Sesión de aprendizaje N°6 ENZIMAS Y OTRAS PROTEINAS CON APLICACIONES INDUSTRIALES Y FARMACEUTICAS....
-
Upload
isabell-favela -
Category
Documents
-
view
237 -
download
0
Transcript of Sesión de aprendizaje N°6 ENZIMAS Y OTRAS PROTEINAS CON APLICACIONES INDUSTRIALES Y FARMACEUTICAS....
Sesión de aprendizaje N°6ENZIMAS Y OTRAS PROTEINAS CON APLICACIONES INDUSTRIALES Y FARMACEUTICAS.•Regulación del uso de enzimas. •Proteínas terapéuticas. •Proteínas nativas. (Proteínas modificadas).•Exploración de la base molecular de las enfermedades.•Descubrimiento de fármacos (Determinación de la estructura proteica, Diseño racional de fármacos, Análisis al azar, Desarrollo de fármacos).
La tecnología enzimática tiene comoobjetivo la superación de todos aquellosinconvenientes que parecen retrasar laaplicación de las enzimas en estos procesosa escala industrial.
¿Qué son las enzimas y qué función cumplen?
Las enzimas son una clase especial de proteínas que
aceleran la velocidad de las reacciones químicas que
ocurren en una célula. Por esto se las conoce como
“catalizadores biológicos”. Las enzimas ayudan en
procesos esenciales tales como la digestión de los
alimentos, el metabolismo, la coagulación de la
sangre y la contracción muscular. El modo de acción
es específico ya que cada tipo de enzima actúa sobre
un tipo particular de reacción y sobre un sustrato
específico.
Para realizar su función, una enzima reconoce una molécula específica, llamada sustrato. Cada enzima une a su sustrato específico en el sitio activo y provoca en él un cambio químico, por el cual se obtiene un producto. El cambio implica la formación o rotura de un enlace covalente. La enzima que participa en la reacción no sufre modificaciones, y puede volver a actuar sobre otro sustrato del mismo tipo. En ausencia de las enzimas, las reacciones bioquímicas serían extremadamente lentas y la vida no sería posible. Las enzimas pueden aumentar la velocidad de las reacciones en un millón de veces.
Casi todas las reacciones en células vivas son catalizadas y controladas por enzimas.
3.000 descritas10.000 en la naturalezaPocas o 1.000 o 100.00Catalizadores biológicos, convirtiendo sustancias en otros productos sin sufrir cambio alguno.
Enzimas
Esta área tiene aplicaciones desde tiemposremotos como la fermentación, actualmenteen diferentes industrias a diferentes niveles,ya que implica la utilización de sistemasEnzimáticos diversos que optimizan elprocesamiento en la obtención dedetergente, aditivos alimenticios, productosquímicos y farmacéuticos.
• La tecnología enzimática se presenta como alternativa biotecnológica basada en que las industrias desarrollen productos de calidad homogénea, aprovechen óptimamente sus materias primas, aceleren sus procesos de producción, minimicen desperdicios y disminuyan el deterioro del medio ambiente.
La mayoría de los procesos biotecnológicos
tradicionales como la obtención de yogur, la
producción de cerveza o la fermentación de
la uva para fabricar vino, son realizados por
las enzimas que cada microorganismo produce
para su particular metabolismo. Sin embargo
también es posible realizar los procesos
biotecnológicos con las enzimas, en ausencia
de los microorganismos.
animales, plantas y microorganismos como
fuentes de enzimas
Descubrimiento de enzimas digestivas siglo XIX.Desarrollo de métodos para obtención de enzimas.
Pepsina del forro de estómago de cerdos y ganado, del cuajo del estómago de becerros.Cócteles de enzimas con tripsina, quimiotripsina, lipasas y amilasas del páncreas de cerdo.
animales, plantas y microorganismos como
fuentes de enzimas
Plantas fuentes potenciales de enzimas a escala industrial.Granos, remojar y germinar, se convierten en malta que contiene amilasas y proteasas usadas en la producción de cerveza y la destilación de bebidas alcohólicas.Siglo XIX, métodos simples para obtención de grandes cantidades de proteasas de la savia de plantas tropicales.
animales, plantas y microorganismos como
fuentes de enzimasAblandadores de carne, digestión y limpieza de lentes de contacto.
Papaina y quimiopapaina del árbol de la papaya.
Bromelaina del tallo de la planta de la piña.
animales, plantas y microorganismos como
fuentes de enzimas
X XFácil manejo
Alto rendimientoEstabilidad
Microorganismos como fuentes de enzimas
Producción de grandes cantidades a bajo costeNo afectada por las estaciones del año
Uso de mutantes y procesos de selección que aumentan la producciónProducción de enzimas hechas a medida a través de ingeniería genética y diseño de proteínas
Microorganismos como fuentes de enzimas
Enzimas hidrolíticas simples como:proteasas, amilasas, pectinasasEnzimas extracelulares
Poco específicas
Fácil extracciónBajo coste
Degradan polímeros naturales como proteínas, almidones o pectina
FUENTES DE ENZIMASLas enzimas de tipo vegetal, se encuentran las proteasas, carbohidrasas(las cuales descomponen residuos de azúcares de carbohidratossuperiores, a-amilasas y b-amilasa.
Entre las enzimas de tipo animal están las esterasas ( Lipasa se produceen la mucosa gástrica, el páncreas y las semillas de ricino, fosfotasas: Seobtiene de tejidos animales óseo, muscular, tripsina y quimotripsina seproduce en el páncreas y pectasas ).
Las enzimas del tipo microbiano provienen de Bacterias, hongos.La mayoría de las enzimas industriales se extraen de bacterias y hongos.Entre ellas: Proteasa de bacilo, Amiloglucosidasa, α Amilasa de bacilo,Glucosa isomerasa, Cuajo microbiano, αAmilasa fúngica, Pectinasa,Proteasa fúngica.
Las enzimas presentan muchísimas aplicaciones y su utilización en el ámbito industrial se lleva a cabo desde hace muchos años. Sus características específicas permiten a los industriales ejercer un control más estricto de la calidad de sus productos. En el siguiente esquema se mencionan algunas aplicaciones industriales de las enzimas:
PRODUCCION DE ENZIMAS A GRAN ESCALA"La producción de enzimas para
empleo industrial y como alimento se
ha desarrollado en forma
independiente en diversas industrias.
La fuente original de enzimas de
cereales, principalmente de las
distintas clases de malta, es la
industria de la malta de cebada.
Enzimas Microbianas y sus aplicacionesEnzima Fuente Aplicación industrial Industria
Amilasa Hongos Pan Panadera
Bacterias Revestimientos amiláceos Papelera
Hongos Fabricación de jarabe y glucosa Alimentaria
Bacterias Almidonado en frío de la ropa Almidón
Hongos Ayuda digestiva Farmacéutica
Bacterias Eliminación de revestimientos Textil
Bacterias Eliminación de manchas; detergentes Lavandería
Proteasa Hongos Pan Panadera
Bacterias Eliminación de manchas Limpieza en seco
Bacterias Ablandador de la carne Cárnica
Bacterias Limpieza de las heridas Medicina
Bacterias Eliminación de revestimientos Textil
Bacterias Detergente doméstico Lavandería
Invertasa Levadura Relleno de caramelos Confitería
Glucosa Oxidasa Hongos Eliminación de glucosa y oxígeno, papeles para pruebas de la diabetes
AlimentariaFarmacéutica
Glucosa Isomerasa Bacterias Jarabe de cereales rico en glucosa Bebidas refrescantes
Pectinasa Hongos Prensado, clarificación del vino Zumos de frutas
Renina Hongos Coagulación de la leche Quesera
Celulasa Bacterias Suavizante y abrillantador de tejidos; detergente Lavandería
Lipasa Hongos Degradar la grasa Lechería, lavandería
Lactasa Hongos Degradar la lactosa a glucosa y galactosa Lechería, alimentos
DNA polimerasa Bacterias; Archea Replicación del DNA por PCR Investigación biológica y forense
Aplicaciones de las Enzimas Microbianas
Enzima Fuente Aplicación industrial Industria
Amilasa Hongos Pan Panadera
Bacterias
Revestimientos amiláceos
Papelera
Hongos Fabricación de jarabe y glucosa
Alimentaria
Bacterias
Almidonado en frío de la ropa
Almidón
Hongos Ayuda digestiva Farmacéutica
Bacterias
Eliminación de revestimientos
Textil
Bacterias
Eliminación de manchas; detergentes
Lavandería