“DEMOSTRACION DE LA ACTIVIDAD DE LA CATALASA”

Introducción. Las enzimas son proteínas que efectúan una acción catalítica, es decir, favorecen el que se produzca una reacción determinada. (Amat, 2010)

La catalasa en una enzima que la podemos encontrar en muchos organismos vivos, y  cataliza la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. (Gonzales, 2010). 

El peróxido de hidrógeno es uno de los productos del metabolismo celular en diversos organismos, pero dada su potencial toxicidad, es transformado enseguida por la enzima catalasa.

En la industria, se también se utiliza la enzima catalasa, para diferentes fines. Por ejemplo, se usa en la industria textil, para eliminar residuos de peróxido de hidrógeno.

Además, la catalasa cumple una función protectora contra determinados microorganismos patógenos, sobre todo anaerobios. Las bacterias anaerobias, mueren al estar en contacto con oxígeno, es por esta razón que el oxígeno producido por esta enzima tiene efecto bactericida sobre estos microorganismos. Tanto es así, que la ausencia de dicha enzima por defectos genéticos, llamada acatalasemia o enfermedad de Takahara, causa importantes infecciones en la mucosa bucal, pudiendo llegar a causar la pérdida de dientes y graves lesiones en los maxilares y tejidos blandos de la cavidad bucal.

La reacción catalizada por esta enzima, ocurre en dos etapas, en las cuales interviene el hierro del grupo hemo de la hemoglobina como cofactor.(Cedillo y Hernández, 2010)

El objetivo de la practica fue  observar y demostrar la actividad de la catalasa presente en los eritrocitos, y a su vez observáramos el efecto que tiene sobre la acción enzimática la adición de substancias inhibidoras y la desnaturalización enzimática por la acción del calor.

Metodología. En esta práctica se realizó la demostración de la actividad de catalasa y se realizó lo siguiente:

Se tomaron 4 tubos, al primer tubo se le agrego 3 ml de sangre diluida y se colocó a baño maría durante 10 min y después de esto se dejó enfriar con agua corriente hasta que este alcanzo su temperatura ambiente  y a los demás tubos se les agrego lo siguiente:

Tabla. 1. Soluciones necesarias para cada tubo

Solución	Tubo 1	Tubo 2	Tubo 3	Tubo 4
Peróxido de hidrogeno	2ml	2ml	2ml	2ml
Cianuro de sodio			12 gotas
Nitrato de plomo				12 gotas
Sangre diluida		3ml	3ml	3ml

Después que se les agrego estas sustancias se colocaron a baño maría a 37°C durante 5 min.

Y los resultados que se obtuvieron se muestran a continuación.

Resultados y discusión. En este caso nuestros resultados no concuerdan con los esperados, esto pudo ser ocasionado por que en el desarrollo de la práctica un paso lo hicimos erróneo o que las sustancias que se utilizaron no eran a la concentración que debían estar.

Pero aun  así se demostraran los resultados y su respectiva discusión los cuales son los esperados para esta práctica.

Tabla. 2. Resultados de la demostración de la actividad de la catalasa

Tubo 1	Tubo 2	Tubo 3	Tubo 4
(-)	(+)	(-)	(-)

(Morales, 2013). Dice que los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas por cada 10°C de incremento, la velocidad de reacción se duplica. Las reacciones catalizadas por enzimas siguen esta ley general. Sin embargo, al ser proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor. La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima. Por encima de esta temperatura, el aumento de velocidad de la reacción debido a la temperatura es contrarrestado por la pérdida de actividad catalítica debida a la desnaturalización térmica, y a la actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse.

(Amat, 2010) Dice que la adición del ion cianuro se coordina muy fuertemente con el ion Fe (lll). Esto hace que el ion Fe (lll) no tenga la capacidad de reaccionar con el oxígeno extra del peróxido de hidrogeno y este entonces no cumpla su función. Una forma análoga al compartimiento del cianuro de sodio con el Fe (lll) se ve en las moléculas rojas, como la hemoglobina. Cuando uno muere al ingerir cianuro es la asfixia la causa de la muerte. HCN se acompleja fuertemente con el Fe (lll) del grupo hemo y entonces este no puede atrapar oxígeno.

(Cedillo y Hernández, 2010). Dicen que la adición del nitrato de plomo puede lograr la sustitución del ion Fe (lll) por la del ion Pb (ll). Cuando logra la sustitución, la enzima queda desactivada, puesto que el nitrato de plomo no tiene la cantidad de orbitales vacíos para cumplir con la misma función del hierro.

Conclusiones. En esta práctica de demostración de la actividad de la catalasa no se obtuvieron los resultados esperados esto debido a que el peróxido de hidrogeno no se encontraba en la concentración adecuada o a que algún paso se realizó mal.

Pero cabe recalcar que los objetivos de la práctica fueron observar la actividad de la catalasa así como observar el efecto que tienen las sustancias inhibidoras sobre la enzima la cual fue la catalasa.

Cuestionario.

1. Hay dos modelos sobre la forma en la que el sustrato se une al sitio activo de una enzima. Investíguelos y explique claramente cómo funcionan cada uno de ellos.

Modelo Llave-Cerradura: El modelo llave-cerradura supone que la estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma que una llave encaja en una cerradura. Este modelo es válido en muchos casos, pero no es siempre correcto.

Modelo Ajuste Inducido: El sustrato y centro activo no tienen formas complementarias. Al aproximarse, uno de los dos, o ambos, cambian de forma hasta encajar exactamente.

2. Hay algunas sustancias que pueden inhibir la acción enzimática, investigue los dos tipos de inhibidores enzimáticos y cuál es la forma de acción de cada uno de ellos.

Irreversible: El inhibidor se une covalentemente a la enzima, casi siempre a un grupo de la cadena lateral de los amino ácidos en el foco activo. La enzima queda inactiva permanentemente.

Reversible: El inhibidor puede disociarse de la enzima porque no se une por enlaces covalentes. Esta inhibición puede ser competitiva o no-competitiva.

3. ¿En que organelos celulares se encuentra la catalasa?

En los peroxisomas

4. Si los eritrocitos carecen de orgánulos, ¿En qué parte actúa la catalasa?

5.El cianuro de sodio actúa como inhibidor de la catalasa, si el cianuro entrara a la circulación sanguínea luego a los tejidos y finalmente  a las células..  ¿Qué pasaría en el organismo?

El cianuro es altamente tóxico, por lo tanto se intoxicarían.

6. La actividad dela catalasa varía dependiendo en que órgano se encuentra, ¿En cuales órganos es más elevada su actividad y en cuales es menos activa?

Actividad elevada: Hígado y sangre.

Referencias Bibliográficas.

Amat (2010). Estudio de los factores que influyen en la actividad enzimática de la catalasa. Recuperado el 19 de marzo de 2015 de la fuente. http://www.cac.es/cursomotivar/resources/document/2010/1.pdf

Berg, J.M. , Tymoczko, J.L. y Stryer, L. (2011) Bioquimica. (6ta. ed.). España. Editorial Reverte pag.225,226,227

Cedillo, C.A y Hernández, J.L. (2010). Determinación de la actividad enzimática de peroxidasas (Catalasa). Recuperado el 19 de marzo de 2015 de la fuente http://www.uaq.mx/investigacion/difusion/veranos/memorias-2010/12%20Verano%20Ciencia%20Region%20Centro/UAQ%20Cedillo%20Jimenez.pdf

Devlin, M. T. (2005). Bioquímica. EDITORIAL REVERTÉ, S.A. Loreto, 12-15, Local B. España. p. 417.

Gonzales (2010). Enzima Catalasa. Recuperado el 19 de marzo de 2015 de la fuente http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/enzima-catalasa

Morales (2013). Las enzimas y tu tecnología. Recuperado el 19 de marzo de 2015 de la fuente. http://enzimasnelly.blogspot.mx/