5. Enzimas

Objetivo: Identificará la importancia de la función que desempeñan las enzimas como catalizadores biológicos.

CONTENIDO

5.1 Función de las enzimas 5.4 Factores que afectan la actividad enzimática
5.2 Clasificación de las enzimas Lectura: "Enzimas de fuerza industrial "
5.2.1 Clasificación de las enzimas de acuerdo a su complejidad Actividad IV-4
5.2.2 Clasificación de las enzimas de acuerdo a su actividad Mapa conceptual de bioquímica.
5.3 Actividad enzimática  

5.1 Función de las enzimas

Las enzimas son proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas. Además de su importancia como catalizadores biológicos, tienen muchos usos médicos y comerciales.

Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de la reacción.

La mayoría de las reacciones de los sistemas vivos son reversibles, es decir, que en ellas se establece el equilibrio químico. Por lo tanto, las enzimas aceleran la formación de equilibrio químico, pero no afectan las concentraciones finales del equilibrio.

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5.2 Clasificación de las enzimas

5.2.1 Clasificación de las enzimas de acuerdo a su complejidad

De acuerdo a su complejidad las enzimas se clasifican como:

En las proteínas conjugadas podemos distinguir dos partes:

La combinación de la apoenzima y el cofactor forman la holoenzima.

Los cofactores pueden ser:

*Iones metálicos: Favorecen la actividad catalítica general de la enzima, si no están presentes, la enzima no actúa. Estos iones metálicos se denominan activadores. Ejemplos: Fe2+, Mg2+, Cu2+, K+, Na+ y Zn2+

*La mayoría de los otros cofactores son coenzimas las cuales generalmente son compuestos orgánicos de bajo peso molecular, por ejemplo, las vitaminas del complejo “B” son coenzimas que se requieren para una respiración celular adecuada.

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5.2.2 Clasificación de las enzimas según su actividad.-

Tipo de enzimas

Actividad

Hidrolasas

Catalizan reacciones de hidrólisis. Rompen las biomoléculas con moléculas de agua. A este tipo pertenecen las enzimas digestivas.

Isomerasas

Catalizan las reacciones en las cuales un isómero se transforma en otro, es decir, reacciones de isomerización.

Ligasas

Catalizan la unión de moléculas.

Liasas

Catalizan las reacciones de adición de enlaces o eliminación, para producir dobles enlaces.

Oxidorreductasas

Catalizan reacciones de óxido-reducción. Facilitan la transferencia de electrones de una molécula a otra. Ejemplo; la glucosa, oxidasa cataliza la oxidación de glucosa a ácido glucónico.

Tansferasas

Catalizan la transferencia de un grupo de una sustancia a otra. Ejemplo: la transmetilasa es una enzima que cataliza la transferencia de un grupo metilo de una molécula a otra.

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5.3 Actividad enzimática

 La sustancia sobre la cual actúa una enzima se llama sustrato.

Los sustratos son específicos para cada enzima:
La sacarosa es el sustrato de la sacarasa que actúa rompiéndola en sus componentes.

Las enzimas actúan de acuerdo con la siguiente secuencia: La enzima (E) y el sustrato
(S) se combinan para formar un complejo intermedio enzima sustrato (E-S), el cual se descompone formando un producto y regenerando la enzima.

El grado de especificidad de las enzimas es muy alto, pueden distinguir incluso entre diferentes tipos de isómeros. Se cree que la especificidad de la enzima es debido a la forma particular de una pequeña parte conocida como sitio activo, la cual se fija a la contraparte complementaria en el sustrato.

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5.4 Factores que afectan la actividad enzimática.-

 Concentración del sustrato.- A mayor concentración del sustrato, a una concentración fija de la enzima se obtiene la velocidad máxima. Después de que se alcanza esta velocidad, un aumento en la concentración del sustrato no tiene efecto en la velocidad de la reacción.

Concentración de la enzima.- Siempre y cuando haya sustrato disponible, un aumento en la concentración de la enzima aumenta la velocidad enzimática hacia cierto límite.

Temperatura.- Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción, hasta ciertos límites. El calor es un factor que desnaturaliza las proteínas por lo tanto si la temperatura se eleva demasiada, la enzima pierde su actividad.

pH.- El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las enzimas del estómago cuyo pH óptimo es ácido.

Presencia de cofactores.- Muchas enzimas dependen de los cofactores, sean activadores o coenzimas para funcionar adecuadamente. Para las enzimas que tienen cofactores, la concentración del cofactor debe ser igual o mayor que la concentración de la enzima para obtener una actividad catalítica máxima.

Lectura 4.1
Lea el texto titulado "Enzimas de fuerza industrial" y realice un cuadro sinóptico que muestre los usos de las enzimas indicados en la lectura. Envíe su trabajo al correo electrónico del profesor.

Actividad 4.4: Resuelva la actividad 4.4 siguiendo el vínculo.

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Mapa conceptual de bioquímica

Zárraga, J.C.; Velázquez, I.; Rodríguez, A.; Castells, Y. Química. México, McGraw-Hill, 2003.

6. POLÍMEROS SINTÉTICOS

Objetivo: Identificar los polímeros sintéticos más importantes, su proceso de formación y sus aplicaciones más importantes.

6.1 Definición 6.2.2 Polímeros de condensación
6.2 Clasificación de los polímeros Actividad IV-5
6.2.1 Polímeros de adición Lectura: Nylon

6.1 Definición

Los polímeros son sustancias formadas a partir de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros, las cuales se unen para formar moléculas de gran tamaño. Los monómeros reaccionan entre sí para formar esas grandes moléculas, cuyas masas moleculares son muy elevadas.

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6.2 Clasificación de los polímeros

Polímeros

Naturales: Se encuentran en la naturaleza. Ejemplos: Celulosa, almidón,proteína, ácidos nucleicos, etc.

Sintéticos: Generalmente derivados del petróleo. Se elaboran artificialmente. Ejemplos: Polietileno, nylon, teflón, etc.

De adición

De condensación


La celulosa es un polímero natural que se utiliza en la fabricación de dispensadores de papel para uso hospitalario, industrial y otros.

www.pavimentosonline.com/ sumigran/celulosa_in...

 

La reacción para formar polímeros se llama polimerización. Existen dos formas para la obtención de polímeros: Adición y condensación.

En la adición los monómeros se unen unos a otros de tal forma que el polímero formado contiene todos los átomos que contenían los monómeros..

En la condensación el polímero no contiene todos los átomos del monómero, una parte de la molécula de éste forma otros compuestos pequeños, generalmente agua.

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6.2.1 POLÍMEROS DE ADICIÓN

En algunos casos, se forman a partir de monómeros que son alquenos, los cuales se unen por el rompimiento del doble enlace yla formación de dos nuevos enlaces sencillos. El más sencillo de los polímeros sintéticos es el polietileno.

Monómero
Polímero
Algunos usos


Etileno

 


Polietileno
Bolsas de plástico que se usan para empacar frutas y verduras, bolsas para prendas destinadas a lavado en seco, botellas, juguetes, aislantes eléctricos.

Propileno

Poliprepileno
Alfombras para interiores y exteriores, botellas, maletas.

Cloruro de vinilo

Cloruro de polivinilo
(PVC)
Envolturas y botellas de plástico transparentes. Losetas para piso, cortinas de baño, plomería, imitación de cuero.

Tetrafluoroetileno

Teflón
Materiales resistentes al calor y a los agentes químicos.
Recubrimiento antiadherente para utensilios de cocina, aislantes eléctricos

Estireno

Poliestireno
Muebles de imitación madera, aislantes de espuma plástica, vasos desechables para bebidas calientes.

 

Uno de los muchos usos del polietileno es la fabricación de bolsas de plástico para empaque.

www.rubarsa.com/english/ plasticosingles.htm

 

El teflón es utilizado como recubrimiento antiadherente en sartenes , entre otros usos.

www.hispanodetulsa.com/ news.php?nid=689


Los vasos desechables de poliestierno son utilizados para conservar bebidas calientes.

www.officenet.com.ar/ dept.asp?dept_id=483

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6.2.2 POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

Nylon.-

El monómero de un tipo de nylon es un ácido carboxílico con un grupo amino en el sexto átomo de carbono, el ácido 6-aminohexanoico, cuya estructura se muestra a continuación:

El polímero formado a partir de este monómero es el nylon 6. Este tipo de polímero es una poliamida ya que los enlaces que mantienen unidos a los monómeros son enlaces de amida.
Casi todo el nylon se convierte en fibras, que se utilizan para elaborar telas muy parecidas a la seda y a la lana.

El nylon se utiliza en la fabricación de diversas prendas con una calidad similar a la seda, pero a un costo menor, como es el caso de éstos calcetines.

www.f3online.de/bti-f3-shop/ ProductDetailActi...

Dacrón.-

Es un poliéster fabricado por condensación del etilenglicol con ácido tereftálico.

Se utiliza para fabricar fibras que se utilizan en la elaboración de prendas de “lava y usar”. Muchas telas sintéticas se elaboran a partir de este poliéster.

Muchas telas sintéticas se elaboran a partir de dacrón.

 

www.metallographic.com/ pp.htm

Baquelita.-

La baquelita fue el primer polímero sintético. Es un polímero de fenol formaldehído. Este tipo de resinas son termofijas, o sea que una vez moldeadas no pueden fundirse nuevamente. Se utilizan para unir astillas de madera en paneles de madera aglomerada.

Con la baquelita se fabrican diversos materiales.

www.vetriengineers.com/ english/plasticcompone...

Policarbonatos.-

Estos polímeros son translúcidos como el vidrio, pero duros. Estás características permiten que se utilicen en la fabricación de ventanas a prueba de balas y cascos de protección.

Cacos de protección de policarbonatos.

www.tatoo.ws/outdoors/ photo/cascos/half_dome.jpg

Lectura
Lea el texto titulado "Nylon" y escriba un comentario acerca del tema. Envíelo por correo electrónico a su profesor.

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Actividad 4.5: Resuelva la actividad IV-5 siguiendo el vínculo.