Instituto Tecnológico deVeracruz Dpto. Ing. Química e Ing. Bioquímica Cinética Química y Biológica Cinética Enzimática 14 de mayo del 2012 .............................Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 Obtención de la próteasa Actinidina a partir del kiwi Contenido Introducción ........... Dpto............................. 4 3.............................................. 11 Instituto Tecnológico de Veracruz..................... 5 3....................... Química e Ing.........................3 Actinidina ......... 4 3.............................................................................................................. Objetivos ............................. 4 3......................................................................3..................................................................................................................................... 9 Conclusiones .....2 Proteasas sulfhídricas ....................................................... 11 Bibliografía ..........................................................................................................................................................3 Fruto ........................................................... 3 3.......... 3 1............................................................................................................................................................................................... Fundamento teórico ..... 2........Bioquímica Página 2 ..................... 5 4................................................. 5 3..........1Propiedades Nutritivas ..................................................... Ing....... Metodología ...........................................................................................................................................................................................1 Cinética Enzimática.................. Ing.Bioquímica Página 3 . Introducción El presente trabajo pretende servir de protocolo en el desarrollo de una posterior práctica para la unidad de Cinética Enzimática del curso de Cinética Química y Biológica de la carrera de Ingeniería Bioquímica. Las frutas crudas son portadoras de enzimas proteolíticas y al ser una fruta de fácil obtención. la selección de la actinidina por su naturaleza proteasa resulta interesante desde el punto de vista de una sana alimentación. en mercados locales. Objetivos Objetivo general: Objetivos específicos Extraer la proteasa actinidina del fruto del kiwi (Actinidia deliciosa) Definir y determinar la actividad enzimática como U/mL para la actinidina aislada Instituto Tecnológico de Veracruz. Dpto. fue elegida como el sustrato para la extracción de la proteasa. la cual tiene la finalidad de extraer de una enzima a partir de una fruta. 2. y conservación. Además en vista de la importancia de las proteasas en procesos como el digestivo. Con esto además se busca determinar los diferentes parámetros incluidos en una cinética enzimática.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 1. La elección del sustrato fue de acuerdo a las posibilidades efectivas de hallarlo y poder trabajar con el mismo. Química e Ing. Su puntos isolectrocios son muy variables lo que probablemente se debe a los diferentes medio biologicos en los cuales actuan. tanto estructural como funcional. por ejemplo en el ablandamiento de carnes y clarificación de cerveza. (Alvarez. 1992) Las proteasas sulfhídricas más conocidas son las de origen vegetal.2 Proteasas sulfhídricas Comprenden a un grupo de enzimas.Bioquímica Página 4 . en las cuales su actividad proteolítica depende de un grupo sulfhidrilo de un resido de cisteína en su sitio activo. Cox. Este tipo de enzimas e encuentra ampliamente distribuido en diferentes especies de animales. Hay evidencia de que la mayoría de ellas pertenecen a una familia de enzimas que presentan homología. casi todas estas enzimas tienen masas moleculares enre 20 000 y 33 000 Da. se diferencian de éstas por el hecho de que las enzimas son saturadas por los sustratos. & Ahern. vegetales y bacterias. Existe una gran variedad ed proteasas sulfhidrílicas caracterizadas por sus masas moleclares y por ss puntos isoeéctricos. (Mathews.1 Cinética Enzimática El enfoque central para estudiar el mecanismo de una reacción catalizada enzimáticamente es para determinar la velocidad de la reacción y como cambia en respuesta a cambios en parámetros experimentales. Dpto. ya que dichas fuentes se obtienen con relativa facilidad y en cantidades considerables. 2002) 3. 1992) Instituto Tecnológico de Veracruz. su función metaólica sugiere que en lo vegetales actúan como agentes proteolíticos contra infecciones fúngicas. 2005) 3. Ing. Fundamento teórico Las enzimas son proteínas que realizan la catálisis de las reacciones químicas que se llevan a cabo en los seres vivos. Química e Ing. Van Holde. 1992). citado Alvarez. Glazar & Smith. Aunque las reacciones enzimáticas obedecen a los mismos principios de la cinética química. Este tipo de proteasas es ampliamente utilizado en la industria. (Baker & Drenth. citado en Alvarez.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 3. una disciplina conocida como cinética enzimática (Lehninger Nelson & M. que incluye unos 300 árboles y arbustos. se trata de un fruto muy sabroso y de interesantes propiedades Ilustración 1. El magnesio se relaciona con el funcionamiento de Instituto Tecnológico de Veracruz.3 Fruto El kiwi procede de una planta trepadora que recibe su mismo nombre y pertenece a la familia de las Actinidiáceas. huesos y dientes. un género de plantas de árboles nativos del este templado de Asia. muchos de ellos trepadores y ornamentales propios del hemisferio sur. soluble e Ilustración 2.3. A pesar de su aspecto externo poco atractivo. Química e Ing. 3. por su cantidad de carbohidratos. Es de moderado aporte calórico. magnesio y fibra.3 Actinidina El nombre científico de la actinidia. más del doble que una naranja. con un potente efecto laxante.Bioquímica Página 5 . Un fruto de kiwi por mitad insoluble. La vitamina C interviene en la formación de colágeno. El genero incluye arbustos con 6 metros de altura y vides vigorosas de hasta 30 meros. Arbol de Kiwi nutritivas. China. Dpto. que pertenece a la familia delas Actinidiáceas . Así mismo es rico en minerales como potasio. Corea y Japón. Destaca su contenido en vitamina C. entre ellas el ácido fólico. Ing. La fibra mejora el tránsito intestinal. 3.1Propiedades Nutritivas Su componente mayoritario es el agua. extendiéndose a Siberia sr oriental y en el sur de Indochina. y vitaminas del grupo B.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 3. en la síntesis material genético y la formación anticuerpos del sistema inmunológico. glóbulos rojos y favorece la absorción del hierro de los alimentos y la resistencia a las infecciones. El ácido fólico colabora en la producción de glóbulos rojos y blancos. tal como ocurre con la bromelina de la piña. nervios y músculos. Dpto. Ing. la gastritis o la formación de gases. 1998) El kiwi es una fruta muy adecuada para realizar una buena digestión porque contiene una enzima proteolítica llamada actinidina y. Instituto Tecnológico de Veracruz. para la actividad muscular normal e interviene en el equilibrio de agua dentro y fuera de la célula. mejora la inmunidad y posee un suave efecto laxante. Composición del fruto fresco de actinidia (Arandia. Actinidina evitando la indigestión. Tabla 1. El potasio es necesario para la transmisión y generación del impulso nervioso.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 intestino. Química e Ing. forma parte de huesos y dientes. Ilustración 3.Bioquímica Página 6 . resulta muy interesante en la alimentación porque ayuda a disolver las proteínas y favorece la digestión. o la ficina de los higos. En sistema gastrointestinal humano. como en muchas otras enzimas. El calor. La digestión es el conjunto complejo de procesos biológicos por el cual el cuerpo convierte los alimentos en combustible. El balance se deriva de los alimentos que comemos. por lo que los productos que contienen esto se harán blandos en poco tiempo o no endurecerán. esta proteína hace que el kiwi sea muy difícil de combinar con productos que contienen leche o gelatina hechos que no se vayan a consumir pronto. Dpto. Química e Ing. (Botanical online. pero no todas las enzimas que necesita para la digestión eficiente. La actinidina destruye las proteínas de la leche y de la gelatina. El proceso de cocción de alimentos desnaturaliza a la mayoría de las enzimas. hay mecanismos que operan para controlar la actividad Ilustración 4. Ing. los aminoácidos más simples que luego pueden pasar a las células que recubren el intestino delgado. desnaturaliza la estructura terciaria perdiendo su actividad catalítica en éste caso proteolítica. más energía del cuerpo se deriva de una cantidad dada de alimentos. 1999). Estos mecanismos funcionan como inhibidores de la enzima. Sólo los alimentos crudos contienen enzimas activas.Bioquímica Página 7 . Un cuerpo sano produce la mayor parte. 2004) Instituto Tecnológico de Veracruz. Para evitar que el cuerpo tome en exceso la enzima a través del suministro de alimentos. donde son procesados en combustible para proporcionar al cuerpo algunos de los ingredientes necesarios para el crecimiento y producción de energía. (Donaldson. Aparato digestivo humano de las enzimas introducidas en el suministro de alimentos. las enzimas proteolíticas funcionan cortando las largas cadenas de aminoácidos complejos que componen las proteínas presentes en los alimentos en cadenas más cortas.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 Por otra parte. Entre más eficiente la digestión. Dpto.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 Una serie de composiciones de tipo digestivos / laxante son conocidos. para que haya incompatibilidades o conflictos entre los medicamentos . Química e Ing.en el escenario menos grave este puede ser simplemente una reducción en la eficacia de uno de los medicamentos. Ing. 2004) Es por esto que se buscan alternativas para el tratamiento del proceso digestivo lento. En un escenario más grave.Bioquímica Página 8 . Es posible en al menos una parte de estos casos. siendo la actinidina una opción viable. la salud del usuario podría verse comprometida. (Donaldson. Instituto Tecnológico de Veracruz. muchos de los cuales se basan en materiales sintéticos o compuestos. Clarificado del material pulpeado.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática 4. El líquido removió la capa de color púrpura de la película exponiendo el celuloide subyacente. 2004) Instituto Tecnológico de Veracruz. Fue por lo tanto concluido que la enzima actidina es en hecho el ingrediente activo en lugar de fibra en la dieta como se pensaba inicialmente.Bioquímica Página 9 . 3. El pan claramente poseía similares características digestivas que la pulpa de kiwi fresca. incluye los pasos de: 1. El gel fue puesto en piezas de pan y después comido. Química e Ing. Mayo 2012 Metodología El método para preparar una composición digestiva/laxativa. Dpto. Ing. Liofilización subsecuente del material pulpeado El proceso se lleva a cabo a temperatura y/o condiciones las cuales no resultan en una degradación significante de la actinidina. Pulpeo de la fruta del genero actinidina 2. (Donaldson. El gel enriquecido con enzima fue probado para su actividad colocando un poco en una pieza de película de rayos X sin revelar. y cerca del 10 al 20%. La temperatura no debe de superar los 40°C y la proporción de actinidina en el producto resultante no debe caer por debajo del 1% en peso. De los ensayos posteriores fue posible estimar el rendimiento de actidina entre 50 y 150 grs de pulpa de kiwi fresca para desencadenar un efecto digestivo positivo y/o mecanismo regulatorio en la media adulta. Realizado utilizando metodología centrífuga o alternativamente una metodología de concentración y congelación. Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 La actinidina fue inicalmente aislada a partir del jugo Pulpa de fruta de wiki diluida + Metabisulfito de Na a 150 ppm Tela de prensado +Pectinasa 100 ppm +Auxiliar de filtrado de celulosa 2% (w/v) Jugo clarificado Jugo sin clarificar Centrifuga NaCl 25% (w/v) Precipitación Solución de extracción Instituto Tecnológico de Veracruz.Bioquímica Gel enriquecido de enzima Página 10 . Química e Ing. Dpto. Ing. Madrid: Pearson Educación.org/alergenos/alergeno_wiki. Dpto.. R... (2005). Principles of Biochemistry. (2002).Bioquímica Página 11 . de Wisconsin. Efecto del pH en la actividad y conformación de la actinidina del fruto del kiwi (Actinidia chinensis). (2004). & Ahern. H. Mexico: UNAM. Bozzola. de Wisconsin. G.botanical-online. Bibliografía Botanical online.. Principles of Biochemistry. Cox. & Tassielo.htm Alvarez. K. Recuperado el 1 de Mayo de 2012. Patente nº USA20040058025A1. J. de El mundo de las plantas: http://www. Mathews. las propiedades de la fruta y el mecanismo de la enzima. Donaldson.Cinética Química y Biológica: Cinética enzimática Mayo 2012 Conclusiones A través de este trabajo pudimos ver como se desarrolla una cinética enzimática. Kriunis. Química e Ing. Lehninger Nelson.pdf Bruce William Donaldson. Madison: W. D. M. M.com/kiwispropiedades. W. de Alergia a alimentos: www. U. (2005). Recuperado el 12 de mayo de 2012. además de conocer un proceso de extracción de enzima a partir de una fruta cruda. C. Aislamiento y purificación de actinidin de Actinidia chinesis. México: UNAM. Ing. Freeman. I. K. (1998). Bioquímica. Madison: W. Instituto Tecnológico de Veracruz. Alergia al kiwi.. Lehninger. M. (1999). Ivancevich. C. K. Van Holde. B.alergialimentaria. H. M. United States. E. & M.. (2004). A. Patente nº US20040058025A1. Arandia. Freeman. D. E. C.. U. & Cox. (1992). (2010). Estados Unidos .