Preguntas de selectividad.

Enzimas:

1.-Al medir, a una determinada Tª y pH, la actividad de una reacción enzimática nos encontramos que durante la A, esta actividad vale 250 µmoles/min * mg proteína, mientras que durante la situación B vale el doble midiéndola a la misma Tª y pH. Explique las posibles razones que han podido ocasionar este cambio y justifique la respuesta.


2.-Describa el proceso de catálisis enzimática.

Existen moléculas biológicas capaces de aumentar bastante la velocidad de reacciones químicas, son los llamados catalizadores. Estas moléculas son genéricamente denominadas “enzimas” y son (en casi su totalidad) proteínas. Las enzimas no proteicas conocidas son constituidas por RNA. Las enzimas son altamente específicas: cada enzima apenas reacciona con un conjunto muy restringido de moléculas (“sus sustratos”). Las enzimas no alteran el equilibrio químico de las reacciones catalizadas, apenas disminuyen su energía de activación.

El mecanismo más simple para explicar la acción enzimática es el modelo de Michaelis-Menten:

E +S <—-> ES —-> E + P

3.-Explique cuál es la función de las enzimas y qué se entiende por apoenzima, coenzima y centro activo.

La función de las enzimas es la de actuar como catalizador de las reacciones en los seres vivos.
Apoenzima, es la parte proteica de una enzima.
Coenzima, cofactor orgánico no proteico que unido a la apoenzima forma  la enzima.
Centro activo, es el lugar de la enzima que se adapta  al sustrato y actúa sobre él para originar el producto.

4.-A la vista de la gráfica, conteste a las siguientes cuestiones:
a) Explique qué representa la gráfica. Indique los valores aproximados de pH para los cuales dos enzimas tienen la misma velocidad de reacción. Para valores de la misma acidez, ¿cuál es el enzima con mayor actividad catalítica?

La gráfica representa el efecto del pH sobre la actividad enzimática, cada enzima tiene un pH óptimo de actuación, si el pH se encuentra por debajo del mínimo o por encima del máximo se produce la desnaturalización de la enzima y por tanto su actividad catalítica se anulará por completo.
La fosfatasa y la papaína tienen la misma velocidad de reacción en pH 6 aproximadamente y pH 11 aproximadamente.
La enzima con mayor actividad catalítica es la pepsina.

b) Si el pH de la sangre fuera 7.5, indique qué enzimas podrían presentar actividad catalítica en el plasma sanguíneo. Explique el comportamiento de cada enzima en función del pH.

Las enzimas que podrían presentar actividad catalítica en el plasma sanguíneo son la f y pp.
La enzima p tiene un pH entre 0 y 7, lo cual hace que funcione mejor en medios ácidos.
La enzima f tiene un pH entre 5 y 11, lo que hace que funcione mejor en medios básicos.
La enzima pp tiene un pH entre 0 y 11, lo que hace que funcione en medios ácidos y medios básicos.

5.-A la vista de la gráfica, conteste:
a) Explique qué representa esta gráfica. ¿Por qué la velocidad de la reacción aumenta al principio de la curva, al aumentar la concentración de sustrato?

Esta gráfica representa la velocidad de reacción necesaria para cada concentración de sustrato.
Porque a mayor número de moléculas de sustrato, más moléculas de producto aparecerán y por tanto la velocidad aumenta.

b) ¿Por qué la velocidad permanece prácticamente constante a partir de una determinada concentración de sustrato?. ¿Qué ocurrirá si se aumenta la concentración de enzimas?

Porque aunque siga aumentando la concentración de sustrato llega un momento en que todas las enzimas libres están ocupadas por moléculas de sustrato formando complejos ES y la velocidad no varía.
Si se aumenta la concentración de enzimas la velocidad aumentará proporcionalmente a lo largo de toda la curva.

6.-Al hacer un análisis de la composición química del núcleo se ha detectado la presencia de enzimas, aunque en él no existen ribosomas. Da una explicación razonada de este hecho. ¿Para qué son necesarias estas enzimas?. Razone la respuesta.

7.-La difteria está producida por la acción de la toxina Corynebacterium difteriae. La toxina impide la acción de la traslocasa, enzima que favorece el movimiento del ARN mensajero en el ribosoma. El efecto de esta toxina puede matar a la célula. Explique razonadamente este hecho.

Al impedir la toxina la acción de la traslocasa no se produce el desplazamiento del ribosoma sobre el ARNm en sentido 5'→3' con lo cual el segundo codón con el ARNt fijado en el ribosoma no pasa al sitio P quedaría en el sitio A y no se podría formar un nuevo aminoacil ARNt con lo que llevaría a que el ARNt no pudiese realizar su función que es la de ensamblar  los ribosomas en el orden indicado en el ARNm que es el mismo que se encuentra en el gen del ADN.

8.-Enumere tres factores que influyan en la actividad enzimática. Explique detalladamente el efecto de dos de ellos.

-La concentración lSl

-pH óptimo (6, 5-7), tanto si es alto como bajo la velocidad disminuye (el pH afecta a la forma del enzima, a los amínoácidos de unión y a los aminoácidos catalíticos, por tanto al funcionamiento del enzima), a la velocidad de reacción.
Temperatura óptima (37ºC), si la temperatura baja no se llega a alcanzar la energía de activación. Si la temperatura sube, las proteínas se desnaturalizan.
Coenzimas y cofactores, concentraciones óptimas, si es baja la concentración la velocidad se resiente.

9.-En una reacción química en la que la sustancia A se transforma en B, se liberan 10 kcal/mol de sustrato. ¿Cuánta energía se liberaría si la reacción estuviese catalizada por un enzima?. Razone la respuesta.

La energía sería la misma, ya que la variación de energía de una reacción es independiente de la presencia de un catalizador. El catalizador únicamente ayuda a que se produzca la reacción.

10.-En un ensayo enzimático, se produjo, accidentalmente, una elevación brusca de la Tª y se detuvo la actividad enzimática. Al bajar la temperatura se recuperó la actividad enzimática. Explique razonadamente este hecho.

Cada enzima tiene una temperatura óptima de actuación si esta por encima de la óptima se produce la desnaturalización y por tanto la enzima pierde su funcionalidad, pero si vuelve a bajar hasta su temperatura óptima, la enzima se renaturaliza y vuelve a recuperar su actividad enzimática.

11.-Al investigar el efecto de la Tª sobre la velocidad de una reacción enzimática se obtuvo la siguiente tabla: Proponga una explicación razonada de los resultados en la misma.

El incremento de temperatura aumenta la velocidad de reacción porque mejora las probabilidades de formación 
de complejos enzima sustrato. Sin embargo, a partir de una determinada temperatura la velocidad disminuye por 
desnaturalización de las moléculas enzimáticas

12.-Defina: enzima, centro activo, coenzima, inhibidor y energía de activación.

Enzima, molécula formada por proteínas que producen las células vivas y que actúa como catalizador y regulador en los procesos químicos del organismo.
Centro activo,es el lugar de la enzima que se adapta  al sustrato y actúa sobre él para originar el producto.
Coenzima, cofactor orgánico no proteico que unido a la apoenzima forma  la enzima.
Inhibidor, sustancia que disminuye o anula la actividad de una enzima.
Energía de activación, es la mínima energía necesaria para formar o romper enlaces, es decir, la mínima energía necesaria para convertir un mol de sustrato en un mol de producto.

13.-Explique razonadamente cómo afectan la Tª, el pH y la concentración de sustrato a la actividad de las enzimas. Describa dos tipos de inhibición enzimática.

-La concentración lSl

-pH óptimo (6, 5-7), tanto si es alto como bajo la velocidad disminuye (el pH afecta a la forma del enzima, a los amínoácidos de unión y a los aminoácidos catalíticos, por tanto al funcionamiento del enzima), a la velocidad de reacción.
-Temperatura óptima (37ºC), si la temperatura baja no se llega a alcanzar la energía de activación. Si la temperatura sube, las proteínas se desnaturalizan.
Coenzimas y cofactores, concentraciones óptimas, si es baja la concentración la velocidad se resiente.

14.-El colágeno es una proteína de aspecto blanquecino que forma parte de las estructuras resistentes como los tendones. Al hervir el colageno se obtiene gelatina que es una sustancia muy blanda. Explique razonadamente la causa de este cambio.
El cambio lo produce la desnaturalización de la proteína colágeno (por el aumento de la temperatura), es decir, la pérdida de su estructura nativa
15.-La polifenoloxidasa es una enzima capaz de oxidar los polifenoles en presencia de oxígeno y así es responsable del pardeamiento (oscurecimiento) que sufren los frutos, como la manzana, a los pocos minutos de haberlos cortado. Este pardeamiento se puede evitar reduciendo el acceso del enzima al sustrato, en este caso el oxígeno, o añadiendo compuestos ácidos, o calentando durante cinco minutos en agua hirviendo. Explique razonadamente por qué se produce el pardeamiento en estos tres casos.



Si se reduce el sustrato la velocidad a la que actúa la enzima se ve reducida. La bajada del pH por la adición 
de ácidos provoca la desnaturalización de la enzima. Las altas temperaturas provocan la desnaturalización 
de la enzima.