado con la cuchilla para evitar cortes innecesarios.

Usar el guante y la mascarilla para evitar intoxicaciones con las

sustancias toxicas.

Al momento de someter el tubo de ensayo al calor hacerlo en direccin a

un lugar despejado ya que el reactivo puede salir disparado.

BIBLIOGRAFIA:

(http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/enzima-catalasa, 2010)

(Mnica Amat Marco, Aida Ivars Rodrguez, Estudio de los factores que influyen en la

actividad enzimtica de la catalasa)

(Universida Autnoma de Quertaro, Determinacin de la actividad enzimtica de

peroxidasas (catalasa))

(Alexander Ph, Biologa, Editorial Prentice Hall. Inc. New Yersey, 1992.)

(Audersirk, biologa, la vida en la tierra, 4 edicin 1996, Editorial Prentice Hall

Hispanoamericana Mexicana, pags. 25-167. )