¿Qué es la biocatálisis enzimática? – Definición, ejemplos y aplicaciones

Biocatálisis enzimática

Si alguna vez ha bebido agua limpia, ha usado maquillaje, ha tomado medicamentos o ha escrito en papel, es probable que deba agradecerle a la biocatálisis enzimática.

La biocatálisis enzimática se refiere al proceso en el que se utilizan enzimas naturales o vivas para crear o acelerar una reacción química. Uno de los primeros ejemplos de biocatálisis enzimática moderna fue realizado por Louis Pasteur en 1858. Pasteur utilizó varios microorganismos (como el moho Penicillium glaucum ) como enzimas en una reacción de fermentación para producir ácido tartárico. El ácido tartárico tiene muchos usos, que incluyen la limpieza de varios metales, el curtido del cuero y la conservación de alimentos.

Durante años, muchas industrias confiaron en los metales para catalizar diversas reacciones. Estos metales tuvieron que ser extraídos, lo que requiere mucha energía y puede dañar y contaminar la tierra. Las enzimas naturales o vivas utilizadas para la biocatálisis se pueden producir de forma económica y son biodegradables. Otros beneficios de estas enzimas utilizadas para la biocatálisis incluyen:

• A menudo pueden producir reacciones más rápidas a concentraciones más bajas.
• A menudo pueden funcionar en entornos acuosos y a niveles de temperatura y pH menos extremos.
• Pueden producirse a una escala mucho mayor.
• Se pueden producir para que sean mucho más específicos para una reacción determinada.

Estas enzimas pueden provenir de una amplia gama de fuentes, que incluyen varias plantas (zanahorias, soja), hongos (hongos), bacterias y órganos de animales, como el hígado de los cerdos. Se pueden producir formas más nuevas de estas enzimas utilizando tecnología de ADN recombinante.

Ejemplos y aplicaciones

La biocatálisis enzimática tiene aplicaciones en muchas industrias diferentes, incluidas las industrias farmacéutica, agrícola, química, alimentaria, petrolera y eléctrica.

Un ejemplo de biocatálisis enzimática implica la conversión de acrilonitrilo en acrilamida mediante el proceso de hidrólisis. La acrilamida se usa comúnmente en plantas de tratamiento de aguas residuales y también se usa en las industrias textil, cosmética y papelera. Esta reacción utiliza nitrilo hidratasa (NHasa) como enzima y se deriva de una bacteria llamada Rhodococcus rhodochrous . Anteriormente, esta reacción era catalizada por el metal cobre, que era más caro y menos estable.

Otros ejemplos de biocatálisis enzimática incluyen:

• Usar la enzima termolisina para catalizar una reacción para producir el edulcorante artificial aspartamo
• Usar la enzima penicilina G amidasa para catalizar una reacción para producir antibióticos
• Usar la enzima amilasa para catalizar una reacción para producir azúcar a partir del almidón.

Resumen de la lección

La biocatálisis enzimática es el proceso en el que se utilizan enzimas naturales o vivas para crear o acelerar una reacción química. Louis Pasteur realizó una de las primeras reacciones conocidas de biocatálisis enzimática cuando utilizó un molde como catalizador para producir ácido tartárico, que se utiliza en muchas industrias diferentes.

Antes de la biocatálisis enzimática, los metales se usaban principalmente como catalizadores de reacciones. En comparación con estos catalizadores metálicos, las enzimas utilizadas para la biocatálisis eran menos costosas, más fáciles de producir y biodegradables. Además, podrían funcionar a niveles de temperatura y pH menos extremos, y tienen una mayor especificidad.

La biocatálisis enzimática se utiliza en muchas industrias diferentes, que incluyen cosmética, farmacéutica, agricultura, alimentación, química, eléctrica y la producción de acrilamida utilizada en plantas de tratamiento de aguas residuales y las industrias textil, cosmética y papelera.