Actividad enzimática

Los exploradores europeos tenían el conocimiento, las habilidades y el equipo adecuados, pero ¿por qué no llegaron al Nuevo Mundo hasta finales del siglo XV? Te sorprenderá saber que la respuesta a esta pregunta está relacionada con las pequeñas moléculas biológicas llamadas enzimas, que actúan como catalizadores.

¿Qué es un catalizador? Es una sustancia que permite que una reacción ocurra más rápido, utilizando menos energía. Si trazaras un gráfico de la energía necesaria para una reacción biológica no catalizada, se vería algo así. Esta altura representa la energía de activación, que es la cantidad mínima de energía necesaria para que la reacción continúe. Las enzimas, que funcionan como catalizadores, proporcionan una vía de reacción alternativa, con una energía de activación más baja.

Entonces, ¿cómo funcionan realmente las enzimas? La mayoría de las enzimas son proteínas. La parte de su estructura que interactúa con las moléculas que catalizan se llama sitio activo, que tiene afinidad solo por ciertos sustratos y no se une a otros. Cuando los sustratos correctos ingresan al sitio activo, la enzima cambia su forma para lograr una configuración de mayor afinidad. Este estado de transición facilita la reacción y convierte los reactivos en productos. La enzima, sin embargo, tiene una menor afinidad por los productos, por lo que los libera y vuelve a su forma original, lista para repetir el mismo proceso. Este es un ejemplo de una enzima catabólica porque tomó un solo sustrato y lo rompió para formar múltiples productos. Lo opuesto a esto, es la enzima anabólica, que toma dos sustratos y los une para hacer un producto más grande.

Hay muchas otras formas en que funcionan las enzimas. Por ejemplo, esta enzima transfigura un solo sustrato en una nueva forma. Mientras que este, transfiere parte de un sustrato a otro. Algunas enzimas no pueden catalizar reacciones por sí mismas y requieren cofactores o coenzimas para catalizar su reacción.

Entonces, te estarás preguntando, ¿cómo se relaciona todo esto con los viajes del siglo XV? En ese momento, los marineros no tenían acceso a productos frescos que contuvieran vitamina C, una coenzima esencial para la síntesis de colágeno. Debido a eso, los marineros desarrollarían escorbuto, una enfermedad por deficiencia de vitamina C, que a menudo era mortal. Resolvieron este problema encurtiendo frutas y verduras ricas en vitamina C. El decapado reducía el pH de los alimentos, lo que impedía la actividad de las enzimas microbianas, responsables de su putrefacción. Por lo tanto, la destrucción de las enzimas microbianas y el almacenamiento de una coenzima esencial jugaron un papel importante en el éxito de las expediciones largas.

En este laboratorio, puede cuantificar cómo las diferentes condiciones afectan la función de la enzima, evaluando la velocidad de reacción, la cantidad de producto producido, por unidad de tiempo. Primero medirá la velocidad de reacción de referencia a una temperatura ambiente estándar y un pH neutro. La tasa aumentará al principio hasta que todas las moléculas de la enzima estén completamente saturadas con el sustrato. Y luego, la catálisis alcanzará un nivel constante a medida que las enzimas estén ocupadas continuando el ciclo de unión al sustrato, catálisis y liberación. Una vez que se ha establecido la velocidad de reacción de referencia, se puede utilizar como punto de referencia para otras condiciones. La enzima con la que trabajará en este laboratorio es la peroxidasa de nabo. Evaluará su actividad bajo valores variables de temperatura y pH.