PRODUCCIÓN DE ÁCIDO PURÚVICO DURANTE LA FERMENTACIÓN DE LA GLUCOSA POR LA LEVADURA

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS PROGRAMA DE QUÍMICA

PRODUCCIÓN DE ÁCIDO PURÚVICO DURANTE LA FERMENTACIÓN DE LA GLUCOSA POR LA LEVADURA (Sacharomyces Cereviceae) PRODUCTION OF PYRUVIC ACID DURING FERMENTATION OF GLUCOSE BY YEAST (Sacharomyces Cereviceae) Juan D. Rivera D. y Laura M. Arroyave M. Universidad del Quindío. Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías. Programa de Química. Laboratorio De Bioquímica

Resumen Se conoce como Piruvato al anión Carboxilato del Ácido Pirúvico; éste es un compuesto orgánico clave en el metabolismo. Es el producto final de la glucólisis, una ruta metabólica universal en la que la glucosa se escinde en dos moléculas de piruvato y se origina energía (2 moléculas de ATP) 1. El objetivo de la práctica fue determinar la presencia de Piruvato en soluciones de Levadura con Fosfato de Sodio (Levadura A) y con Fosfato de Potasio (Levadura B) adicionándoles posteriormente soluciones de Glucosa y Maltosa al 2% y 5%. Luego de hacer el debido procedimiento se procede a identificar el Piruvato haciendo las pruebas de Nitroprusiato de Sodio y 2,4 Dinitrofenilhidrazina. Palabras Clave Piruvato, Anión Carboxilato, Ácido Pirúvico, Pi rúvico, Metabolismo, Glucólisis. Abstract It is known like Piruvato the Carboxilato anion of the Pirúvico Acid; this one is an organic compound key in the metabolism. It is the end item of the glucólisis, a universal metabolic route in which the glucose is split in two molecules of piruvato and energy (2 molecules of ATP) is originated. The objective of the practical one was to later determine the presence of Piruvato in Leavening solutions with Sodium Phosphate (Leavening A) and with Potassium Phosphate (Leavening B) adding solutions to them of Glucose and Maltose to 2% and 5%. After to make the due procedure it is come to identify the Piruvato doing the tests of Nitroprusiato de Sodio and 2.4 Dinitrofenilhidrazina. Keywords Pyruvate, Carboxylate Ions, Pyruvic Pyr uvic Acid, Metabolism, Glycolysis.

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS PROGRAMA DE QUÍMICA

Introducción La glucólisis es el proceso por el cual la glucosa se transforma en piruvato con formación de ATP. En ausencia de oxígeno, luego de la glucólisis se lleva a cabo la fermentación, donde se produce etanol y CO2 y/o ácido láctico, dependiendo del organismo que lo efectúe; en el primer caso las levaduras son las responsables. Ambas rutas de fermentación (producción de etanol y ácido láctico) son similares hasta la formación de piruvato, manteniendo similares las etapas de conservación de energía que conducen a la formación de ATP. La glucólisis no solo es la vía principal para el metabolismo de la glucosa que conlleva a la producción de acetil-CoA y a su subsiguiente oxidación en el ciclo del ácido cítrico, sino que también proporciona una vía importante para metabolizar fructosa y galactosa derivada de los alimentos.2 La descarboxilación oxidativa del piruvato es la etapa previa al ciclo de Krebs y posterior a la glucólisis en el proceso de respiración celular. El ácido pirúvico (que posee tres átomos de carbono) generado en la etapa de glucólisis sale del citoplasma y atraviesa la membrana externa mitocondrial de forma pasiva debido a la alta permeabilidad de la misma. El ácido pirúvico ingresa a la matriz mitocondrial mediante un mecanismo de simporte con protones que le permite atravesar la membrana interna de la mitocondria. Dentro de la matriz mitocondrial, el ácido pirúvico sufre una descarboxilación oxidativa en la que

interviene el complejo de tres enzimas que forman la piruvato deshidrogenasa. Este complejo enzimático posee varios cofactores, entre ellos la coenzima A y es el encargado de catalizar la conversión del ácido pirúvico a acetil-CoA. Durante el proceso se modifica el ácido pirúvico, el cual pierde un átomo de carbono y genera un acetilo, el acetil-CoA (que posee dos átomos de carbono). El carbono liberado se desprende como una molécula de dióxido de carbono (CO2) y se reduce una molécula de NAD+ generando NADH y H+. Cuando concluye esta etapa, el acetil-CoA ingresa al ciclo de Krebs.3 Metodología Formación De Piruvato

Marcar dos series de tubos, de 4 cada una y adicionar 3 mL de las soluciones de glucosa y maltosa a las diferentes concentraciones 2.0% y 5% a ambas series. A una de las series de tubos adicionarles 3 mL de suspensión de levadura con fosfatos de sodio (0.5M) y marcarlos como A; y a la otra serie adicionarle 3 mL de la suspensión de levadura con fosfatos de potasio (0.5M) y marcarlos como B. Colocar todos los tubos en baño maría a 37°C por 30 minutos y añadir posteriormente a cada tubo 1 mL de TCA al 10% mezclado vigorosamente y centrifugar a 2500 rpm por 10 minutos. Separar el sobrenadante y desechar el precipitado.

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS PROGRAMA DE QUÍMICA Id entificación De Piruvato

Reacción Con Nitroprusiato De Sod io:

En un tubo de ensayo colocar 1 mL del sobrenadante obtenido y hervirlo. Adicionar 0.5 g de sulfato de amonio sólido y agitar. Agregar dos gotas de nitroprusiato de sodio y mezclar vigorosamente. Adicionar por las paredes del tubo unas gotas de hidróxido de amonio concentrado, hasta la formación de dos capas. La formación de un anillo verde o azul en la interfase indica afirmativo para la prueba. Repetir lo anterior para cada uno de los tubos de ambas series. Reacción Con 2,4 Dinitrofenil-Hi dr  acina:

En un tubo de ensayo colocar 1 mL del sobrenadante obtenido y adicionar 1 mL de 2,4-DNFH, agitar con fuerza y pasar a otro tubo la mitad de la mezcla formada, y adicionar 1 mL de NaOH 0.1N. La aparición de un color rojo indica prueba afirmativa. Repetir lo anterior para cada uno de los tubos de ambas series. Observar la coloración e intensidad de la misma en cada caso.

Resultados y Análisis Blanco + Levadura A Prueba Nitroprusiato de Sodio DNFH

Resulatado Negativo Negativo

Blanco + Levadura B Prueba Nitroprusiato de Sodio DNFH

Resulatado Negativo Negativo

Levadura A

Prueba Sustancia

Maltosa Tubo 1 (2%) Tubo 2 (5%) Glucosa Tubo 1 (2%) Tubo 2 (5%)

Nitroprusiat o de Sodio

2,4 Dinitrofenilhidr azina

(+)

(+)

(-)

(-)

(+)

(+)

(-)

(-)

Nitroprusiat o de Sodio

2,4 Dinitrofenilhidra zina

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

Levadura B Prueba Sustancia

Maltosa Tubo 1 (2%) Tubo 2 (5%) Glucosa Tubo 1 (2%) Tubo 2 (5%)

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS PROGRAMA DE QUÍMICA

Bibliografía

y

y

y

1. George D. Cody, Nabil Z. Boctor, Timothy R. Filley, Robert M. Hazen, James H. Scott, Anurag Sharma, Hatten S. Yoder Jr., David Master, "Primordial Carbonylated Iron-Sulfur Compounds and the Synthesis of  Pyruvate", Science, 289 (5483) (25 de agosto de 2000) pp. 1337 - 1340. 2. Giraldo G.; Loango N.; Mejía C.; Manual de Prácticas de Bioquímica; Armenia, Quindío. 3. David L. Nelson y Michael M. Cox (2001). Lehninger Principios de ed.). Editorial Bioquímica (3era Omega