4
1 ENZIMAS DE ENZIMAS DE IMPORTANCIA IMPORTANCIA 2 O H H H OH H OH CH2OH H O O O H H H OH H OH CH2OH H O O H H H OH H OH CH2 H O O H H H OH H OH CH2OH H O O H H H OH H OH CH2OH H O O O H H H OH H OH CH2OH H Tipos de Enlaces Tipos de Enlaces O H OH H H OH H OH CH2OH O O H H OH H OH H OH CH2OH β(14) α(14) α(14) α(16) 3 AMILASAS AMILASAS α-amilasa (α-1,4 glucohidrolasa) β-amilasa (α-1,4 gluco malto hidrolasa) Glucoamilasa (α-1,4 gluco hidrolasa) Isoamilasa o pululanasa (α-1,6 gluco hidrolasa) Glucosa Isomerasa Almid Almidón 4 Bacillus, Bacillus, Aspergillus Aspergillus y y Rhizopus Rhizopus. Es una Es una endoenzima endoenzima Jarabes Jarabes fructosados fructosados Ataca los enlaces Ataca los enlaces α-1,4 1,4 Se inhibe con los enlaces Se inhibe con los enlaces α-1,6, que no son atacados 1,6, que no son atacados Producen: Producen: dextrinas largas (polvo) dextrinas largas (polvo) dextrinas cortas (mieles) dextrinas cortas (mieles) Cervecera (Proceso de malteado) Cervecera (Proceso de malteado) Alimenticia (modifica texturas en los alimentos) Alimenticia (modifica texturas en los alimentos) Papel Papel Cristalizacion Cristalizacion de de azucar azucar α αamilasa ( amilasa ( α α- 1,4 1,4 glucohidrolasa glucohidrolasa) Terminal reductor 5 Extracelular Bacillus, Pseudomonas, Rizhopus y algunas levaduras Tiene un poder reductor alto Ataca el extremo no reductor El producto principal es la maltosa (dímero de glucosa), que invierte el C 1 de α a β (de ahí su nombre) β β- amilasa ( amilasa ( α α- 1,4 1,4 gluco gluco malto malto hidrolasa hidrolasa) Terminal reductor 6 Glucoamilasa Glucoamilasa ( α α- 1,4 1,4 gluco gluco hidrolasa hidrolasa ) ) Extracelular Extracelular Aspergillus Aspergillus, Bacillus, , Bacillus, Rizhopu Rizhopus y algunas levaduras y algunas levaduras Ataca el extremo no reductor Ataca el extremo no reductor Exoenzima Exoenzima El producto de la degradaci El producto de la degradación del almid n del almidón es la glucosa n es la glucosa Terminal reductor

ENZIMAS DE IMPORTANCIA - sgpwe.izt.uam.mxsgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/jaislocr/ING.BIOQ1/enzimasimport... · 3 13 Proteínas Ácidas •Fabricación de derivados lacteos •Quesos:

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1

ENZIMAS DE ENZIMAS DE IMPORTANCIAIMPORTANCIA

2

OH H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O O

OH H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

OH H

H

OHH

OH

CH2

H

O

OH H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

OH H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O O

OH H

H

OHH

OH

CH2OH

H

Tipos de EnlacesTipos de Enlaces

OH

OH HH

OHH

OH

CH2OH

O

OH H

OHH

OHH

OH

CH2OH

β(1→4)

α(1→4)α(1→4)

α(1→6)

3

AMILASASAMILASAS

α-amilasa (α-1,4 glucohidrolasa)β-amilasa (α-1,4 gluco malto hidrolasa)Glucoamilasa (α-1,4 gluco hidrolasa) Isoamilasa o pululanasa (α-1,6 gluco hidrolasa) Glucosa Isomerasa

AlmidAlmidóónn

4

Bacillus, Bacillus, AspergillusAspergillus y y RhizopusRhizopus..Es una Es una endoenzimaendoenzimaJarabes Jarabes fructosadosfructosadosAtaca los enlaces Ataca los enlaces αα--1,41,4Se inhibe con los enlaces Se inhibe con los enlaces αα--1,6, que no son atacados1,6, que no son atacadosProducen:Producen:

dextrinas largas (polvo)dextrinas largas (polvo)dextrinas cortas (mieles)dextrinas cortas (mieles)

Cervecera (Proceso de malteado)Cervecera (Proceso de malteado)Alimenticia (modifica texturas en los alimentos)Alimenticia (modifica texturas en los alimentos)PapelPapelCristalizacionCristalizacion de de azucarazucar

αα−−amilasa (amilasa (αα--1,4 1,4 glucohidrolasaglucohidrolasa))

Terminal reductor

5

Extracelular

Bacillus, Pseudomonas, Rizhopus y algunas levaduras

Tiene un poder reductor alto

Ataca el extremo no reductor

El producto principal es la maltosa (dímero de glucosa), que

invierte el C1 de α a β (de ahí su nombre)

ββ--amilasa (amilasa (αα--1,4 1,4 glucogluco malto malto hidrolasahidrolasa))

Terminal reductor

6

GlucoamilasaGlucoamilasa ((αα--1,4 1,4 glucogluco hidrolasahidrolasa))

ExtracelularExtracelularAspergillusAspergillus, Bacillus, , Bacillus, RizhopuRizhopuss y algunas levadurasy algunas levadurasAtaca el extremo no reductor Ataca el extremo no reductor ExoenzimaExoenzimaEl producto de la degradaciEl producto de la degradacióón del almidn del almidóón es la glucosan es la glucosa

Terminal reductor

2

7

Isoamilasa o pululanasa (α-1,6 gluco hidrolasa)

Extracelular

Pullularia, Fibuliger, Schawanniomyces, (levaduras)

Endoenzima

Productos finales de su actividad las dextrinas

Su actividad se mide por su poder reductor y la disminución de la viscosidad

Terminal reductor

8

Mezcla de Enzimas

β-amilasa y glucoamilasa(aumentan las terminales reductoras)

α-amilasa y isoamilasa

SACARIFICACIÓNLICUEFACCIÓN

9

Elaboración de jarabes glucosados (Glucosa Isomerasa)

20% almidónCalentar 1-2h a

90°C

Hidrólisis ácida pH2120°-90°C para faciltar la

actividad enzimática

α-amilasa hidroliza el almidón en cadenas

mas cortas

100°C bacillus55°C Aspergillus

GlucoamilasapH4-5, 60°C

98% de Glucosa

Glucosaisomerasa

Glucosa 60Fructosa 40

O

CH2OH

OH

H

OH

OH

OH

D-glucosa (forma piranosa) (Haworth)

O

OCH2OH

OH

OH

OH

CH2OH

D-fructosa (forma furanosida) (Haworth)

O

pirano furano

SACAROSA GLUCOSA : FRUCTOSA 50 : 50

INVERTASA

Otra formaOtra forma

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PROTEASAS

Su sustrato son las propias proteínasMonomericasMr = 15,000-35,000 (excepto la leucina aminopeptidasa 350,000)

Clasificación de acuerdo al pH

Tienen que ver con la digestión de alimentosÁcidas

No tienen aplicaciones industriales importantesNeutras

Industriales (detergentes)AlcalinasAplicaciónEnzima

11

Clasificación de acuerdo a la actividad

Exopeptidasas, actúan sobre N terminalAminopeptidasas

Exopeptidasas contienen Zinc, actúan sobre C terminal, pH neutroCarboxipeptidasa

Endopeptidasas con residuos de cisteína reactivosTiol-proteasas

Endopeptidasas con un carboxilatoreactivo, pH bajo (bromelina, Fishina)

Renina, PapainaProteasas Ácidas

Endopeptidasas con un residuo de Serina reactivos, pH casi neutroQuimiotripsinaSerina-proteasas

MecanismoEjemploEnzima

12

Serina-Proteasas•Grupo hidroxilo de la Ser195 es acilado por el sustrato

•Imidazol de la His 57 incrementa la nucleofilicidad del hidroxilo de la Ser195

HOCOOH

NH2Serina

NN

COOH

NH2

Histidina

3

13

Proteínas Ácidas

•Fabricación de derivados lacteos

•Quesos: La renina

•Otras formas de precipitación de proteínas

•Ejemplo renina, quimosina y la quimasa (CUAJO)

•Se extraen de las terneras (baja efectividad de producción de la leche)

•Se sustituyen por Reninas de origen microbiano

•Lactobacillus, Bacillus, Pseudomonas, Streptococcus, Mucor micheli, Endothia, producen reninas

14

ElaboraciElaboracióón de Quesos (Proteasas Acidas)n de Quesos (Proteasas Acidas)

Hidrólisis enzimática de la leche (RENINA)

Adición de sales como (CaCl2), para producir geles más sólidos y aumenta la fuerza iónica para precipitar las proteínas

Formación de lactosa ácido láctico

Aumento de la temperatura, para precipitar más proteínas y obtener mayores rendimientos

Efectos Secundarios de las Reninas Microbianas

•Malos Olores•Hidrólisis Excesiva de la k-caseina•Provoca la formación de enlaces disulfuro

10 L de leche 1 kg de Queso

ANIMAL GEN RENINA - E. Coli producción de renina animal

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Precipitación de Proteínas

ResultadosCondición

Precipitación reversibleDisolventes (acetona)

Precipitación reversibleFuerza iónicareninaHidrólisis enzimática

La combinación de pH y T produce acciones mas rápidas

Disminución del pH

Desnaturalización irreversibleElevación de la temperatura

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LIPASAS•Enzimas que actúan sobre ácidos grasos•Liberan los ácidos grasos de la posición 1 y 3 en el glicerol•Gran importancia en la elaboración de quesos madurados (Roquefort por Penicillium roquefortii)•Es esparcida cuidadosamente sobre el cuajo

CH2

CH

CH2 O C R3

OR2C

O C R1

O

O

O

Triglicerido

17

OOH

OH

OO

OOH

OH

O-OCC

HO

OH

OO

O

-OCC

HO

OH

O

PECTINASASPECTINASASpectina esterasa o poligalacturonasa

Producida por Aspergillus y Rhizopus. En frutas naranjas y manzanas (capa blanca)

Clarificar bebidas: jugos, vinos, etc.Acción endo (cadenas cortas) y exopoligalacturonasa (polimeros)la libera metanolmetanol y ácido galacturonico,

pectinapectina

11 22 11 22

11

44

18

PenicilPenicil AcilasasAcilasasPenicillium nonatum, P. chrysogenum, Cephalosporium acremonium.

Rompe el enlace en la penicilina G (β-lactama y ácido fenilacético) y genera penicilinas modificadas

Si cambian los sustituyentes los microorganismos se vuelven resistentes a la penicilina

Cephalosporinas (infecciones como la meningitis).

CH2 CN

O

HN

O

S

CO2-K+β-lactama

Penicilina G

CarbonoAcílico

β-lactama

CarbonoAcílico

CH2 CN

O

HN

O

SS

CO2-K+

CH2OCCH3

O

CEFALOSPORINA

(heptilo)-Penicilina K

4

19

AsparaginasaAsparaginasa

•Rompe la asparagina en ácido aspártico•Tratamiento de la leucemia y cáncer•Los tumores utilizan la asparagina para crecer (entre otros) al introducir esta enzima compite con el sustrato

H2NCCH2CHCO2-

O

NH3+

ASPARAGINA

-OCCH2CHCO2-

O

NH3+

ASPARTICO

20

LactasaLactasa

• Usada en la industria alimentaria• Hidroliza la lactosa en glucosa y galactosa• La enzima b-galactosidasa se emplea para fabricar la leche

deslactosada• La lactosa no es muy soluble en agua a concentraciones

altas por lo que se utiliza esta enzima para producir leches dulces.

O

CH2OH

OHO

OH

OH

OHOH

OH

CH2OH

O

β-1,4-glucosidico

maltosa

glucosaO

CH2OH

OHOH

OH

O

OHOCH2

CH2OH

OH

OHα-1,2-glucosidico

LACTOSA SACAROSA

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TASA DE REACCIÓN

S Pε

••Del sustrato: Del sustrato: Es la velocidad con la que esta desapareciendo el sustrato en función del tiempo

••Del producto: Del producto: Es la velocidad con la que esta apareciendo el producto en función del tiempo

sdtdt[=]ó - V=MdPdS

V = γs ; γp [=] M*s-1

••Propiedades extensivas: Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia presente (V)••Propiedades intensivas: Propiedades intensivas: no dependen de la cantidad de materia presente. Pf, ρ y P, Pf

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Tasa de Reacción (γ )••Para que la (Para que la (γγ) sea una propiedad intensiva no debe de tener gradientes) sea una propiedad intensiva no debe de tener gradientesde T (de T (ººC) o de [ ] y la C) o de [ ] y la alicuotaalicuota debe ser adecuadadebe ser adecuada

[C]-dS

dt t=0= - γs

dPdt t=0

= - γpS

P

t