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Inactivación (desnaturalización) de enzimas

La mayor parte de la literatura sobre cinética de enzimas se dedica a la información sobre la velocidad inicial de reacción y el análisis de la actividad enzimática. Sin embargo, en algunas aplicaciones y configuraciones de proceso, una propiedad crítica es la velocidad a la cual la actividad enzimática declina. Esto es especialmente cierto cuando se considera el uso de enzimas a gran escala en un reactor de flujo continuo.

Las enzimas se pueden inactivar (desnaturalizar) principalmente por envenenamiento, contaminación microbial, sedimentación y desnaturalización química. Esta pérdida de actividad se describe frecuentemente por la ecuación de velocidad de primer orden

1.

Donde cE es la concentración de la enzima y kd la constante de inactivación.

La relación entre la actividad enzimática y la temperatura tiene un máximo debido a los efectos de la desnaturalización. Puede asumirse un equilibrio entre la enzima activa y la enzima desnaturalizada (inactiva)

«

2.

Con constante de equilibrio

3.

Con base en las ecuaciones anteriores se tiene que

4.

Donde, cE0 es la concentración inicial de enzima. La velocidad máxima de reacción del complejo activado está dada por

5.

Donde D HA es la entalpía de activación. La constante de equilibrio esta dada por

6.

Donde D S0d es la entropía de inactivación. Las ecuaciones 4 a 6 proveen la siguiente relación entre la máxima velocidad de reacción rmax con la temperatura:

7.

Esta ecuación describe el pico máximo de temperatura observado en todas las reacciones con enzimas.