Aplicaciones y Usos de Las Enzimas

Aplicaciones y usos de las enzimas: 

En industrias farmacológicas:

La farmacología es la ciencia que estudia el origen, las acciones y las propiedades que las sustancias químicas ejercen sobre los organismos vivos. En un sentido más estricto, se considera la farmacología como el estudio de los fármacos, sea que ésas tengan efectos beneficiosos o bien tóxicos. La farmacología tiene aplicaciones clínicas cuando las sustancias son utilizadas en el diagnóstico, prevención, tratamiento y alivio de síntomas de una enfermedad. Aunque las posibilidades de utilización de las enzimas en la medicina y campos relacionados sea potencialmente inversa, en la actualidad el número concreto de aplicaciones es relativamente pequeño. No obstante, los resultados obtenidos con este pequeño número de ideas afortunadamente son realmente excitantes y demuestran claramente la capacidad potencial existente en las técnicas empleadas. Puesto que las aplicaciones médicas y farmacéuticas de las enzimas abarcan un amplio espectro de materias, es conveniente dividirlas en tres áreas importantes de interés: terapia enzimática, uso analítico y productos de compuestos farmacéuticos. Cada una de estas áreas, aunque cubre un gran número de aplicaciones, presenta una serie de principios predominantes que son esencialmente para que la utilización de las enzimas se realice con éxito. A diferencia de otros usos industriales para las enzimas, las aplicaciones médicas y farmacéuticas de las mismas requieren generalmente pequeñas cantidades de enzimas muy purificadas. Esto se debe a que si el destino de una enzima o de un producto obtenido por métodos enzimáticos es su administración a un paciente, resulta evidente que el preparado debe contener las menores cantidades posibles de material extraño para evitar probables efectos secundarios. Uno de los productos obtenidos mediante el uso de enzimas son los aminoácidos. Si bien se pueden sintetizar empleando un proceso químico, el resultado es una mezcla de dos tipos distintos (D y L isómeros). Puesto que solamente el L-isómero es biológicamente activo, la mezcla debe ser separada en sus dos componentes. Además de aminoácidos, las enzimas son utilizadas para la producción de antibióticos semi-sintéticos. Las penicilinas semisintéticas son los principales productos farmacéuticos obtenidos por tecnología enzimática.

También se utilizan enzimas en la producción de esteroides. Los esteroides se utilizan en un gran número de preparados farmacéuticos (por ejemplo en los antinflamatorios), por lo que los procesos empleados en la producción de estas sustancias presentan una considerable importancia económica.

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En industrias textil:

En términos del proceso de fabricación, la industria textil puede dividirse en cuatro etapas principales: 1) producción de la hebra; 2) hilado, tejido; 3) acabado de los tejidos; y 4) fabricación del producto textil. En la industria textil las enzimas se pueden aplicar tanto al tratamiento de fibras proteicas naturales (lana y seda), como en fibras celulósicas (algodón, lino y cáñamo) y en fibras sintéticas. Estas enzimas se usan en las fases de hilado, teñido y acabado de los tejidos con el objetivo de limpiar la superficie del material, reducir las pilosidades y mejorar la suavidad. En la fabricación de telas, se realiza en proceso llamado lavado enzimático. En éste se realiza la bio-preparación del algodón en rama utilizando ciertas enzimas. Así, se remueven del algodón solamente los componentes necesarios y se evita o se reduce el daño causado a la celulosa, utilizando, además, condiciones de proceso más favorables para los operarios, las máquinas y el medio ambiente. Numerosos estudios realizados muestran que un tratamiento usando solamente pectinasa, seguido por un enjuagado en agua caliente, es capaz de hacer que la fibra de algodón se vuelva hidrófila y absorbente, facilitando su posterior utilización.

Entre las enzimas utilizadas en la industria textil se pueden nombrar: Proteasa, usada en el tratamiento de fibras proteínicas (seda y lana); Catalasa, para la eliminación de peróxido de hidrógeno después del blanqueado y antes del teñido; Lacasa, en la oxidación enzimática del índigo; Peroxidasa, en la oxidación enzimática de colorantes reactivos no fijados y Lipasa para el desengrasado. Otras enzimas a nombrar son las siguientes: Pectinasas: En el tratamiento de las fibras de algodón, se deben extraer las pectinas de la pared de las células primarias del algodón. Las enzimas pectinasas (que degradan esta sustancia) son utilizadas en el lavado alcalino del algodón. Numerosos estudios realizados muestran que un tratamiento usando solamente pectinasa, seguido por un enjuagado en agua caliente, es capaz de hacer que la fibra de algodón se vuelva hidrófila y absorbente, facilitando su posterior utilización. Celulasas: Las fibras están compuestas básicamente de celulosa la cual, al ser un material no biodegradable, constituye un problema para el posterior tratamiento de efluentes. Las celulasas son enzimas que degradan las fibras de la superficie (fibras sueltas y microfibrillas) haciendo a los tejidos más lisos y blandos. También son usadas para producir la apariencia “ stonewashed ” en los

 jeans. Tradicionalmente esta apariencia en los tejidos Denim (nombre de la tela con que se realizan los jeans) es otorgada por un proceso que utiliza piedra-pómez para desgastar el color localmente por roce. La ventaja en la utilización de celulasas en el proceso de desgaste del jean en relación al proceso convencional, es que no causa gran degradación de la fibra como la piedra-pómez y el desgaste es más uniforme.

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Industrias alimento:

Las enzimas se encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su funcionamiento. Desde el punto de vista bioquímico son proteínas que actúan como aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de compuestos. Una de las características más sobresalientes de las enzimas es su elevada especificidad. En la industria de alimentos y bebidas, los fabricantes utilizan enzimas como una alternativa natural para mejorar la eficiencia en la producción, la calidad y la consistencia del alimento, ya que se ahorran la utilización de aditivos artificiales. La sustitución de sustancias químicas por enzimas ofrece a los fabricantes la posibilidad de cumplir con la necesidad creciente de que sus productos sean más seguros en su consumo y tengan la etiqueta de alimentos "limpios". La siguiente tabla resume algunos ejemplos de enzimas que se emplean en diferentes procesos de la industria alimenticia: INDUSTRIA

ENZIMAS

USOS

Láctea

Tripsina. Lactasa

Enmascara el gusto a óxido. Fabricación de leche delactosada, evita la cristalización de leche concentrada.

Quesería

Quimosina (renina) Lactasa Lipasa

Coagulación de las proteínas de la leche (caseína). Influencia en el sabor y aceleración de la maduración.

Helados

Lactasa Glucosaisomerasa

Evita la textura “arenosa” provocada por la

Cárnicas

Papaína, Fiscina Bromelina

Ablandamiento de carnes. Producción de hidrolizados.

Panificación

Amilasa Proteasa Lipoxidasa Lactasa

Mejora la calidad del pan. Disminuye la viscosidad de la pasta. Produce una miga muy blanca Mejora la coloración de la superficie.

Cervecería

Amilasas Papaína, Pepesina

Usadas para licuar la pasta de malta. Evitan la turbidez durante la conservación de ciertos productos.

Vinificación

Pectinasas Glucosaoxidasa

Mejoran la clarificación y extracción de  jugos. Evitan el oscurecimiento y los sabores desagradables.

Pectinasas Glucosaisomerasa Tannasa Glucosaoxidasa

Mejoran la clarificación de jugos. Conversión de la glucosa en fructosa (jarabes de alta fructuosa). Aumenta la solubilidad y disminuye la turbidez del té. Evita el oscurecimiento y los sabores desagradables.

Bebidas no alcohólicas

cristalización. Permite la utilización de jarabes de alta fructosa.

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Industrias cosméticas:

La estrategia que se ha puesto en marcha en la industria cosmética aborda el tema de las enzimas de dos formas: o bien utiliza algunos principios activos que, al entrar en contacto con las enzimas naturales de la capa córnea de nuestra piel, se convierten en ingredientes antienvejecimiento. O incorporan las propias enzimas y coenzimas sintetizadas a sus fórmulas de cuidado y belleza. En el primer caso, el más claro ejemplo es el del pro retinol, que al aplicarse en la piel se transforma en vitamina A ácida. Ésta ve potenciada su acción renovadora y reestructuradora de la piel a partir del contacto con las enzimas naturales de nuestro organismo. Y en el segundo caso, se pueden citar aquellas fórmulas antienvejecimiento que contienen enzimas exactas a las que componen la piel, y que ayudan a combatir las arrugas o la flacidez cutánea. Esto, porque poseen extractos que impiden el deterioro del colágeno y la elastina. En este sentido también aparecen fórmulas que estimulan la catalasa, una enzima que ataca los radicales libres, principales responsables del envejecimiento cutáneo. Un buen ejemplo de esto son las cremas que han aparecido con coenzima Q10 o Ubiquinona, sustancia involucrada en la producción de ATP, principal reserva de energía del cuerpo humano. Otros ejemplos son los cosméticos capilares con aminexil, que evitan el endurecimiento del cuero cabelludo por culpa de la degradación del colágeno. Por otra parte, la sorbaína, enzima vegetal extraída de la papaya, realiza todo lo contrario, al ralentizar su crecimiento, razón por la cual suele aplicarse en tratamientos posdepilatorios. También hoy existen otros cosméticos que contienen activos indicados que al entrar en contacto con las enzimas presentes en nuestro organismo, son capaces de reactivar la melanogénesis y conseguir un bronceado uniforme y seguro, o que pueden destruir los cúmulos de grasa y atacar la celulitis.

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Análisis en la clínica :

Las enzimas se emplean como reactivos estándar en los laboratorios para el diagnóstico de enfermedades, para el control y el seguimiento de enfermedades y de la respuesta del paciente hacia la terapia seguida, y para la identificación y control de la concentración de drogas o sus metabolitos en la sangre u otros fluidos corporales. Las técnicas de inmunoanálisis enzimático (ELISA) representan un nuevo e importante avance al asociar anticuerpos específicos a enzimas como la peroxidasa o la -galactosidasa cuya reacción genera el cromógeno por el que se mide la extensión de unión del anticuerpo. De este modo se obtienen excelentes sensibilidades y bajos umbrales sin recurrir a la radiactividad: radioinmunoanálisis. Los enzimas se emplean rutinariamente para diagnosticar enfermedades hepáticas, miocárdicas, pancreáticas y prostáticas, anemias, leucemias, distrofia muscular, tumores y toxemias del embarazo. Las técnicas enzimáticas también se utilizan en la detección de drogas, análisis de antibióticos, detección de antígenos o anticuerpos, o en la detección de enzimas y metabólicos en los fluidos intracelulares. Estas técnicas son generalmente más rápidas, específicas ya baratas que otros métodos de detección como el inmunoanálisis, los análisis fotométricos, cromatográficos.

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Aplicaciones en biología molecular:

Enzimas de restricción: EcoRI. Las enzimas de restricción son un tipo de endonucleasas que cortan en una secuencia especifica, creando terminaciones pegajosas y romos. Las bacterias las usan para protegerse contra los virus, previniendo su replicación. No cortan en regiones metiladas. Estructura: Homodimérica; Subunidad: 4 cadenas consevadasβ1, β2, β3, β4 y una α-hélice. Núcleo: centro común (catalítico). Proximidad espacial de dos carboxilatos (aspartato y u residuo de aspartato o glutamato) y un residuo de lisina. Aplicaciones: Mapeo genético, Secuenciación de ADN (métido enzimático de sanger), Recombinación de ADN. ADN (Taq) Polimerasa. Es un tipo de ADN polimerasa que soporta altas temperaturas. Estructura: Fragmento Klenow: Producto hidrolítico de la enzima DNA polimerasa natia de E.coli que carece de actividad exonucleasa 5„ -3„. Presenta homología con la polimerasa nativa a nivel de aminoácidos (el sito de adición de núcleotidos 3„ -OH, los sitos de unión dNTP/ADN y los sitios 5„-3„ endonucleasas. Tiene actividad de transcriptasa eversa y no tiene dominio proofreading Aplicaciones: Diagnóstico clínico, Amplificación de ARN, Finger-printing de ADN, PCR (RFLP)

Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda Ciencias del Agro y del Mar Medicina Veterinaria Departamento de Sanidad Animal Unidad Curricular: Bioquímica II

LAS ENZIMAS EN LAS INDUSTRIAS

DOCENTE:

Javier Gonzales

BACHILLER:

Guerrero Yasmin C.I: 20.865.343. Zarraga Yohana C.I: 20.681.946

Hatillo, noviembre 201

Introducción:

La mayoría de las enzimas industriales se extraen de bacterias y hongos. Entre ellas: Proteasa de bacilo, Amiloglucosidasa, αAmilasa de bacilo,

Glucosa isomerasa, Cuajo microbiano, Amilasa 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 La ventaja de la obtención de enzimas microbianas es que los microorganismos se reproducen a ritmo acelerado, son fáciles de manipular genéticamente, crecen en un amplio rango de condiciones ambientales y tienen una gran variedad de vías metabólicas, haciendo que las enzimas obtenidas sean más económicas. Las enzimas se encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su funcionamiento. Desde el punto de vista bioquímico son proteínas que actúan como aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de compuestos Las enzimas se emplean rutinariamente para diagnosticar enfermedades hepáticas, miocárdicas, pancreáticas y prostáticas, anemias, leucemias, distrofia muscular, tumores y toxemias del embarazo.

Conclusion:

Las enzimas son las sustancias químicas que puede fabricar el propio microorganismo que se obtienen por las proteínas o los alimentos. En las industrias alimenticias, son utilizadas como alternativas naturales para mejorar la producción y calidad de los alimentos, entre las industrias más destacadas para el uso de las enzimas esta la quesera, lácteos, helados y bebida alcohólicas. En las industrias de farmacología son indispensables para la elaboración de medicamentos y antibióticos para mejorar su formula química, donde al ser administrada a pacientes no hayan materiales extraños que tengas efectos secundarios. Las industrias de análisis clínico; las enzimas son utilizadas para determinar enfermedades, controlarlas y hacer su seguimiento en las terapias realizadas para su mejoramiento, además ellas permiten detectar las drogas que pueden existir a nivel sanguíneos en pacientes adictas a ellas. A nivel de cosméticos, las enzimas se utilizar para realizar componentes que hacen retardar el envejecimiento de la piel, el cuidado de ella y la belleza; esto es debido al contacto que hacen estas enzimas industriales con las naturales de nuestro organismo. Las industrias textiles usan las enzimas en las fases de hilado, teñido y acabado de los tejidos con el objetivo de limpiar la superficie del material y mejorar la suavidad. Por consiguiente las enzimas tienen la facultad de mejorar los productos de en cada una de las industrias, donde se han beneficiado por acelerar las funciones de las células o reacciones químicas presentes en su productividad.

Bibliografia:

www.porquebiotecnologia.com.ar www.argenbio.org/index 

www.inti.gov.ar/biotecnologia/pdf/aplicacion-biotecnoligia.pdf.