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 Enzima catalasa En el organismo existe un sistema de protección antioxidante formado por enzimas y compuestos de bajo peso molecular. Una de las enzimas que interviene en la protección y, en consecuencia, en el mantenimiento del balance oxidante/antioxidante es la catalasa (CAT). La catalasa es una enzima hemoproteica, que se caracteriza por poseer una estructura tetramérica, en la cual casa subunidad contiene un grupo Hem (Fe +3 ). Esta presenta en la mayoría de las bacterias aeróbicas estrictas, facultativas y anaeróbicas aerotolerantes. La catalasa EC 1.11.1 .6 s una enzima que se encuentra en organismos vivos y cataliza la descomposic ión del peróxido de hidrogeno en oxígeno y agua. La catalasa manifiesta actividad de peroxidasa, cataliza la oxidación de s ustratos acoplad a a la reducción del peróxido de hidrogeno, para formar agua y oxigeno molecular. el peróxido de hidrogeno es muy toxico para las bacterias. Generalmente los miroorganismo s que carecen de citocromos también carecen de catalasa, así la mayoría de las bacerias anaerobias no la poseen (Rodríguez Cavallini, Evelyn, 2005, p 217) Para Elmer Koneman (2008) El peróxido de hidrogeno se forma como uno de los productos finales de oxidación del metabolismo aerobio e los hidratos de carbono. Si se permite que se acumule, resulta letal para las células bacterianas. La catalasa convierte el peróxido de hidrogeno en agua y oxigeno según la siguiente reacción: 2H 2 O 2 2H 2 + O 2

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Enzima catalasa

En el organismo existe un sistema de protección antioxidante formado por enzimas y

compuestos de bajo peso molecular. Una de las enzimas que interviene en la protección y,

en consecuencia, en el mantenimiento del balance oxidante/antioxidante es la catalasa

(CAT).

La catalasa es una enzima hemoproteica, que se caracteriza por poseer una estructura

tetramérica, en la cual casa subunidad contiene un grupo Hem (Fe+3

). Esta presenta en la

mayoría de las bacterias aeróbicas estrictas, facultativas y anaeróbicas aerotolerantes.

La catalasa EC 1.11.1.6 s una enzima que se encuentra en organismos vivos y cataliza la

descomposición del peróxido de hidrogeno en oxígeno y agua. La catalasa manifiesta

actividad de peroxidasa, cataliza la oxidación de sustratos acoplada a la reducción del

peróxido de hidrogeno, para formar agua y oxigeno molecular.

el peróxido de hidrogeno es muy toxico para las bacterias. Generalmente los

miroorganismos que carecen de citocromos también carecen de catalasa, así la mayoría

de las bacerias anaerobias no la poseen (Rodríguez Cavallini, Evelyn, 2005, p 217)

Para Elmer Koneman (2008)

El peróxido de hidrogeno se forma como uno de los productos finales de oxidación

del metabolismo aerobio e los hidratos de carbono. Si se permite que se acumule,

resulta letal para las células bacterianas. La catalasa convierte el peróxido dehidrogeno en agua y oxigeno según la siguiente reacción:

2H2O2 2H2 + O2

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La catalasa es una de las enzimas más abundantes en la naturaleza y se encuentra

ampliamente distribuida en el organismo humano, aunque su actividad varía en

dependencia del tejido; ésta resulta más elevada en el hígado y los riñones, más baja en el

tejido conectivo y los epitelios, y prácticamente nulo en el tejido nervioso.

Para José M. Macarulla (1994)

La catalasa a nivel celular se localiza en las mitocondrias y peroxisomas, excepto en

los eritrocitos, donde se encuentra el citosol. Esta enzima es una metaloproteina

tetramerica, cuyo peso molecular se encuentra en el rango de 210-280 kD. Consta

de 4 subunidades idénticas que se mantienen unidad por interacciones no

covalentes. Cada subunidad contiene un grupo prostético de protoporfirina IX y el

contenido protohémico y el hierro representan un 1,1% y 0,09% respectivamente

en el peso molecular total de la enzima.

Velocidad de reacción

La velocidad de reacción es la velocidad a la que la reacción procede hacia el equilibrio.

Para una reacción catalizada por una enzima, la velocidad es usualmente expresada como

la cantidad de producto producido por minuto.

La velocidad de reacción esta gobernada por la barrera de energía entre los reactivos y los

productos, en general, la energía debe ser añadida a los reactivos para sobrepasar la

barrera de energía. Esta energía adicionada se llama energía de activación y es

recuperada cuando los reactivos sobrepasan dicha barrera y desciende al nivel de la

energía de los productos.

Las enzimas pueden acelerar la velocidad de una reacción. Las enzimas con catalizadores

biológicos. Los catalizadores aceleran la velocidad de las reacciones rebajando la barrera

de la energía de activación entre los reactivos y los productos. Para observar un diagrama

de la barrera de la energía de activación de una reacción no catalizada y de una reacción

catalizada.

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La temperatura puede tener un efecto importante sobre la actividad de las enzimas y las

velocidades de reacción. A bajas temperaturas, el aporte de calor usualmente aumenta la

velocidad de una reacción enzimática, porque los reactivos tienes mayor energía y pueden

alcanzar l nivel de la energía de activación con mayor facilidad. Sin embargo si la

temperatura se eleva demasiado, es posible que se desnaturalice la enzima, provocando la

desorganización de sus estructura terciaria y la pérdida de su actividad catalítica.

Objetivo

Pretendemos medir por medio de un dispositivo casero la velocidad de reacción del

oxigeno liberado mediante el experimento de encontrar la enzima catalasa en el hígado al

aplicarle agua oxigenada, y mediante varias repeticiones, los datos de cuatro repeticiones

serás plasmados mediante tablas y gráficas para poder sacar un resultado llamado tasa

de reacción y comprobar el correcto funcionamiento del dispositivo, ayudados de la

ecuación de Michaelis-Menten P=x2-x1/y2-y1

Metodología:

Material utilizado para la práctica:

y  2 frascos para análisis de orina

y  40 cm de manguera transparente

y  Plastilina

y  1 palito de madera

y  Agua

y  1 jeringa

y  Agua oxigenada

y  Hígado de pollo previamente machacado

Procedimiento:

Tomar los frascos de análisis y hacer 2 hoyos en las tapas de ambos de manera que la

manguera pueda pasar por ahí. Cortar un pequeño fragmento de la manguera para

ponerlo de un frasco a otro y sellar con plastilina las orillas para evitar la filtración o la

fuga de gases. En uno de los frascos poner otro fragmento de manguera de 5 cm

aproximadamente y sellar de igual manera. En el otro frasco colocar lo que sobra de

manguera y sujetarla al palito de madera para mantenerla en forma vertical y marcarle

medidas; de igual manera la entrada de la manguera será sellada. Pegar los frascos a una

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superficie lisa como una tabla de madera para que no se muevan ni provoquen desniveles

en el experimento. Llenar el frasco con la manguera larga de agua y en el otro frasco

colocar 10gr de hígado picado.

Modo de funcionamiento:

Tomar 10ml de agua oxigenada con la jeringa y meterla en el extremo de la manguera del

frasco que contiene el hígado picado, agregar lentamente 2ml de agua. Al agregar el agua

oxigenada ésta reaccionara con la enzima catalasa que se encuentra en el hígado de pollo,

rompiendo así los enlaces del H2O2 liberándolos en forma de agua (H2O) y oxigeno (O2). Al

salir el oxígeno de esta reacción catalizadora buscara una via de escape, y al estar selladas

herméticamente las salidas ésta tendera a salir por la manguera que conecta al otro

frasco, ahí llegara y creara una presión en él, haciendo que el agua que se encontraba ahí 

busque una ruta de escape del mismo modo que el oxigeno la buscó en el otro frasco; el

agua saldrá por la manguera larga que tiene las medidas en ella y ahí podremos ver la

cantidad de oxigeno liberado en la reacción en los intervalos de tiempo establecidos

previamente.

Título: Velocidad de reacción enzimática de la enzima catalasa

Introducción

Por medio de un dispositivo casero pretendemos medir la velocidad de reacción del oxigeno liberado

mediante la reacción de la enzima catalasa en el hígado al aplicarle agua oxigenada, y mediante varias

repeticiones, los datos serán plasmados en tablas y graficas para poder obtener una tasa de reacción y

comprobar el correcto funcionamiento del dispositivo, todo este procedimiento es basado en la ecuación

de Michaelis-Menten P= x2-x1/y2-y1

Materiales:

* 2 frascos de análisis de orina

* 40 cm de manguera transparente

* Plastilina

* 1 palito de madera

* Agua

*1 jeringa

* 3 Hígados de pollo

* 1 botella de agua oxigenada (H2O2)

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Hipótesis:

Vaso 1. El hígado, junto con el H2O2 van a reaccionar soltando oxígeno, lo que provocará una presión que

empujará nuestra mano y calentará el fondo del vaso.

Vaso 2. Al poner a reaccionar hígado molido con agua oxigenada, la enzima catalasa actuará más rápido.

Vaso 3. La reacción será mucho menor pues se le habrán restado propiedades al hígado debido a la

cocción. 

Metodología:

1.  En el vaso 1, colocar una parte del hígado, vaciarle un poco de agua oxigenada y tapar

inmediatamente con una mano la boca del vaso.

2.  Cortar otro trozo de hígado casi del mismo tamaño que el anterior, licuarlo, colocarlo en el vaso,

verterle agua oxigenada y observar lo que sucede.

3.  Hervir agua y colocar un pedazo de hígado nuevo, dejarlo allí de 2 a 3 minutos. Sacar el trozo de

hígado del agua, depositarlo en el vaso y agregar agua oxigenada. Observa la reacción

Vaso 1

Discusión. Durante el experimento

utilizando el hígado crudo se pudo

notar una reacción de una

velocidad acelerada, ya que la

enzima catalasa se encontraba en

la parte externa del hígado y al

entrar en contacto con el agua

oxigenada y ésta al cubrir todo el

hígado ocurría la reacción

rompiendo los enlaces de H2O2.

Liberando el oxígeno y

demostrándolo en la presión

causada en el agua del otrorecipiente y marcando una

velocidad de reacción con las

medidas anteriormente puestas en

determinado intervalo de tiempo.

El resto de la energía liberada fue

expulsada en forma de calor en el

fondo del frasco. 

Vaso 2

Discusión. En este experimento

utilizamos el hígado molido, y de

igual manera que con el hígado

crudo se le agregó agua oxigenada.

El proceso de esta reacción fue

más rápido, ya que al estar molido

el agua oxigenada entra en

contacto más directo con la enzima

catalasa y en mayor cantidad,

provocando una reacción más

acelerada que la del hígado crudo.

También hubo liberación de

energía térmica al fondo del frasco.La velocidad y fue mayor en el

mismo intervalo de tiempo en

comparación con el hígado crudo. 

Vaso 3

Discusión. En esta ocasión el

experimento fue utilizando

hígado cocido previamente.

Al agregar el agua oxigenada

no hubo reacción alguna.

Esto se debe a que debido a

que fue previamente cocido

las enzimas debieron haber

muerto durante el proceso

de cocción. La reacción fue

nula.

Bibliografía:

Horton, H. (1995). Bioquímica, Ed. Omega, México.

Conclusión:

El experimento que llevamos acabo de la medición del oxígeno liberado gracias al rompimiento de

los enlaces de la enzima catalasa fue un éxito yq que comprobamos que si funciona correctamente

el dispositivo, de acuerdo con las gráficas y los intervalos de tiempo, los cuales se diferencian

entre 2 a 5 cm, no rebasando este límite, por lo cual deducimos que el margen de error es mínimo,

por lo que concluimos que la hipótesis se cumplió en cada caso.

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Autoevaluación:

Delgado Loredo Raúl Ricardo 10

Flores Weyerstalh Alfredo 10

Gallardo Rivera José Luis 10

Rodríguez Leyte Leslie Yajarumi 10

Todos trabajamos equitativamente y satisfactoriamente, cumpliendo con los requisitos,

cada uno de los integrantes del equipo.

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Ref erencias:

Rodriguez Cavallini, Evelyn, 2005, Bacteriología General, Editorial Universidad De Costa

Rica.

Elmer Koneman, Stephen Allen, 2008, Koneman diagnostico microbiológico, Ed. Médica

Panamericana.

José M. Macarulla, 1994, BioquímicaHumana, Ed. Reverte.