Practica 3 Actividad enzimatica - ESCOBILLA PEREZ tatiana (1)

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL VALLE DEL 
MEZQUITAL 
 
 
INGENIERIA EN PROCESOS BIOALIMENTARIOS 
 
 
MATERIA: BIOQUÍMICA AVANZADA 
 
 
PRÁCTICA # 3 
 
ACTIVIDAD ENZIMATICA 
 
FACILITADOR: ING. MAURO VAZQUEZ JAHUEY 
 
 
PRESENTA % DE 
PARTICIPACIÓN 
MATRÍCULA 
BAUTISTA HERNANDEZ BENITO 100 1430977 
ESCOBILLA PÉREZ TATIANA 100 103083 
GUERREO TORRES ARGELIA 100 1430300 
HILARIO MORALES AURELIA 100 113222 
MARTINEZ CORTES LUZ MARIANA 100 1330475 
 
 
 
 
 
CUATRIMESTRE: 8° GRUPO: “B” 
 
 
 
 
 
IXMIQUILPAN HGO. A 22 DE MARZO 2017. 
Índice 
I. Objetivo ................................................................................................................................ 3 
II. Marco teórico ....................................................................................................................... 3 
III. Resultados ....................................................................................................................... 7 
IV. Análisis de resultados ..................................................................................................... 9 
V. Conclusiones ..................................................................................................................... 10 
VI. Galería fotográfica ......................................................................................................... 11 
VlI. Revisión bibliográfica ........................................................................................................ 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I. Objetivo 
 
Poner de manifiesto la presencia de la enzima catalasa en tejidos animales y 
vegetales, así como comprobar la acción de la temperatura sobre la actividad de 
las enzimas 
II. Marco teórico 
 La función de la catalasa 
 Las especies de oxígeno reactivas como el radical superóxido, el radical hidroxilo 
y el peróxido de hidró- geno (H2O2) se forman durante la reducción del dioxígeno 
en agua. Estas especies pueden dañar las proteínas, los lípidos y los ácidos 
nucleicos, por lo que se requieren sistemas antioxidantes eficientes, entre los que 
se incluyen ciertas enzimas. El peróxido de hidrógeno se forma por la dismutación 
del radical superóxido y también en la reacción de algunas oxidasas. Hay varias 
enzimas capaces de degradar el peróxido de hidrógeno: las catalasas, las 
peroxidasas y las peroxirredoxinas. Las peroxidasas eliminan el H2O2 usándolo 
para oxidar otros sustratos. A diferencia de las otras enzimas, que requieren de un 
sustrato reducido, las catalasas dismutan el peróxido de hidrógeno. Se han 
identificado tres grupos de catalasas (Murshudov GN, 2002): 
1) Las catalasas monofuncionales, que contienen hemo y están presentes 
tanto en los organismos procariotos como en los eucariotos 
2) Las Mn-catalasas, que son enzimas hexaméricas que no tienen hemo, 
tienen Mn en el sitio activo y sólo están presentes en algunos organismos 
procariotos anaerobios 
3) Las catalasas-peroxidasas, que tienen actividad de catalasa y de 
peroxidasa, contienen hemo y sólo están presentes en las bacterias y los 
hongos. 
 
 
El mecanismo de reacción 
En la reacción de la catalasa ocurre la transferencia de dos electrones entre dos 
moléculas de peróxido de hidrógeno en la cual una funciona como donador y otra 
como aceptor de electrones. El mecanismo de reacción se lleva a cabo en dos 
pasos. En el primero la catalasa se oxida por una molécula de peróxido formando 
un intermediario llamado compuesto I. El compuesto I se caracteriza por tener un 
grupo ferroxilo con FeIV y un radical catiónico de porfirina. En esta reacción se 
produce una molécula de agua (Reacción 1). En el segundo paso de la reacción, 
el compuesto I es reducido por otra molécula de peróxido regresando la catalasa a 
su estado inicial y produciendo agua y dioxígeno (Reacción 2). 
En ciertas condiciones el compuesto I puede captar un electrón originando el 
compuesto II. El compuesto II tiene un estado de oxidación intermedio a los 
observados en el compuesto I y la catalasa en reposo. Al reaccionar con una 
molécula de H2O2 forma el compuesto III, que tiene un estado de oxidación FeVI. 
El compuesto II y el compuesto III son inactivos cataliticamente. La catalasa 
también puede catalizar ciertas reacciones como peroxidasa. En la reacción de 
peroxidasa de la catalasa, el compuesto I puede oxidar el metanol, el etanol, el 
formato o el nitrato utilizando una molécula de H2O2 como oxidante (Putman CD, 
2000). 
En el cerebro, la reacción de la catalasa con el etanol forma acetaldehído 
(Reacción 3), que explica algunos de los efectos neurológicos del alcohol en 
humanos (Lardinois OM, 1996). 
Reaccion 1. Enz (Por-FeIII) + H2O2 → Compuesto I (Por+•-FeIV-O) + H2O 
Reaccion 2. Compuesto I (Por+•-FeIV-O) + H2O2 → Enz (Por-FeIII) + H2O + O2 
Reaccion 3. Compuesto I (Por+•-FeIV-O) + CH3CH2OH → Enz (Por-FeIII) + 
CH3CHO + H2O 
 
 
La catalasa en una enzima que la podemos encontrar en muchos organismos 
vivos, y cataliza la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno en 
agua y oxígeno. 
El peróxido de hidrógeno es uno de los productos del metabolismo celular en 
diversos organismos, pero dada su potencial toxicidad, es transformado enseguida 
por la enzima catalasa. 
 
La enzima catalasa cumple una función protectora contra determinados 
microorganismos patógenos, sobre todo anaerobios. Las bacterias anaerobias, 
mueren al estar en contacto con oxígeno, es por esta razón que el oxígeno 
producido por esta enzima tiene efecto bactericida sobre estos microorganismos. 
La reacción catalizada por esta enzima, ocurre en dos etapas, en las cuales 
interviene el hierro del grupo hemo de la hemoglobina como cofactor. 
La industria alimentaria evita la oxidación de los alimentos mediante 
diferentes técnicas, como el envasado al vacío, y también utilizando 
antioxidantes. Hay antioxidantes naturales, presentes en el organismo, o 
sintéticos. Los antioxidantes en alimentos se definen como preservantes que 
retardan el deterioro, rancidez o decoloración debida a la oxidación. Después de 
que el antioxidante se une al agente oxidante, éste no está libre para reaccionar 
con algunos compuestos de los alimentos y por lo tanto no puede causar su 
oxidación. 
Los antioxidantes pueden ser enzimas que aumentan la velocidad de ruptura de 
los agentes oxidantes (radicales libres). Entre ellas se encuentran las enzimas 
superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y la catalasa. 
El uso de esta enzima permite alargar la vida útil de zumos de cítricos, cerveza y 
vino ya que, al degradar el agua oxigenada (un agente oxidante) en sustancias no 
reactivas (agua y oxígeno) se inhiben las reacciones oxidativas sin problemas 
secundarios. 
 
 
 
Información general de las enzimas 
Clase oxidorreductasa (EC.1) 
Actúa sobre un peróxido como aceptor (EC. 1.11) 
Peróxidos (EC.1.11.1) 
Catalasa (EC. 1.11.1.6) (Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de 
Bioquímica y Biología Molecular (NC-IUBMB), 2017) 
Cataliza la reacción 2H2O2 2H2O+ O2 por lo que se emplea precisamente para 
destruir el peróxido de hidrogeno usado. Esta enzima también se emplea para 
eliminar 2H2O2 que la glucosa oxidasa produce durante la transformación de la 
glucosa en ácido gluconico la catalasa está presente en gran cantidad de tejidos 
animales y vegetales, así como el microorganismo, pero se produce a nivel 
industrial a partir de aspergillus Níger. La catalasa se utiliza como parámetro para 
estimar la contaminación microbiana de diversos alimentos, así como la mastitis 
en las vacas. Esta enzima constituyente de algunas bacterias aeróbicas (por 
ejemplo bacillus spp, pseudomonas spp y entero bacterias y su concentración se 
incrementa con el número de microorganismos, por lo que la medición de la 
catalasa refleja indirectamente la población microbiana de de algunos productos,como es el caso de los derivados cárnicos. Un ejemplo para el uso de la catalasa 
en la industria alimentaria es que en algunas regiones en las que no cuentan con 
un sistema de refrigeración adecuado para el almacenamiento y el transporte de la 
leche, utilizan el peróxido de hidrogeno como conservador temporal en un proceso 
comúnmente llamado “pasteurización en frio” se añaden de uno a dos ml de H2O2 
al 33% por litro y así la leche se mantienen en buenas condiciones hasta que 
llegue a la planta procesadora. Antes de consumirla se debe de eliminar el 
peróxido residual que contiene; esto es de gran importancia sobre todo para la 
leche que será utilizada en la fabricación de quesos, ya que de otra manera el 
H2O2 puede inhibir el crecimiento de los microorganismos lácticos que se usan 
como inóculo. La “pasteurización en frio” también se utiliza en la clara de huevo 
con el mismo fin. (Badui, 2006, pág. 342) 
III. Resultados 
 
Tabla 1. Desnaturalización de la catalasa en muestras de hígado y jitomate. 
Tubo 1 2 3 Testigo 
Temperatura 45 °C 60 °C 80 °C 24 °C 
Tiempo 5 min 5 min 5 min - 
Agua 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 
Agua 
oxigenada 
3 mL 3 mL 3 mL 3 mL 
Hígado + + - + 
Jitomate + + - + 
Fuente:(UTVM/2017) 
Nota la simbología: 
(+) Indica que hay presencia de catalasa, si hay reacción. 
(-) indica que hay ausencia de catalasa, no hay reacción. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 1: Resultados de la inactivación de la catalasa en muestras de 
hígado y jitomate a temperaturas de 45°C, 60 °C y 80 °C, con tiempo de 5 
min. 
Y testigo de hígado a temperatura ambiente, siendo positiva. 
Tabla 2. Efecto de tiempo y la temperatura en la inactivación de catalasa en 
acelga. 
Tiempo de escalde Temperatura 
de 60 °C 
Temperatura 
de 90 °C 
30 + - 
60 + - 
180 + - 
240 + - 
0 Segundos; 24 °C + 
Fuente: UTVM/2017. 
Nota la simbología: 
(+) Indica que hay presencia de catalasa, si hay reacción. 
(-) indica que hay ausencia de catalasa, no hay reacción. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 2: Resultados inactivación de la catalasa en muestras de acelga a 
temperaturas de 60 °C Y 90 °C en tiempos de 0, 30, 60 y 240 segundos. 
 
 
Grafica de resultado de desnaturalización de catalasa en acelgas 
 
 
 
93 - - - - - 
 
60 + + + + + 
 
 
 0 30 60 180 240 
IV. Análisis de resultados 
 
En la tabla 1 y 2 se observa que la presencia de la enzima catalasa es positiva a 
temperaturas bajas, sin embargo cuando se trabaja con una temperatura de 80°C 
y 93°C esta tiende a desnaturalizarse, esto se observa en las fotografías donde se 
tiene la muestra del testigo donde se nota una clara presencia de esta enzima a 
través del burbujeo, debido a que la catalasa químicamente es una proteína, se 
desnaturaliza al someterla a altas temperaturas. Al perder la estructura terciaria, 
pierde también la función y como consecuencia su función catalítica, por lo que ya 
no puede descomponer el agua oxigenada y por ello ya no se observa ningún 
tipo de reacción cuando realizamos el experimento con muestras sometidas a 
altas temperaturas para el caso de la acelga que se sometió a tiempo y 
temperatura diferentes. 
Además con este proceso pudimos observar la determinación de enzimas, termo 
resistentes, por ejemplo la catalasa que se manifestó por medio de burbuja al 
agregar carbonato de calcio, peróxido de hidrogeno y agua. 
 
Temperatura 
Tiempo 
V. Conclusiones 
 
De acuerdo a lo que se indicaba en la práctica, solo se llevaron a cabo dos 
determinaciones: la desnaturalización de la catalasa en hígado de pollo, tomate, y 
la inactivación de catalasa en acelgas. 
En el primer experimento se demostró la existencia de catalasa en el hígado de 
pollo (tejido animal) y tomate (tejido vegetal), a través de un intenso burbujeo para 
el primero y un burbujeo ligero para el segundo, los tubos de ensayo que fueron 
sometidos a distintas temperaturas, ya que esta influyo en la velocidad de 
reacción, lo que demostró que el tejido animal tiene una mayor cantidad de enzima 
que los tejidos vegetales. 
En el segundo experimento, se mostró la inactivación de catalasa en la acelga fue 
positiva a una temperatura de 60º C y negativa a 93ºC, por esto, se concluye que 
la inactivación de la catalasa depende de que tan alta sea la temperatura a la que 
se somete la muestra. 
Por lo mencionado anteriormente se concluye que la temperatura y el tiempo son 
críticos para la desnaturalización de las enzimas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VI. Galería fotográfica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 1. Pesado del 
hígado. 
Imagen 2. Muestra del 
hígado y jitomate a 450 C. 
Imagen 6. Muestras del hígado y 
jitomate después de haber sido 
sometidas a diferentes temperaturas. 
Imagen 3. Muestra del 
hígado y jitomate a 600C 
Imagen 4. Muestra de 
hígado y jitomate a 800C 
Imagen 5. Muestras del 
hígado y jitomate sometidas a 
450C, 600C y 800C 
Imagen 7. Presencia de 
burbujeo debido al 
desprendimiento de oxígeno 
en la muestra de hígado. 
Imagen 8. Muestra de espinaca 
moliéndose. 
Imagen 9. Muestra de espinaca a 
temperatura de 600C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 10. Muestra de espinacas a temperatura 
de 60 °C a 0 segundos, 30, 60, 180 y 240 
segundos, tiempo de escalde, pruebas positivas. 
Imagen 11. Muestra de espinacas a 930C en el 
tiempo 0 segundos la prueba fue positiva, en los 
tiempos 30, 60, 180 y 240 segundos prueba 
negativa. 
VlI. Revisión bibliográfica 
 
 Murshudov GN, Grebenko AI, Brannigan JA, Anston AA, Barynin VV, 
Dodson GG, Dauter Z, Wilson KS y Melik-Adamyan WR. (2002) The 
structures of Micrococcus lysodeikticus catalase, its ferryl intermediate 
(compound II) and NADPH complex. Acta Cryst D58:1972-1082. 
Consultado en articulo de internet el dia 19 de marzo disponible en 
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-
2_LA%20ESTRUC_.pdf 
 Putman CD, Arvail AS, Bourne Y y Tainer JA (2000) Active and inhibited 
human catalase structures: ligand and NADPH binding and catalytic 
mechanism. J Mol Biol 296:295-309. 
Consultado en articulo de internet el dia 19 de marzo disponible en 
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-
2_LA%20ESTRUC_.pdf 
 Lardinois OM, Mestdagh M y Rouxhet PG (1996) Reversible inhibition and 
irreversible inactivation of catalase in presence of hydrogen peroxide. 
Biochim Biophys Acta 1295:222-238. Consultado en articulo de internet el 
dia 19 de marzo disponible en 
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-
2_LA%20ESTRUC_.pdf 
 Badui, S. (2006). Quimica de los alimentos. Mexico: Pearson. 
 Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología 
Molecular (NC-IUBMB). (21 de marzo de 2017). 
 
 
 
 
 
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-2_LA%20ESTRUC_.pdf
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-2_LA%20ESTRUC_.pdf
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-2_LA%20ESTRUC_.pdf
http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-2_LA%20ESTRUC_.pdf
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http://www.uacj.mx/ICB/redcib/Documents/REB_DOC/2003/06/2003-2_LA%20ESTRUC_.pdf