Efecto   de   la   temperatura  sobre   la   velocidad   de  reacción        15/05/2015  Alumnos  Laureles  Nabor  Anahi  N.C.  11091260  Sánchez  Morales  J.  Cecilio  N.C.  10090220  Francisco  Javier  Moreno  Alday  12090062    

 

 

PROFA:        HERNÁNDEZ  DÍAZ  WENDY  NETZY  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Introducción    

La  actividad  catalítica  de  un  enzima  se  determina  midiendo  la  velocidad  inicial  de  reacción,  que  es  la  pendiente  de  la  curva  de  progreso  (curva  de  producto  formado  ó  sustrato  transformado  frente  al   tiempo)   en   el   tiempo   cero.   Inicialmente,   las   reacciones   transcurren   linealmente,   pudiéndose  tomar   la  pendiente  de  esta  recta  como  velocidad  inicial.  A  tiempos  más   largos,  el  progreso  de  la  reacción  se  aparta  de  la  linealidad.  Esta  caída  de  la  velocidad  de  reacción  se  debe  a  la  disminución  significativa  de  la  concentración  de  sustrato,  aunque  también  pueden  influir  otros  factores  como  el   aumento   de   la   concentración   de   producto,   cambios   de   pH,   inactivación   del   enzima,   etc.   La  máxima   fiabilidad   en   la   determinación   de   la   actividad   de   un   enzima   la   suministra   el   valor   de  velocidad  inicial  o  velocidad  durante  el  tramo  inicial  de  progreso  lineal  de   la  reacción,  así  mismo  como  la  temperatura  puede  influir  en  la  reacción.      

Marco  teórico    

EFECTO  DE  LA  TEMPERATURA  SOBRE  LA  VELOCIDAD  DE  REACCIÓN  

En   general,   los   aumentos   de   temperatura   aceleran  las   reacciones   químicas:   por   cada   10ºC   de  incremento,  la  velocidad  de  reacción  se  duplica.  Las  reacciones   catalizadas   por   enzimas   siguen   esta   ley  general.   Sin   embargo,   al   ser   proteínas,   a   partir   de  cierta   temperatura,   se   empiezan   a   desnaturalizar  por   el   calor.   La   temperatura   a   la   cual   la   actividad  catalítica   es   máxima   se   llama   temperatura   óptima  (Figura   de   la   derecha).   Por   encima   de   esta  temperatura,   el   aumento   de   velocidad   de   la  reacción  debido  a  la  temperatura  es  contrarrestado  por   la   pérdida   de   actividad   catalítica   debida   a   la  desnaturalización   térmica,  y   la  actividad  enzimática  decrece  rápidamente  hasta  anularse.    

 

La  velocidad  de  una  reacción  química  se  expresa  en  términos  de  la  desaparición  de  los  reactivos  y  de   la   aparición   de   los   productos.   Toda   reacción   química   surge   del   número   de   choques   eficaces  entre   las   partículas   (moléculas,   iones,..)   de   las   sustancias   reaccionantes.   Este   número   es  proporcional  a  la  cantidad  de  partículas  que  se  encuentran  en  disolución  (concentración).  Para  una  reacción  del  tipo:  

2  A    +    B    →      4  C    +    D  

   

Un  cambio  en  la  temperatura  de  la  reacción  se  traduce  en  un  incremento  de  la  velocidad  de  sus  partículas,  de  su  energía  cinética,  de   los  choques  eficaces  y,  en  consecuencia,  de   la  velocidad  de  reacción.   En   general,   la   velocidad   de   una   reacción   se   duplica   por   cada   10   °C   de   aumento   de  temperatura.   En   1988,   el   químico   sueco   Svante   Arrhenius   observó   que,   para   casi   todas   las  reacciones,  el  aumento  de  la  velocidad  con  la  temperatura  obedece  a  la  siguiente  expresión:  

𝑘 = 𝐴𝑒!!!/!"  

Esta  ecuación  se  conoce  como  la  ecuación  de  Arrhenius  donde  k  es  la  constante  de  velocidad,  R  la  constante  de  los  gases  (8,314  J/mol-­‐K)  y  T  la  temperatura  absoluta.  El  término  Ea  es  la  energía  de  activación   que   es   la   energía   mínima   que   han   de   tener   las   moléculas   en   colisión   para   que   la  reacción   tenga   lugar.  El  valor  de  Ea  es  característico  de  cada  reacción  particular.  El   término  A  es  una   constante   denominada   factor   de   frecuencia   y   está   relacionado   con   la   frecuencia   de   las  colisiones  y  la  probabilidad  de  que  estas  tengan  una  orientación  favorable  para  la  reacción.    

La  velocidad  de  las  reacciones  químicas  no  sólo  se  ve  afectada  por  la  concentración  de  reactivos  y  por  la  temperatura  sino  también  por  la  presencia  de  catalizadores.  Un  catalizador  es  una  sustancia  que  incrementa  la  velocidad  de  una  reacción  sin  consumirse  durante  la  misma.  El  hecho  de  que  un  catalizador   aumente   la   velocidad   de   reacción   se   debe   a   que   facilita   que   los   reactivos   se  transformen   en   productos   por   un  mecanismo   distinto   al   de   la   reacción   no   catalizada.   La   Ea   del  proceso  catalizado  es  menor  que  la  Ea    de  la  reacción  no  catalizada.  En  la  Figura  se  representa  el  perfil   de   energía   para   la   descomposición   del   H2O2   en   presencia   (izquierda),   y   en   ausencia,   de  catalizador  (derecha).  En  ausencia  de  catalizador  esta  reacción  es  muy  lenta  debido  a  su  elevada  Ea  (76  kJ/mol).   Sin  embargo,  en  presencia  de   ión  yoduro  es   considerablemente  más   rápida  porque  procede  por  un  mecanismo  diferente  cuya  Ea  es  sólo  19  kJ/mol.  

 

 

 

 

Objetivos    

 

• El efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática en condiciones ambientales.

• Obtener los parámetros cinéticos por medio del método (linewever-burk).

 

METODOLOGÍA  

Material  y  equipo:      

12  tubos  de  ensayo      

Pipetas:  5,0  ml  y  10,0  ml  

 3  vasos  de  precipitados  de  50  ml      

Termómetro  0-­‐100  °  C    

Baño  maría  Espectrofotómetro  Enzima  (invertasa  solución  madre  0,4  g  /  L)  

 Solución  de  sacarosa  (50  g  /  l,  200  g  /  L)  

Se  preparon  soluciones  de  sacarosa  de  diferentes  concentraciones  como  lo  muestra  en  la  tablas  1  y  2.  Se  preparó  la  solución  de  invertasa  de  (0.15  g/L),  y  se  diluyo  la  solución  en  (0.4  g/L)  con  0.05  M  a  pH  7.  Los  diferentes  tubos  de  ensayo  con  invertasa  y  buffer  

Enumeraron  los  diferentes  tubos  de  ensayo  para  diferenciar  cada  uno,  se  agregaron  los  diferentes  ml  de  sacarosa  de  acuerdo  a  los  datos  iniciales  y  de  igual  manera  se  le  agrego  agua  y    procedimos  a  añadirle  3  ml  de  solución  de  invertasa.  Al  término  del  periodo  se  añadieron  6  ml  de  DNS  a  cada  tubo  se  dejó  durante  1  minuto  de  diferencia  una  vez  agregada  la  solución  se  sumergió  en  el  baño  maría   a   una   temperatura   de   95   grados   en   un   lapso   de   10  minutos,   se   retiraron   los   tubos   y   se  dejaron  enfriar  y  se  observaron  si  tuvieron  la  coloración  requerida  y  se  dejan  enfriar  para  tomarse  la  absorbancia  575  nm.  

Tubos   Solución  sacarosa  (50  g/L)   Agua  Destilada   Solución  invertasa  (0.15  g/L)  1   0.0  ml   3  ml   3  ml  2   0.5  ml   2.5  ml   3  ml  3   1.0  ml   2  ml   3  ml  4   1.5  ml   1.5  ml   3  ml  5   2  ml   1  ml   3  ml  6   2.5  ml   0.5  ml   3  ml  7   3.0  ml   0.0  ml   3  ml    

Resultados    

mL   de  Sacarosa  50g/L  

mL   de  Buffer  con  enzima   0.14  g/L  

mL  de  DNS  

Cs  (g/L)  

Absorbancia  nm    

Cglu   o   Cp  (g/L)  

r  (g/L*min)  

1/r   1/Cs  

0   3     6     0   0   0.0691   0.01382   72.3589001   0  

0.5   3   6   8.33   0.005   0.0703405  

0.0140681   71.0828044  

0.12004802  

1   3   6   16.66  

0.008   0.0710848  

0.01421696  

70.3385253  

0.06002401  

1.5   3   6   25   0.01   0.071581   0.0143162   69.8509381   0.04  

2   3   6   33.33  

0.011   0.0718291  

0.01436582  

69.6096707   0.030003  

2.5   3   6   41.66  

0.013   0.0723253  

0.01446506  

69.1321018  

0.02400384  

3   3   6   50   0.014   0.0725734  

0.01451468  

68.8957662   0.02  

 

 

 

 

 

y  =  0.0042x  -­‐  0.2495  R²  =  0.01655  

0  

0.02  

0.04  

0.06  

0.08  

0.1  

0.12  

0.14  

68.5   69   69.5   70   70.5   71   71.5   72   72.5   73  

Absorben

cia  

concentración  

Título  del  gráfico  

Resultados:  

LINEWEAVER-­‐BURK    

Y=  -­‐0.2495+  0.0042X  

R2  =  0.0166  

1/r=1/rMax+KM/rMax(1/Cs)  

1/rMax=-­‐0.2495  =  rMax=  -­‐4.00801603  g/LMin  

KM/rMax=KM/-­‐4.008=  0.0042=  KM=  -­‐0.016  g/L  

KM=-­‐0.016  g/L  

rMax=-­‐4.00801603  g/LMin  

 

KM= 8.15868X10-3g/L

rMax= 0.1179g/LMin

Conclusiones    

De acuerdo al método de linewever-burk se determino que para la concentración de sacarosa (cual sea de 50 ) fue apreciable ver como el efecto de la temperatura es un factor para hacer de la reacción un poco más lenta e inhibe para que su utilidad a la cinética de Michaelis-Menten. Se determino que la temperatura tiene que ver con la reacción de la enzima porque es baja la Temperatura y la enzima no trabaja porque tiene que ser la adecuada para que funcione bien.

Bibliografía    

http://www.ehu.eus/biomoleculas/enzimas/enz22.htm-­‐  (linewever-burk)- fecha de consulta 14 de mayo del 2015  

http://www.deciencias.net/simulaciones/quimica/reacciones/temp.htm   -­‐   Calor   en   reaccion   –  fecha  de  consulta  13  de  mayo  del  2015