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Trabajo Práctico N° 5
Acción de la catalasa – Parte I
Objetivos: Evaluar variables que influyen sobres las reacciones enzimáticas. En este
práctico en particular se evaluará el efecto de la concentración del substrato en la actividad
enzimática de la catalasa.
Introducción: Las células de todos los organismos vivos deben eliminar, los metabolitos
citotóxicos. Una forma de eliminación es mediante la actividad enzimática. Existen diferentes
mecanismos enzimáticos involucrados en la desintoxicación del organismo. Uno de estos
mecanismos, universalmente adoptado por los seres vivos, está relacionado con la actividad de
la enzima catalasa, la que se encuentra presente en organelas denominadas peroxisomas.
Esta enzima actúa sobre un substrato, el peróxido de hidrógeno, (H2O2), producido
normalmente en las células como producto de la acción de factores medio ambientales tanto
como por la actividad normal de la célula (Vega y Pizarro, 2000; Curtis y Barnes, 2000). El
peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) es un oxidante muy potente, que destruye casi
cualquier membrana y biomolécula a su paso (de aquí sus propiedades antisépticas). Por esta
razón debe ser eliminado rápidamente por la célula para evitar sus efectos letales.
La reacción enzimática se resume como:
catalasa
Substrato
2 H2O2
enzima
2 H2O + O2
(1)
Productos
Tal como se desprende de la ecuación (1) los productos de esta reacción son totalmente
inofensivos para el organismo.
Una de las funciones del hígado es la desintoxicación, por lo tanto en él se encuentran
presente altas concentraciones de catalasa.
PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
¿Si se varía la concentración del substrato se observarán cambios en el volumen de oxígeno
liberado?
Hipótesis:
 La actividad enzimática de la catalasa depende de la concentración del substrato
(peróxido de hidrógeno) por lo tanto una variación en la concentración de
peróxido de hidrógeno modificará los productos obtenidos (oxígeno y agua)
Predicciones basadas en las hipótesis:
1. A bajas concentraciones del substrato la actividad enzimática será
directamente proporcional a la concentración del substrato liberando un
mayor volumen de oxígeno en función del tiempo
2. A altas concentraciones del substrato la actividad enzimática será
constante, por lo tanto el volumen de oxígeno liberado permanecerá
invariable en función del tiempo debido a que se habrá encontrado un
punto de saturación (Allot, 2001).
Variable independiente: Tiempo
Variable dependiente: Volumen de oxígeno liberado.
Variables de control: Temperatura, presión, concentración de hígado
(masa de
hígado/volumen de agua). Concentración de peróxido de hidrógeno. La concentración de
hígado se mantiene constante para mantener constante de forma indirecta la concentración
de la catalasa.
Desarrollo experimental
Materiales:
Hígado de vaca molido
1 pecera
Balanza PRECISION (± 0,1 g)
Caja de Petri
Pipeta Pasteur 3 ml ± 0,25 ml
Soluciones de peróxido de hidrógeno al 15%, 10%, 5%, y 2.5% v/v.
1 mortero
1 jeringa 25 ml ± 0.5 ml
1 probeta graduada de 100 ml ± 1 ml
1 probeta graduada de 250 ml ± 2,5 ml
1 tubo de ensayo de 50 ml
1 tapón de goma con dos agujeros
1 manguera de goma
2 tubos de vidrio acodados
1 soporte universal
1 agarradera con nuez
1 cronómetro
Termómetro ± 0.5° C
Métodos:
Pesar la masa total de hígado, molerla y diluirla en un volumen de agua hasta alcanzar
0,08 g/ml (gramos de hígado por mililitros).
Montar el soporte universal, con una agarradera con nuez y un tubo de ensayo de 50 ml
(Fig. 1).
Llenar una pecera con agua, llenar la probeta graduada con agua (completamente) y
dejarla en el fondo.
Llenar una jeringa con 10 ml de agua oxigenada al 15% v/v (recuerde que esta es la
concentración del substrato que variará en diferentes mediciones). Introdúzcala en uno de los
agujeros del tapón de goma. En el otro agujero introduzca uno de los tubos acodados. El
extremo posterior del tubo acodado estará conectado a una manguera de goma, y el extremo
posterior de la manguera tendrá conectado otro tubo acodado (Fig. 1)
Con una pipeta Pasteur coloque 0.5 ml del extracto de hígado en el tubo de ensayo.
Medir la temperatura inicial. Termine de montar el instrumental como muestra la Figura 1.
Cuando todo este montado, consultar al docente para la verificación del instrumental y
ultimar detalles.
Comenzar el experimento:
1-Descargar el contenido de la jeringa con peróxido de hidrógeno en el tubo de ensayo
con el extracto de hígado simultáneamente con la activación de un cronómetro.
2- Cada 15 segundos verificar el volumen de agua desplazado por el oxígeno (ver ec. 1) y
registrar en una tabla que diseñará a priori.
3- Parar el cronómetro cuando no se verifiquen cambios de volumen en función del
tiempo (punto de saturación)
4- Limpiar bien el tubo, montar el equipo y repetir el experimento para concentraciones
de agua oxigenada al 10%, 5%, y 2.5%.
IMPORTANTE: El tubo de ensayos con el tapón debe estar herméticamente sellado, y la
jeringa y el tubo de vidrio lo mejor conectados posibles, de otra forma habrá pérdidas de gas y
se tendrá un error por defecto en las mediciones.
Figura 1. Instrumental a utilizar para medir el volumen de oxígeno liberado
RESULTADOS
Graficar volumen liberado de oxígeno en función del tiempo. Realizar un gráfico por cada
concentración del substrato. Coloque barras de error en cada punto. Recuerde colocar escalas
de medición y título y número a cada figura. Ajustar los puntos obtenidos a una función
logarítmica. Observar los resultados del ajuste y discutir.
Redactar el informe correspondiente. No olvide mencionar los errores experimentales
así como las sugerencias de mejoras al experimento actual.
Bibliografía:
 Allot, A., 2001. BIOLOGY for the IB Diploma. Ed. Oxford University Press, New
York. Págs.: 14-15.
 Curtis, H., Barnes, N. S., 2000. Biología. Ed. Médica Panamericana S.A., Buenos
Aires, Argentina. Pág.: 142.
 Vega, M. and R. Pizarro, 2000. “Oxidative stress and defense mechanism of the
freshwater cladoceran Daphnia longispina exposed to UV radiation. J. Photobiol.
B: Biol., 54: 121-125.
Acción de la catalasa – Parte II
El objetivo de la segunda parte del presente trabajo práctico es:
1- comprobar que se está observando una reacción enzimática.
2- el volumen de gas liberado durante la reacción es oxígeno.
Comprobación de la actividad de la catalasa
Como ya es bien conocido, las enzimas actúan en un rango de pH y temperaturas óptimas.
Diseñe un experimento muy sencillo para verificar que la reacción observada en I corresponde
a la actividad de la catalasa.
¿Cómo verificamos que el volumen liberado durante la reacción es oxígeno?
Diseñe un experimento para comprobar que el gas liberado durante la reacción es oxígeno
Recomendaciones Finales
Al momento de redactar el informe, luego de haber analizado correctamente los datos,
revise la bibliografía sobre el tema. Busque libros de biología en la biblioteca y páginas de
Internet acerca de lo observado. No copie y pegue informaciónLas citas deben aparecer en le texto cuando sea apropiado esto es: cuando realiza
paráfrasis, cuando cita textualmente o simplemente cuando es necesario citar alguna fuente
de información. Este trabajo práctico debe servirle de ejemplo de presentación de futuros
trabajos en donde la pregunta, hipótesis, predicciones y variables pueden no figurar en el
protocolo pero usted debe formularlas en la redacción de su informe.