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Materia: Enzimologa

Uso de una enzima Comercial

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Introduccin

Las enzimas son utilizadas en la industria qumica, y en otros tipos de industria, en donde se requiere el uso

de catalizadores muy especializados. Sin embargo, las enzimas estan limitadas tanto por el numero de

reacciones que pueden llevar a cabo como por su ausencia de estabilidad en solventes orgnicos y

altas temperaturas.

Diversas aplicaciones industriales de las enzimas:

LA AMILASA DE HONGOS !LAN"AScataliza la degradacin del almidon en azucares sencillos

!#O"EASAS: Los abricantes de galletas las utilizan para reducir la cantidad de protenas en la !arina

"#I!SINA:"ara pre#digerir el alimento digerido a beb$s

CELULASAS$ !EC"INASAS:%clarador de zumos de rutos

&'(I(%, derivado del estomago de animales rumiantes )venes*terneros y ove)as+: "roduccin de queso

usada para !idrolizar protenas.

EN%IMAS !#ODUCIDAS !O# &AC"E#IAS: %ctualmente, cada vez mas usadas en la industria lctea.

LI!ASAS:Se introduce durante el proceso de produccion del queso roqueort para avorecer la maduracin

LAC"ASAS: &otura de la lactosa en glucosa y galactosa

!A!AINA:%blandamiento de la carne utilizada para cocinar

AMILASAS$ AMILOGLUCOSIDASAS GLUCOAMILASAS: onversion del almidon en glucosa y diversos

azucares invertidos

GLUCOSAS ISOME#ASA :onversin deglucosaen ructosadurante la produccin de )arabe de

maz partiendo de sustancias ricas en almidn. 'stos )arabes potencian las propiedades edulcorantes y

reducen las caloras me)or que la sacarosay manteniendo el mismo nivel de dulzor.

CELULASAS:-tilizadas para degradar la celulosas en azucares que pueden ser ermentados

LIGNINASAS:-tilizada para eliminar residuos de lignina

http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fructosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sacarosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ligninahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fructosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sacarosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ligninahttp://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa

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Antecedentes

I CARACTERSTICAS DE LA PAPAINA

Es una enzima de la hidrolasa de la proteasa de la cistena (EC 3.4.22.2) presente en lapapaya (Carica papaya) y la papaya de la montaa (cundinamarcensis de Vasconcellea).

La papana, procedente del ltex de la fruta verde y an sin madurar de la papaya, es una Thiol Proteasa la cualcataliza las hidrlisis de steres y pptidos.

ue la primera protena ve!etal a la cual se le pudo elucidar su estructura cristalina consta de "#" residuos deaminocidos, $% de los cuales estn ionizados.

1 PROPIEDADES FISICAS

La papana es un polvo &lanco o &lanco !risceo, sumamente activo, por lo cual de&e ser mane'ado conprecauciones, tam&in es producida en forma l(uida. La papana es insolu&le en disolventes or!nicos, y pocosolu&le en a!ua y !licerol. Tiene un punto isoelctrico alrededor de un p) *.+ y una a&sorcin mximaaproximada de "+*nm.

2 PROPIEDADES QUIMICAS

-sta enzima posee un !ran poder de hidrlisis, mayor (ue cual(uier otra enzima proteoltica, es muy activa en lahidrlisis de amidas y steres. dems tiene poca especificidad, puede hidrolizar sustratos sintticos los cualesson !eneralmente considerados como sustratos de tripsina, (uimotripsinas o pepsinas. La papana ha de ser tilcomo &iocatalizador en reacciones de esterificacin y como &iocatalizador especfico en la esterificacin decidos !rasos con #/&utanol.

3 ESTRUCTURA DE LA PAPAINA

0omo muestra la fi!ura #, la papana es una sola cadena polipeptdica, la cual consta de "#" residuos de

aminocidos, $% de los cuales estn ionizados.

-l dominio L, comprendiendo los residuos #1 2 ### y "1* 2 "#", conteniendo tres alfa hlices y el dominio 3,comprende los residuos # 2 4 y ##" 2 "1+, consistentes en dos alfa hlices y dos ho'as &etas tetra ramificadas.

-l sitio de unin de 056/", )76/#4 y 68/#+ est localizado en una honda hendidura en la interfase entrelos dos dominios. -n dicha hendidura se encuentra el sitio activo de la enzima con una distancia de % 9 entre elazufre de 056/" y el anillo de imidasol de )76/#4 :fi!ura ";.

Fig. 1 Fig. 2

4 ESTABILIDAD DE LA PAPAINA

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La papana, adems de la forma de ltex, tam&in es producida como un l(uido y en forma de un polvo solu&le,la vida de almacenamiento de la papana es relativamente corta. La papana en polvo almacenada &a'o "1 90mantendr su actividad por < meses y la papana li(uida almacenada &a'o %19 0 mantiene su actividad por $meses, despus de iniciados los tres meses de almacenamiento una cada de "= a = de la actividad puedeocurrir por mes.

>na de las principales propiedades de la papana es su esta&ilidad. La enzima es esta&le en un amplio ran!o decondiciones de p) el cual a&arca de p) $ a #", tam&in posee &uena esta&ilidad en amplios ran!os de

temperatura, la misma est activada desde los #190 hasta los +190, sin em&ar!o, la temperatura ptima para lapapana esta en un ran!o entre los $90 y %90.

?tra casualidad importante de la enzima es su esta&ilidad cuando es sometida a reactivos or!nicos (ue causandesnaturalizacin en otras enzimas, sin em&ar!o, su exposicin a a!entes como el cido tricloroacticodesnaturaliza irreversi&lemente la molcula.

5 ACTIVIDAD DE LA PAPAINA

La papana en su estado natural presenta una &a'a actividad enzimtica de&ido a la presencia en este estado deenlaces azufre 2 azufre :6/6; en el sitio activo de la molcula. Para (ue la enzima o&ten!a su capacidadcataltica es necesario transformar los enlaces 6/6 a enlaces sulfhidrilos li&res :6/);. La activacin de la enzima

se puede lo!rar adicionando a!entes reductores moderados como la cistena, sulfuros, sulfitos y cianuros.dems de la adicin de a!entes reductores tam&in se utiliza un a!ente (uelante como el -@T el cual eliminala presencia de iones divalentes como 0d, An, e, 0u, )! y P& los cuales catalizan la formacin de enlacesazufre 2 azufre :6/6;.

La actividad de la enzima tam&in es afectada desfavora&lemente al estar expuesta al aire li&re de&ido a (uepropicia reacciones de oxidacin en la enzima, otros compuestos como las clorometilcetonas de fenilalanina ylisina y reactivos aldehdicos como fenilhidrazina e hidroxilamina afectan ne!ativamente la actividad de laenzima.

6 EXTRACCIN DE LA PAPAINA

6e extrae el ltex de frutos de papaya verdes y completamente desarrollados, el ltex de&e ser procesado:secado; inmediatamente despus de ha&er sido extrado del fruto. -l proceso de secado puede hacerse a plenosol o tam&in utilizando otra fuente de calor. -n este ltimo caso, el uso de hornos es esencial. -l diseBo ycaractersticas del tipo de horno ms adecuado dependen de la disponi&ilidad de la fuente de calor. Cstos de&enser re!ulados para !arantizar un suministro promedio de " 90, ya (ue el calor excesivo destruye el principioactivo de la papana.

La papana puede o&tenerse pura, mediante un procedimiento de pasos (ue se enumeran a continuacinD

# Preparacin del extracto acuoso crudo." -liminacin de material insolu&le a p) 4.$ raccionamiento con sulfato de amonio.% raccionamiento con cloruro de sodio.

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Metodologa

ABA!"A#$E!%& "E A CA'!E Cortar cinco letes de carn sin teido conecti*o de la +orma m,ssimilar posi-le. "esinarlas con letras/ n0meros o seales 1ue nos permitan distinuirlas y nocon+undirlas durante el eperimento.

%ratamiento

Al lete 5 dearlo sin tratamiento aluno para 1ue sir*a como testio y control.Al lete 2 rociar de modo uni+orme cada lado del lete menos de media cucharadita dela-landador comercial y propinar una -uena imprenaci6n .Al lete 3 darle el mismos tratamiento 1ue al lete 2/ pero una *ez aplicado el a-landador/punzarla muy -ien para la penetraci6n dentro de la carne.Al lete 4/ punzarla y dearla en imprenaci6n con c,scara de pia por 37 minutosAl lete 8/ punzarla y dearla en imprenaci6n con las c,scaras de papaya por 37 minutos

"ear las muestras a temperatura am-iente durante media hora. 9recalentar el horno a 5:7 ;C.Cumplida la media hora/ colocar las muestras de +orma 1ue no se con+undan so-re una parillaenrasada e introducirlas en el horno con la puerta a-ierta. Asar totalmente la carne. Enrase ses necesario los letes. Concluido el asado/ cortar y eaminar y comparar la tetura y laconsistencia de los letes. %a-ule los resultados o-ser*ados y esta-lezca di+erencias entre losdi+erentes tratamiento