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Velocidad de reacción enzimática y pH

Exploración de la relación entre el pH y la actividad enzimática.

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  • Avatar blobby green style para el usuario cecymcmz
    Por qué se utiliza solo la velocidad inicial (V0) de una reacción enzimática para analizar la cinética enzimática
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Transcripción del video

esta vez hablaremos sobre enzimas y en particular vamos a hablar del efecto del ph en las enzimas es decir veremos qué tanto afecta a la actividad enzimática si el ambiente es ácido o base como repasó las enzimas son moléculas que ayudan a catalizar algunas reacciones y que se encuentran en todos los sistemas biológicos la mayoría de las enzimas son proteínas generalmente proteínas grandes hechas de cadenas de aminoácidos así que dibujemos una cadena de aminoácidos donde cada uno de estos círculos representa un aminoácido la estructura primaria es una secuencia también no ácidos pero también existe una estructura secundaria que explica cómo este esqueleto de aminoácidos interactúa consigo misma y mucho de ella se pasa en los puentes de hidrógeno entonces tal vez este aminoácido y este otro forman un puente de hidrógeno y como repasó un puente de hidrógeno es una interacción entre el hidrógeno y un átomo más electro negativo ejemplo podemos observar esto en el agua déjame dibujar un par de moléculas de agua por aquí todo esto es un repaso recuerda en el agua tenemos estos enlaces covalentes entre el oxígeno y el hidrógeno así que posiblemente estas moléculas están compartiendo electrones y dado que el oxígeno es más electro negativo le gusta acaparar más a los electrones los electrones pasan más tiempo alrededor de los oxígenos por lo que esta parte del oxígeno de la molécula del agua tiene una carga parcial negativa y esta parte de los hidrógenos de la molécula del agua tiene una carga parcial positiva recuerda esta es la letra griega delta minúscula que denota parcialidad en este caso es usada para simbolizar una carga parcial por lo tanto la parte con carga parcial negativa es atraída a la parte con carga parcial positiva de otra molécula y eso es lo que crea un puente de hidrógeno aunque ojo no siempre se da entre oxígeno e hidrógeno de hecho también se da entre el hidrógeno y el nitrógeno que es otro átomo electro negativo estos puentes de hidrógeno no solo nos sirven para definir la estructura secundaria de las proteínas que ayudan a dar forma a la proteína sino que además interactúa con el sustrato de la proteína es decir los sustratos que la proteína intenta catalizar por ejemplo si este gran círculo rojo es un sustrato parte de él podrá formar puentes de hidrógeno con la enzima y si quieres ver una imagen más compleja de lo que te comento este es un esquema detallado de un sustrato interactuando con una enzima aquí puedes ver que en amarillo tenemos al sustrato y en rojo a la enzima y puedes ver que todas estas líneas punteadas son los puentes de hidrógeno por lo tanto puedes ver un puente de hidrógeno entre este hidrógeno y este nitrógeno y un puente de hidrógeno entre este oxígeno y este etcétera puedes observar que la enzima está en volviendo al sustrato ahora quitando esto del camino cómo influye el ph bueno tenemos que recordar un poco que es el ph el p h es el potencial de hidrógeno de aquí sale la p se define como el menos logaritmo y todo esto lo hemos visto en muchas de nuestras clases de química el menos logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno y un ión de hidrógeno es esencialmente un protón ahora cómo afecta a la forma de la enzima ya su habilidad para poder interactuar con el sustrato es decir con la cosa con la que está intentando actuar bueno depende de cuántos iones de hidrógeno están flotando alrededor que muchas veces se encuentran en forma de hidrógeno que es una molécula del agua donde el oxígeno está unido a un protón extra de hidrógeno bueno esto podría desordenar los puentes de hidrógeno donde algunos de estos protones de hidrógeno usurpan la unión la parte final con carga parcial negativa de estas moléculas o revelan la parte final con carga parcial positiva de estas moléculas en cierta forma entonces puedes imaginar que diferentes enzimas deberán tener diferentes niveles de actividad en diferentes niveles de ph y ese en efecto es el caso si dibujamos un diagrama que se ve así en el eje vertical pondremos a la velocidad de la reacción donde ésta aumenta mientras aumentamos en la dirección vertical y en el eje horizontal tendremos el nivel de ph y recuerda como el ph tiene este signo negativo al frente entonces a mayor concentración de iones de hidrógeno como el ph es negativo tendremos menor p h y eso está relacionado con un ambiente ácido y una concentración de iones de hidrógeno menor está relacionada con un ph mayor una vez más esto pasa por tener el signo negativo al frente de esta expresión que nos da una base un ambiente básico y si tú ph hasta alrededor de 7 entonces tendremos un ambiente neutro ahora bien distintas actividades enzimáticas alcanzan su punto máximo a distintos ph por ejemplo puedes tener una enzima como ésta en donde su actividad enzimática alcance su máximo en un phd digamos 4 que es relativamente ácido y puedes ver enzimas de este tipo en tu estómago donde tienes un ambiente muy ácido también puedes encontrarte con otras enzimas que tal vez no tengan mucha actividad en un ambiente ácido pero tengan más actividad en un ambiente neutro por ejemplo en nuestra ocasión alcanzamos un máximo con un ph de 7 y luego hay otras enzimas que trabajan mejor en ambientes más básicos de hecho podemos ver todo esto en el cuerpo humano por ejemplo la lipasa es una enzima que rompe las grasas cuando se encuentra en el estómago esa versión en particular de la lipasa alcanza un nivel óptimo en su actividad enzimática cerca de un ph como éste de 4 5 después cuando la lipasa es secretada por el páncreas actúa en el intestino delgado donde existe un ambiente más neutro con un ph cercano a 6 o 7 pero el nivel óptimo en su actividad enzimática ocurre cerca de un ph de 8 en fin esta vez lo dejaremos aquí de manera general muchas veces la forma de la enzima o la forma en la que actúa con el sustrato depende de los puentes de hidrógeno además puedes imaginar que la concentración de iones de hidrógeno tiene una influencia en los puentes de hidrógeno y por esta razón dependiendo de la enzima o del sustrato con el que esté actuando en algunas ocasiones tendrás diferentes reacciones enzimáticas a diferentes peach es donde algunas enzimas optimizan su actividad en ambientes ácidos y otras enzimas optimizan su actividad en ambientes neutros o básicos en fin eso es todo por este vídeo hasta