INTRODUCCIÓN 1. En el desarrollo de un proceso para la obtención de u na enzima a partir de E. coli , se sabe que esta tiene un 80% de humedad y que el 60% de su peso seco es proteína. El proceso de purificación de la enzima consta de pasos. En la tabla si!uiente se presenta la cantidad de enzima y de proteína total al final de cada paso. "e desea obtener el factor de purificación de la enzima en cada paso, el rendimiento por paso y el rendimiento !lobal.
#aso
#roteína $!
Enzima $!
&racción de enzima '10() $!*!
1.0
0.08
6.66-
#recipitación
1.8
0.06
)).))
ntercambio iónico
0.
0.08
00
/romato!rafía en !el
0.0)6
0.0)6
1000
+uptura celular
+espuesta En el /apítulo 1 del e2eda . /ompletar la si!uiente tabla relacionada con la purificacción de una enzima. 3ateri al
4ol $m 5
#rot. $m!*m 5
#r ot. $m !
ct. Enz. $7*m 5
E'tra cto
0 0
1
-
1er. paso
0
10
60
ct . En z. $7
ct. Esp. $7*m !
+en d. Eta pa $%
+en d. ota l $%
&a ct. #ur if
+espuesta 3ater ial
4ol $m 5
#rot. $m!* m5
#ro t. $m !
ct. Enz. $7*m 5
ct. Enz . $7
ct. Esp. $7*m !
+en d. Eta pa $%
+en d. ota l $%
&a ct. #ur if
E'tra cto
0 0
1
-0 00
-
)0 0
0.
100
100
1
1er. paso
0
10
0 0
60 6 0
)00 0
6
86
86
1
). El proceso de separación de un antibiótico consta de ) etapas. En la 1a. etapa se obtiene un rendimiento de un 8)%. En la a. etapa el rendimiento representa el -% del de la etapa 1, y en la etapa ), el rendimiento es del 9%. Estime la cantidad de producto obtenido si su concentración en el caldo de culti:o es de !*5 en un :olumen total de 0 metros c;bicos. +espuesta .
+espuesta 0.6% "i debido a la desnaturalización del producto el rendimiento por etapa desciende a )0% cual es el rendimiento !lobal. +espuesta 0.0006% ROMPIMIENTO CELULAR 1. En el rompimiento intermitente para la obtención de una enzima de S. cerevisiae se utilizó un molino de perlas de alta :elocidad de 5 obteni=ndose los si!uientes datos
iempo $s
#roteína ' 10( $>!*>!
Enzima ' 10( $mol*min(
0
0
0
1
1.0
0.6
)0
.1
1.1
.
1.6-
60
).
.1
3a'
10
6.-
a /alcular la constante cin=tica para la liberación de la proteína. +?6.98 ' 10() s(1 b /alcular la constante cin=tica para la liberación de la enzima. +?6.1 ' 10() s(1 . #ara la recuperación @(!alactosidasa de E. coli se hace pasar por un microfluidizador tipo 3(110 una suspensión celular que contiene -.6 !*5 en peso seco. 5a presión de operación utilizada fue de 60 3#a. 5a cantidad de proteína liberada despu=s de cada paso se presenta en la si!uiente tabla #aso
%proteína liberada
5n +m*$+m(+
1
6)
0.99
-9
1.6
)
88
.1
96
).19
10
99.9
6.908
a Estimar el :alor de la constante cin=tica de rompimiento considerando a?. y b?1. + >?8. ' 10( 3#a(. b Estimar el n;mero de pasos requeridos para una liberación del 9)% de proteína. + A?).88 pasos ). El anBlisis del contenido citoplasmBtico de una suspensión celular es el si!uiente #roteínas
- 000 da
%
5ípidos
0 da
1%
z;cares
00 da
1%
"ales $eq.
6) da
%
C/uBl es la presión osmótica de las c=lulas con relación al a!ua puraD + 1-.8 atm
. "e utiliza un homo!eneizador de alta presión para la eliminación de una hormona despu=s de ) min de homo!eneizar 16.6 5, se obtiene el 0% de suspensión de la hormona fuera de la c=lula. C/uBnto tiempo tardarB en obtener el 9%, si se tiene 60 5 de suspensiónD + ).6 días SEDIMENTACIÓN
1. "e desean precipitar !otas de aceite con diBmetro de )0 micras suspendidas en aire a )-.8 F/ y 101.) >#a de presión. 5as densidades del aceite y el aire son 900 y 1.1)- !*m se!. /alcule la :elocidad de precipitación de las !otas considerando que su esfericidad es 1.0. +. 6.1 '10() m*s
. /alcule la :elocidad de precipitación de esferas de :idrio con diBmetro de 1. ' 10 ( m en a!ua. 5a suspensión contiene 60% de sólidos en peso. 5as densidades de las esferas y del a!ua son 6- y 1000
). "e quiere conocer la :iscosidad de un líquido que tiene una densidad de 10 es. +. .68 ' 10(
. "e sedimentan partículas esf=ricas con un diBmetro y densidad de 0.008 cm y 1.) !*cm), en un medio líquido con :iscosidad y densidad de 0.01 !*cmHs y 1.1 !*cm)respeti:amente. /alcule la :elocidad terminal si a la suspensión tiene 10% de sólidos b "i la relación Irec*Ipar es de ).
CENTRIFUGACIÓN
1. Estimar el tiempo de sedimentación relati:o de una partícula de diBmetro de micrómetros con respecto a una de un micrómetro. "upon!a que ambas tienen la misma densidad y estBn su2etas al mismo campo centrífu!o en una centrífu!a de tubos que !iran perpendicularmente al e2e. . "e desean separar c=lulas bacterianas en una suspensión con las si!uientes características :iscosidad del fluido 0.01 !*cm se! diferencia de densidades 0
. "e desea filtrar cristales de un antibiótico en un filtro de 89cm , con un !radiente de presión 0.0!*100cm) la :iscosidad del medio es de 0.001
4 $m)
0.1
0.00
0.
0.009
0.-
0.01
1
0.0
)
0.0
6
0.09
10
0.1)
). "e lle:ó a cabo una prueba de filtración a una caida de presión constante $)0 >#a en un filtro prensa de laboratorio. 5as masas colectadas fueron las si!uientes El Brea de filtración del filtro de laboratorio fue de 0.186 m . "i se desea utilizar un filtro de escala industrial para filtrar una suspensión que contiene el mismo material, pero a una concentración 0% superior que la utilizada para el filtro prensa de laboratorio, y a una caida de presión de -0 >#a, estimar la cantidad de filtrado que se obtendrB en una hora si el Brea d el filtro es de 9.) m. 3asa de filtrado $
0
0
60
80
8
6
.
9)
iempo $min
. "e filtra una sal a temperatura ambiente, de un medio con una :iscosidad de 0.001
4 $cm)
80
10
10
1
19
0
)
90
)0
))0
0
)90
0
0
60
1
CRISTALIZACIÓN 1. "e disuel:en 10 !*
. E'plique cuantos !ramos de sal y a!ua se debe mezclar para prepara 00 cm) de una disolución con una concentración de sal 10 !*5 de a!ua. "i tomamos 0 cm) de esta disolución y e:aporamos el a!ua. Obten!a los !ramos de sal que cristalizarB y el :olumen de disolución que se debe tomar, para que al e:aporar el a!ua, queden 0 ! de sal.
). #ara recuperar el Bcido cítrico $#3?19 producido por culti:o sumer!ido con Aspergillus niger se si!uen las si!uientes etapas ael medio de fermentación es filtrado para remo:er la biomasa, b el Bcido cítrico es precipitado como citrato de calcio al a!re!ar /aO $#3?6, c el precipitado es separado por filtración, d el precipitado es disuelto con Bcido sulf;rico $#3?98, e finalmente el Bcido cítrico es cristalizado por e:aporación. En e l ;ltimo lote de producción se obtu:ieron m) de medio de culti:o con 10 !*l de Bcido cítrico. "i se quiere precipitar el Bcido cítrico con /aO y la solubilidad del citrato de calcio $#3?)-8es de 1 parte por 1000 partes de medio de culti:o. a C/uantos >ilo!ramos de /aO se necesitanD b Ccuantos >ilo!ramos de citrato de calcio se producenD c en el tercer paso la filtración retiene el 9% de citrato de calcio, =ste es disuelto en % de e'ceso de Bcido sulf;rico, Ccuanto Bcido sulf;rico es necesarioD . "e mezclan 1 >! de sacarosa con 0 5 de a!ua y se calientan a 90 F/ hasta que la sacarosa se solubiliza. /on el fin de remo:er impurezas solubles, la sol. se filtra. Iurante ambos procesos $calentamiento y filtración, 8% del a!ua se p ierde en forma de :apor. 5a solución clarificada se enfría a F/ y se filtra. 5a solubilidad a F/ es de 00 ! por 100 m5 de a!ua. Ieterminar el peso de cristales recuperados. PRECIPITACIÓN 1. En un e'perimento de precipitación de la enzima piru:ato quinasa con sulfato de amonio a pP -, se obtu:ieron los si!uientes resultados a Ieterminar los parBmetros de la e cuación de solubilidad y m. b /alcular la solubilidad de la enzima para una concentración .) 3 de sulfato de amonio "olubilidad /onc. " $m!*m5 $3 0.0-9 .6 0.)16 . 1.8 .)).16 .
. 5a cin=tica de desnaturalización de una proteína tiene una ener!ía de acti:ación de 00,000 Q*mol. /uando esta proteína se mantiene a 0F/ por un lapso de 10 min se desnaturaliza en una 0%. a /alcular la constante de la :elocidad específica de desnaturalización b /alcular la temperatura a la cual la proteína solo se desnaturaliza el 10% en 10 min. ). 100 5 de una solución de 10 !*5 de seroalb;mina bo:ina y !*5 de otra proteina desconocida serBn tratadas con $AP"O. El ob2eti:o es recuperar 90% de la albumina en el precipitado. 5as constantes de precipitación para las dos proteínas son #roteina m "eroalb;mina bo:ina 1.6 -.6 Iesconocida 0.0 -.00 sumiendo que estas propiedades son independientes de la presencia de la otra proteína, /alcule la concentración en el precipitado de la otra proteina e indique cual es la pureza de la seroalbumina en el precipitado . "i la solubilidad de la seroalb;mina bo:ina es de 1. y 0.6 !*5 en $AP"O .8 y ).0 3 respecti:amente. C/ual es la solubilidad de la proteina en $AP"O ). 3.