Efecto de La Temperatura en La Actividad Enzimatica de La Catalasa

“Año de la consolidación delMar de Grau” Efecto de la temperatura en la actividad enzimática Alumna: Leonela Marbella Castañeda Hernández. Docente: Edwin Cerna Villalobos. Grado y sección: 4° Ciencias “A”. COAR-Tacna 2016 LA TEMPERATURA EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA DE LA CATALASA OBJETIVO: El objetivo de la presente práctica es valuar el efecto de la variación de la temperatura en la actividad enzimática de la catalasa. I. INTRODUCCION: Las células regulan la rapidez de las reacciones químicas mediante enzimas, que son catalizadores biológicos que aumentan la rapidez de una reacción química sin ser consumidas en la reacción. La mayoría de enzimas son proteínas globulares que están compuestas de aminoácidos. ( Solomon Berg Martin, 2013, pág. 165). La catalasa es una enzima presente en muchos tipos de células. Su función es proteger a las células del efecto tóxico de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) producido en distintas reacciones. El peróxido de hidrógeno es un residuo del metabolismo celular de muchos organismos vivos, pero dada su toxicidad, debe transformarse rápidamente en compuestos menos peligrosos por la enzima catalasa. Para ello se usa con frecuencia esta enzima que cataliza su descomposición en agua y oxígeno. (González, Monica, 2010) La actividad enzimática es la catálisis de una reacción por parte de una enzima, el sustrato se une al sitio activo de la enzima, este proceso es llamado colisión. Algunas enzimas tienen dos sustratos que se unen a diferentes partes del sitio activo. Mientras que los sustratos están unidos al sitio activo se transforman en sustancias químicas diferentes, que son los productos de la reacción. Los productos se separan del sitio activo, dejándolo libre para que otros sustratos se puedan unir a él. (Andrew Allot, 2015, pág. 106) La actividad enzimática puede ser afectada por muchos factores, uno de ellos es la temperatura, quien afecta a la tasa de actividad enzimática. La mayoría de las enzimas tienen una temperatura óptima, en la cual se da la mayor rapidez de la reacción. A bajas temperaturas, las reacciones enzimáticas suceden muy lentamente o no ocurren. Al aumentar la temperatura, se incrementa el movimiento molecular, resultando más colisiones moleculares. Por lo tanto, la rapidez de las reacciones controladas por enzimas se incrementan al aumentar la temperatura, pero hasta cierta temperatura optima ya que después comienza el proceso llamado desnaturalización, en el cual se rompen los enlaces de las estructuras químicas de las enzimas, por lo que el sitio activo se modifica y ya no puede unirse al sustrato, lo que provoca la disminución de la actividad enzimática. (Solomon Berg Martin, 2013, pág. 166). La presente investigación tiene como problema a la siguiente pregunta: ¿Cuál es el efecto de la variación de la temperatura en la actividad enzimática de la catalasa? 1 II. DISEÑO: 1. HIPOTESIS: A mayor temperatura aumenta la actividad enzimática hasta llegar a un punto óptimo de temperatura, posteriormente la actividad enzimática decrece a medida que la temperatura aumenta. 2. VARIABLES: 2.1Variable independiente:  La temperatura (T°). 2.2Variable dependiente:  La actividad enzimática. 2.3Variables controladas:  Cantidad de peróxido de hidrógeno.  Cantidad de enzima.  Tiempo de experimentación. III. METODOLOGIA: 1. Materiales: 1.1 Material biológico:  1.2 Material de vidrio:       1.3 Hígado de pollo Beaker Pipeta Probeta Embudo Termómetro Tubo de ensayo Materiales de seguridad:  Bata de laboratorio 1.4Otros materiales:  Balanza electrónica  Agua destilada  Peróxido de hidrogeno (H₂O₂)  Batea  Interfaz Pasco para computador  Sensor de presión de gas Pasco  Sensor de temperatura  Computadora hp (laptop)  Software sparkvue  Espátula para laboratorio  Gradilla para tubos de ensayo  Jabón líquido  Plumilla para lavar  Franelita 2. Procedimientos: 2.1OBTENCIÓN DEL PREPARADO ENZIMÁTICO (ENZIMA CATALASA): 2     El docente nos asignó 34g de hígado de pollo, que anteriormente él había comprado en el mercado. Trituramos el hígado con ayuda de un mortero y pilón, posteriormente agregamos poco a poco 45 ml de agua destilada, hasta obtener una masa (macerado de hígado). Filtramos el macerado de hígado y recolectamos el filtrado (preparado enzimático) en un beaker. Después separamos la enzima obtenida en tres tubos de ensayo, de 10ml cada uno. 2.2ACONDICIONAMIENTO DE LA TEMPERATURA:  Para la obtención de 10°C se colocó agua potable e hielo (cuatro cubitos) en una batea y se midió la temperatura con un termómetro hasta que se obtenga la temperatura deseada.  Para la obtención de 22,5°C se colocó agua potable en un beaker y para garantizar dicha temperatura se midió con la ayuda del sensor de temperatura de marca Pasco.  Para la obtención de 40°C, 55°C Y 68°C se procedió a calentar agua potable (550 ml aproximadamente) en un beaker y de este modo se garantizó dichas temperaturas midiéndolas con el mismo sensor descrito anteriormente.  Para cambiar de una temperatura a otra se utilizó agua destilada, para limpiar el sensor. 2.3 MONITOREO DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA:  Después de haber obtenido nuestra enzima separada en tres tubos de ensayo y nuestro sustrato (peróxido de hidrogeno), 10 ml en cada uno de ellos, con sus respectivas temperaturas.  Encendimos el interfaz Pasco, lo conectamos con la laptop, y luego abrimos el software.  Vertimos la enzima y el sustrato en el frasco de boca ancha, previamente presionamos el tapón del sensor (de presión de gas) y esperamos a los resultados. Este procedimiento se realizó tres veces por cada temperatura. 3. Normas de seguridad:   Cuando ingresamos al laboratorio, el docente nos asignó batas a cada estudiante, para evitar algún teñido en nuestra ropa. Asimismo todos ingresamos con el cabello recogido. 3    IV. Además cada alumno no manipulaba los materiales, sin la orden del docente Conjuntamente nadie podía ingerir ningún tipo de producto. Se mantuvo el orden y la limpieza para que dicho experimento se lleve de una manera escrupulosa. ANALISIS: TABLA 1: Datos brutos del efecto de la temperatura en la actividad enzimática (velocidad de reacción enzimática) de la enzima catalasa. Repetición de velocidad reacción enzimática Temperatura (± 0.1°C) 10.0°C 0.673 2.114 4.996 2.594 1 2 3 Promedio Desviación Estándar 2.201 Fuente (datos propios) 22.5°C 1.198 0.719 0.479 0.799 40.0°C 1.326 1.235 1.052 1.204 55.0°C 0.092 0.137 0.137 0.122 68.0°C 0.274 0.457 0.274 0.335 0.366 0.14 0.026 0.106 TABLA 2: Promedio y desviación estándar de la temperatura en la velocidad de la actividad enzimática. Temperatura (± 0.1 °C) 10.0 22.5 40.0 55.0 68.0 Promedio de la velocidad de la reacción enzimática 2.594 0.799 1.204 0.122 0.335 4 Desviación estándar 2.201 0.366 0.14 0.026 0.106 Datos brutos del Efecto de la temperatura en la actividad enzimática (velocidad de reacción enzimática) de la enzima Catalasa 3.000 2.500 2.000 1.500 Promedio de la Velocidad de la Reacción Enzimatica (%O₂/seg.) 1.000 0.500 0.000 100.0 0.0 Temperatura (°C) ±0.1 °C GRAFICO 1: Según los resultados (gráfica n° 1) obtenidos podemos determinar que la mayor actividad enzimática se obtuvo a 10°C y luego conforme aumentaba la temperatura la actividad enzimática disminuía, lo cual no concuerda con la hipótesis planteada y con las bases teóricas, lo que manifiesta que a mayor temperatura la actividad enzimática aumenta hasta cierta temperatura óptima después empieza a decrecer mientras la temperatura aumenta. V. CONCLUSIONES: No se acepta la hipótesis debido a los errores cometidos en la experimentación esto se comprueba con las barras de error de la gráfica 1, lo cual expresa que existe solapamiento, es decir, los resultados en el experimento realizado son iguales. Asimismo se rechaza la hipótesis, por lo que los resultados obtenidos no concuerdan con las bases teóricas lo cual está respaldado por la información que se establece en el libro de Biología Allot, 2015, cuando un líquido se calienta, sus partículas reciben energía cinética, esto significa que a temperaturas más altas, las moléculas enzimáticas y de sustrato se mueven rápidamente aumentando las posibilidades de colisiones, por lo tanto aumenta la actividad enzimática. Pero cuando las enzimas se calientan existe la posibilidad de que sus enlaces se rompan, es decir ocurre la desnaturalización. Si una molécula enzimática se desnaturaliza, ya no es capaz de catalizar reacciones, lo que genera una disminución de la actividad enzimática. Por lo tanto, los aumentos de temperatura producen a la 5 vez un incremento y una disminución de la actividad enzimática. (Andrew Allot, 2015, pág. 107) Los resultados no fueron los esperados debido a los errores humanos cometidos, tales como, la pérdida de tiempo al momento de colocar el tapón de jebe en el frasco de boca ancha, o también a que algunos estudiantes agregaron bruscamente el sustrato, asimismo por la falta de calibración de los equipos. Dentro de las limitaciones que tuvimos fueron, la falta de materiales de seguridad, muchos equipos no consiguieron una temperatura constante, también la falta de calibración de los equipos, asimismo ningún alumno recibió la capacitación adecuada para la manipulación del software. Sin embargo podemos resaltar las fortalezas que tuvimos, puesto que, se observó el trabajo en equipo, además de haber cumplido con el objetivo propuesto en la práctica, también contamos con los equipos sofisticados y tecnológicos; de la misma manera que contamos con una guía de cómo realizar el experimento. Respecto a las sugerencias de mejora, particularmente sugiero que para los próximos experimentos se calibren los equipos antes de ser utilizados, además de contar con todos los materiales de seguridad, puesto que, nuestra seguridad es lo primero, por otro lado sugiero que el laboratorio cuente con un asistente, quien apoye al docente con todos los materiales. VI. BIBLIOGRAFIA:  Solomon Berg Martin. (2013). Biologia. Mexico,D.F: Cengage Learning Editores.  González, M. (25 de Octubre de 2010). Obtenido de La Guía Quimica, Enzima Catalasa: http://quimica.laguia2000.com/conceptosbasicos/enzima-catalasa  Andrew Allot. (2015). Biologia . Reino Unido:Oxford University Press.  Solomon Berg Martin. (2013). Biologia. Mexico,D.F: Cengage Learning Editores.  Andrew Allot. (2015). Biologia . Reino Unido: Oxford University Press. 6