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En 1878 acuñó el término enzima, queviene del griego ενζυμον "en levadura“
A fnes del siglo XIX, mostró que unasustancia extraída de las levaduras odíaroducir !ermentación !uera de la célula
viva" A esta sustancia se le dio el nom#rede en$ima, de $%me, la ala#ra griega quesignifca &levadura& o &!ermento&"
Las Enzimas
Ed'ard (uc)ner
*18+-1.17/
0il)elm 2)ne
*183741./
http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/440http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/7http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/365http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/365http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/7http://www.curtisbiologia.com/glossary/term/440
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5atali$adores mu% activos enmedios acuosos, 6, resión %
9on mu% específcos: uedenmodifcar un ;nico su#strato en una
me$cla de su#stratos mu% similarese incluso ueden discernir entredos isómeros de una me$claracémica de un comuesto quiral"
9on catali$adores mu% selectivos:
ueden modifcar un ;nico enlace oun ;nico gruo !uncional en unamoléculas que tenga variasosiciones modifca#les"
Características
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(acterias, )ongos"
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=esarrollar roductos de calidad)omogénea, arovec)ando ótimamentesus materias rimas"
Acelerar los rocesos de roducción"
>inimi$ar deserdicios"
=isminuir el deterioro del medio am#iente"
Enzimas y biotecnología
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Aplicaciones
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?as moléculas simles se roducen or síntesisquímica
?as moléculas comle@as generalmente de#en ser
urifcadas a artir de microorganismos, lantas oanimales" Ingeniería genética o metodología del A=
recom#inante"◦ &organismo genéticamente modifcado&◦ &roteína recom#inanteB
?a insulina *1.8C/" Anti#ioticos: enicilina, ce!alosorina, tetraciclina,
eritromicina"
IND!"#IA %A#$AC&"ICA
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IND!"#IA %A#$ACE"ICA
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6eraia en$imDtica
=e!ectos enéticosFrganos Artifciales
Alicaciones analíticasAnDlisis directo de meta#olitos"Ensa%os indirectos acolados a en$imas"
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IND!"#IA!
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IND!"#IA DE LO!CO$B!"IBLE!
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(iodiesel,
(ioalco)ol, =escontaminación deresiduos
(ioremediación %
Gitoremedación
Aplicaciones $edioambientalesde las Enzimas(
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Como obtener lasenzimas)
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9elección de la !uente
Extracción
Hurifcación
AI!LA$IEN"O *CA#AC"E#I+ACI,N
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!elecci-n de la ./ente1. ABUNDANCIA DE LA ENZIMA
Ej Acetil-CoA carbosilasa Glándulas aarias
!os"atasa alcalina #i$%n
E. Coli Mani&ula. 'en(ticaente)*abientalente+
,. /IBILIDAD DE B0ENCIN DE LA !UEN0E
Glándula &ituitaria *buena "uente+ N "ácil dis&onibilidad
2. LCALIZACIN /UBCELULA#
i&ortante &ara el dise$o del sistea de&uri"icaci%n
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En$imas intracelulares → rutura celular A#rasivos : homogeneizador de vidrio, mortero, licuadora. 5)oque osmótico: solvente adecuado, isotónico (sacarosa 0,25 M, NaCl 0,9%, KCl 0,5 M! o lig.
"i#ertónico.
lcalis: solu$ilización de la mem$. #or sa#oniicación de los lidos =etergentes: '', sulonato de sodio. ?iso$ima % E=6A: igestión de las #aredes celulares #or ru#tura de los enlances $eta)(.*! glicos&dicos
entre el +cido N)acetilmur+mico (NM! - la N)acetilglucosamina (N! del muco#/#tido
=isolventes orgDnico: tolueno,acetona
◦
E0tracci-n 1I2
C(lulas3 tejidos3etc
#4&tura
ellet con c(lulas intactas3 or'anulos3ebranas 5 &rote6nas de ebrana
/obrenadante con&rote6nas solubles
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9onicación:a#licación de recuencia su#eriores a
20"z. 1l choue de ondas sónicas o ultrasónicas #rovocacam$ios de #resión de miles de atmóseras, ue rom#en la#ared celular. 'e usa generalmente #ara $acterias -levaduras -, a veces, #ara determinados te3idos animales($azo, ri4ón, eritrocitos!.
5i$alla líquida 6aso de la sus#ensión de c/lulasa elevada #resión (755M6a! a trav/s de un oriicio estrecho ."omogeneizador de Manto)aulin. 8otura celular #or ca&da$rusca de #resión - choue.
5i$alla sólida: 6aso de c/lulas congeladas ()20C!a trav/s de oriicio. Mecanismo gitación en #resencia dea$rasivo (cristales de hielo! : rotura #or cizalla l&uida.;uerzas de cizalla #aso a trav/s de oriicio : desgarro #orcristales de hielo.
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3/rifcaci-n
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OB4E"I5O! EN LA 3#I%ICACI,N
1.- M78IMA CAN0IDAD /IBLE
orcentaje de en9ia &uri"icada res&ecto a la cantidad ori'inal
,.- M78IMA AC0I:IDAD CA0AL;0ICAEn9ia en condiciones o&erati
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?os métodos de extracción destru%en lacélula, li#erando la en$ima % el contenidocelular entre ellos los Dcidos nucleicos *↑viscodisad), trans!ormDndose en uncontaminante que )a de ser eliminado"
>étodos:◦
Hreciitar los Dcidos nucleicos, mediante laadición de olicationes de alto eso molecular*caro/
◦ =igestión en$imDtica con nucleasas
Eliminaci-n de 6cidos N/cleicos
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>étodos:◦ 5entri!ugación"*Eliminar
material viscoso o gelatinoso/◦ Giltración"* randes vol;menes
de reciitados Joculados/
6IHF9 =E 5E6KLGMA9: 5entrí!ugas discontinuas 5entrí!ugas continuas
=e cestillo =e ta$a 5ilíndrica 9)arles 9uer
Eliminaci-n de restos cel/lares
0i&os de centr6"u'a continua *a+ de cestillo3 *b+ de ta9a3 *c+ cil6ndrica 5 *d+
/=ar&les /u&er
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3#O3IEDADE! %I!ICO789$ICA! "ILI+ADA! 3A#A LA!E3A#ACI,N
"amao o masa◦ 5entri!ugación, 5romatogra!ía de exclusión molecular◦ =ialisis % Mltrafltración
Carga◦ 5romatogra!ía de Intercam#io Iónico◦ Electro!oresis, Hunto Isoeléctrico
!ol/bilidad◦ 5am#ios de ◦
5am#ios en !uer$a iónica, Centros de enlace◦ 5romatogra!ía de afnidad, inmunoadsorción, enlace covalente
3/rifcaci-n yconcentraci-n
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3#ECI3I"ACI,N - urifcación inicial AD!O#CI,N !E3A#ACI,N EN DO! %A!E! L98IDA! C#O$A"O;#A%9A EN COL$NA
◦ Giltración en geles o excusión molecular◦ 5romatogra!ía de Intercam#io iónico◦ 5romatogra!ía de afnidad
ELEC"#O%O#E!I! EN CON"INO
L"#A%IL"#ACI,N * DI6LI!
3/rifcaci-n yconcentraci-n
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Hurifcación inicial, a artir de un extractoque contenga la en$ima(
?a reciitación uede ser de tio:◦ egativo *reciito la imure$a/"◦ Hositiva *reciito el en$ima, tam#ién concentro/"
3recipitaci-n
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tomos, iones o moléculas son atraadas oretenidas en la suerfcie de un material"
9o#re materiales insolu#les" El rinciio de adsorción q se alica es
)a#itualmente el del intercam#io iónico" 6res tios de materiales:
◦ resinas,◦ dextranos sustituidos o agarosa◦
celulosas sustituidas"
Adsorci-n
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
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9eara or un lado las roteínas % or otrolas aredes celulares % residuossemisolu#les"
El rinciio se #asa en que al colocar encontacto un solución de Hroteínas N uname$cla de dos olímeros inmisci#les, losdos olímeros se seararan en Gases
distintas % las roteínas quedaranselectivamanete reartidas entre una !ase %la otra"
/EA#ACIN EN D/ !A/E/ L;>UIDA/
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? (asada en las di!erencias de:carga, tamaño o afnidad"
? ?a columna se emaca con unmaterial sólido *.ase
estacionaria/, % una solucióntamonada asa a través de lacolumna *.ase m-vil/"
Cromatogra.ía en col/mna
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E0c/si-n molec/lar ◦ Holímeros de O orosidad *estacionaria/"◦ 9earación or tamaño de las artículas"
Cromatogra.ía de Intercambio i-nico ◦ 9oorte unidos gruos cargados
ositivamente *intercambio ani-nico/ o
negativamente *intercambio cati-nico/"◦ 9earación or carga de las artículas"
Cromatogra.ía de afnidad◦ Mnión esecífca a ciertas moléculas,
mediante uniones !uertes, ero nocovalentes"
◦ ?a molécula que se une esecífcamente ala roteína se conoce con el nom#re deligando % se une covalentemente a unamatri$ inerte"
Cromatogra.ía en col/mna.
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En geles de oliacrilamida, son orosos, en!unción de la concentración de acrilamida"
=urante la electro!oresis la !uer$a que rovocala migración de las roteínas es un camo
eléctrico, % el gel act;a como fltro molecular,la migración de las roteínas en !unción de surelación cargaPmasa"
?as roteínas ma%ores son retardadas % se
mueven mDs lentamente a través del gel, lasva !renando el tamaño del oro % las roteínasmDs equeñas avan$an mDs rDidamente"
Electro.oresis
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Electro.oresis
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>em#ranassemiermea#les
F#@etivo◦ Eliminación de sales %
concentración"◦ 9earación or tamaños"◦ Giltros: ultrafltros de f#ra
)ueca o de lec)o lano
ltrafltraci-n y di
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Mso analítico◦ liofli$ado◦ susensión en 3"Q > de sul!ato de amonio"
Industria◦ >e$cla con sales % ceras ara !ormar granos o
equeñas cDsulas"
Concentrado y Envasado
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Kealice una #reve investigación acerca de la ingenieríaen$imDtica de las siguientes en$imas: 6irosil tKAsistetasa, R-lactamasa, di)idro!olato reductasa % su#tilisina"
THor qué usar microorganismos ara roducir en$imas % no
lantas o animales como !uenteU Hara que sirven las siguientes en$imas: roteinasas, renina,
aaína, caro)idrasas, V-amilasa % R-amilasa" Wue en$imas se utili$an en los rocesos de !ermentación
alco)ólica, curtición, !a#ricación de queso ela#oración dean"
C/estionario