La catálisis enzimática ocurre al reducir la energía de activación requerida para una reacción, mediante el uso de enzimas con un sitio activo definido por aminoácidos específicos para un sustrato. Cuando el sustrato se une al sitio activo, la enzima induce un ajuste que cataliza la conversión del sustrato en producto, permitiendo que la enzima repita la reacción. Cambios drásticos de pH y temperatura desnaturalizan a la enzima, haciendo que pierda su forma funcional y capacidad catal

1. Francheska Camilo González
Junio/2013
Laboratorio 2: Catálisis de la enzima
Las catálisis de enzimas se producen al bajar la energía de activación requerida para que una
reacción ocurra. En una reacción que es mediada por enzimas, se cambian las moléculas del
sustrato y se forma un producto sin alterar la molécula de la enzima, provocando que esta pueda
catalizar el mismo tipo de reacción una y otra vez.
Estructura de las enzimas
Las enzimas son una proteína globular y tienen una región conocida como sitio activo, que surge
por su conformación plegada, y esta zona está definida por aminoácidos que provocan que sea
específica para un solo tipo de sustrato.
Condiciones especificas de unión
Pueden existir distintas moléculas de sustrato, pero solo aquella que tiene una forma específica y
complementaria al sitio activo de la enzima, será aquella en donde habrá unificación entre el
sustrato y el sitio activo de la enzima.
Ajuste inducido
Cuando ocurre la unión entre una enzima y un sustrato apropiado, en el sitio activo de la enzima
ocurrirá un ajuste inducido que ayudara a la catálisis de la enzima para convertir el sustrato en
producto, acción en donde luego de liberar dicho producto, la enzima volverá a su forma original
y podrá repetir esta reacción en múltiples ocasiones, siempre que la molécula del sustrato este
presente.

2. Factores que afectan la acción enzimática
El pH y la temperatura son dos factores que afectan la acción enzimática, pies cuando la
conformación de la enzima es alterada por la variación de pH o temperatura, ya no será posible la
catálisis de enzimas, por tanto la enzima al estar desnaturalizada perderá su forma funcional y no
podrá catalizar reacciones.
pH y la función de la enzima
Existen distintos intervalos en donde cada enzima tiene una mayor funcionalidad. Los cambios
en pH, provoca que se distorsione el sitio activo de la enzima y que se altere o afecte su
funcionalidad. Por tanto, cuando ocurren cambios drásticos en los intervalos de pH óptimos para
una enzima, la proteína globular se altera, el sitio activo se distorsiona y la enzima no podrá
catalizar reacciones.
La temperatura y la función de la enzima
Al igual que los cambios drásticos en el intervalo del pH, cuando ocurren dichos cambios
drásticos en la temperatura óptima que requiere una enzima, se producirá que esta se
desnaturalice y pierda su forma funcional, como ocurre en las temperaturas de ebullición que
desnaturalizan la mayoría de las enzimas.

3. Diseño experimental
En este experimento se determinara la velocidad en el que la catálisis enzimática convierte un
sustrato en producto. Observando como la catalasa reacciona con peróxido de hidrogeno en
distintos periodos de tiempo, deteniéndose la reacción al añadir H2SO4. Para determinas la
cantidad de peróxido de hidrogeno restante después de la reacción, se hará una titulación con
KMnO4, en donde se agregara este compuesto químico que causara un cambio en color que
indica la cantidad de la concentración desconocida.
Figure: Design of the Experiment
Source: Pearson Education, Inc.
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/design.html, Accessed: 6/26/13

4. Titulación
Método utilizado para determinar la cantidad de peróxido de hidrogeno (sustrato) dividida por la
catalasa en los distintos periodos de tiempo.
Procedimiento:
Agregar KMnO4 (color purpura) a un matraz y transferir peróxido desde una bureta,
observándose una reacción cuando después de cierta cantidad transferida del sustrato, el
contenido de la mezcla de estos en el matraz cambiara a color marrón claro o rosado, anotando
este como el punto final de la titulación.
Figure: Doing the Titration
Source: Pearson Education, Inc.
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/titrat.html, Accessed: 6/26/13
Lectura en la bureta
Al realizar el experimento se debe anotar el punto inicial de la cantidad existente del sustrato y el
punto final luego de transferir la cantidad necesaria para que ocurriera una reacción, y calcular la
valoración requerida al restar la cantidad del punto final menos la cantidad del punto inicial.

6. Análisis de resultados
La velocidad de una reacción puede ser calculada mediante la medición de los periodos de
tiempo, en donde ocurre desaparición del sustrato (ej: catalasa), o la aparición de un producto
(como en la grafica).
Figure: Analysis of Results
Source: Pearson Education, Inc.
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/analysis.html, Accessed: 6/26/13
Calcular en la grafica la tasa (moles/segundo) durante el intervalo (0 – 10 segundos).
Velocidad = ∆ y / ∆x
Por tanto para este ejemplo la velocidad es 0.7 moles/segundos, por que
(7 moles – 0 moles) / (10 segundos – 0 segundos) = (7 / 10) = 0.7 moles/segundos
Calcular la velocidad durante el intervalo (40-50 segundos)
Por tanto para este ejemplo la velocidad es 0.0 moles/segundos, por que
(18 moles – 18 moles) / (50segundos –4 0 segundos) = (0 / 10) = 0 moles/segundos,
porque ya no hay mas moléculas del sustrato.

7. Quiz: Evidencia

10. Figure: Lab Quiz
Source: Pearson Education, Inc.
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/quiz.html, Accessed: 6/26/13

11. Resumen
La catálisis de enzimas se produce al disminuir la energía de activación que es requerida
para que ocurra una reacción. En estas enzimas existe un área plegada conocido como “sitio
activo”, el cual está definido por aminoácidos que provocan que las enzimas sean especificas
para solamente un solo tipo de sustrato. Cuando se unen un sustrato especifico y el sitio activo de
la enzima, ocurrirá un ajuste inducido que promueve la catálisis de la enzima para que esta pueda
convertir el sustrato en producto, sin que la enzima pierda su forma original durante el proceso y
que esta sea capaz de repetir esta reacción cuando la molécula del sustrato este presente.
Cambios drásticos en pH y temperatura provocan que se desnaturalice una enzima, y se concluye
que si esta es desnaturalizada perderá su forma funcional y no podrá llevar a cabo la catálisis de
enzimas que promueven que suceda una reacción y surja un producto.

12. References:
Knapp, T. Enzyme Catalysis. Available: June 26, 2013.
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab2/intro.html