バイオ1003のための実験室のノート

©30August1999,John H.Wahlert&Mary Jean Holland

酵素

触媒として作用するタンパク質

酵素

触媒として作用するタンパク質

タンパク質

酵素

触媒として作用するタンパク質

タンパク質

タンパク質

酵素

触媒として作用するタンパク質

タンパク質h4>

（材料、テーマ、webリソースはこちらをクリックしてください）

細胞は、原子や分子をより頻繁に、より多くの力でぶつかることによっ 代わりに、それらは反応物が適切な配向で互いに遭遇する表面を提供する酵素と呼ばれるタンパク質触媒を作り、酵素は破壊される結合を弱める 酵素に高い特定性があります–特定の反応物だけ表面で合い、活動的な場所と呼ばれる場所のローカル表面充満のバランスをとります。 酵素の反応物の特定のセットは、その基質（複数可）と呼ばれています。 酵素は、すべての触媒と同様に、それらが触媒する反応によって変化しない; したがって、すべての反応物が生成物に変換されたとき、元の酵素分子が残る。

酵素機能は、反応が起こっている環境に依存する。

酵素機能は、反応が起こっている環境に依存する。 温度およびpHのような要因は仕事をする酵素の機能に非常に影響を与えることができます。 以下の一連の実験は、生物学的系における酵素触媒反応の原理を示している。 私たちは、植物に共通している酵素カテコール酵素（またはカテコールオキシダーゼ）を使用することになります;それは提供されている絞りたてのポテトジュー カテコール酵素の基質はカテコールと酸素である。 基質は酵素の活性部位内で互いに反応する。 この反応によって形成される生成物はベンゾキノンと水であり、ベンゾキノンは茶色をしているので、反応が起こったことがわかります。 これは、果実褐変反応と呼ばれています。 ベンゾキノンは、微生物の増殖を阻害し、損傷した果実が腐敗するのを防ぎます。 損傷していない細胞では、カテコラーゼは小胞に貯蔵され、カテコールと相互作用しない。

酵素カタコラーゼの存在下で:

カテコール+Β O2ベンゾキノン+H2O

以下のすべての実験で、指定された成分を混合し、渦魔神で混合物を攪拌するか、底部の近くの管の側面をタップして混合物を40℃でインキュベートする。

あなたが酵素の純度を疑った場合、カテコールラーゼ以外にジャガイモ抽出物に何かがあるかどうかをどのように見つけることができますか？

I.ベンゾキノンの形成および検出

この実験は、反応が起こった場合または起こっていない場合の外観の基準を確立する。 H2Oが示される蒸留水を使用して下さい。

Mix	Initial color	Color change (after 5 min)
10 drops potato extract with 10 drops 1% catechol (experiment)
10 drops potato extract with 10 drops H2O (control)
10 drops 1 % catechol with 10 drops H2O(control)

コントロールと実験の概念をどのように定義しますか？

II.酵素特異性

ハイドロキノンは構造的にカテコールと類似しているが、同じではない。 この実験では、酵素がそれをベンゾキノンに変換することができるかどうか、または酵素が類似しているが同一ではない分子と相互作用するには、その設計においてあまりにも特異的であるかどうかがわかります。

Mix	Initial color	Color change (after 5 min)
10 drops potato extract with 10 drops 1% catechol
10 drops potato extract with 10 drops hydroquinone
10 drops hydroquinone with 10 drops H2O (コントロール)

enxymeはヒドロキノンをベンゾキノンに変換できますか？ どのようにしてこの結論に達しましたか？注：あなたのグループはIIIまたはIVのいずれかを行います—両方ではありません。
あなたのグループがIII温度またはIV pHを行うかどうかを研究室のインストラクターに尋ねます。

III.酵素活性に対する温度の影響

酵素は、特定の温度範囲内で機能するように設計されています。 あなたは以下の温度の結果についていくつかの推測をするかもしれません。 摂氏温度スケールでは、0度は凍結、22度は室温、100度は沸騰しています。 それがより暑いほど、より急速に分子が振動して移動しています。 水分子と酵素との衝突は、水素結合によって位置に保持されている折り畳まれた構造を元に戻す可能性があり、これが起こると分子は変性されたと この場合、アクティブなサイトはどうなりますか？ 低温では、分子は非常にゆっくりと移動し、それらが衝突して互いに反応する可能性は非常に低い。 ジャガイモの抽出物は氷の上に保管されていることに注意してください。 どうして？

酵素活性に対する温度の影響についてのあなたの仮説を書き留めてください：

一方のセットにジャガイモ抽出物を10滴、もう一方のセットに10滴の1％カテコールを10滴入れた試験管を6対セットアップします。 それらを5分間インキュベートし、以下に示す5つの温度環境のそれぞれで一組。 その後、ジャガイモ抽出物とカテコールを一緒に混ぜる; 最初の色を記録し、制御された温度の環境にその管を戻して下さい。 5分後に再び色を記録します。

100度C

温度	初期色	色の変化 （5分。 after adding catechol)
0 degrees C
22 degrees C
40 degrees C
60 degrees C
80 /td>
100度C

結果はあなたの最初の仮説をサポートしていますか？

どの温度が酵素を変性させて回復できないようにしますか？

100℃で形成される白色沈殿物は何ですか？

IV.酵素活性に対するpHの影響

pHスケールは、溶液中に存在する水素イオン（それぞれ+1電荷を有する）の数を測定する。 生物学的システムのスケールは、0（強酸性）から14（強塩基性）まで実行されます。 7の中立ポイントは、純粋な水のpHです。 タンパク質分子の折り畳まれた構造は、ポリペプチド鎖の反対に荷電した部分間の水素結合のために大部分があることを思い出してください。 解決の他のイオンは鎖の一致の部品を取り替えることができそれを元に戻されて来させます。 これが起こると、アクティブなサイトは何になりますか？

酵素活性に対するpHの範囲の影響についてのあなたの仮説を書き留めてください。

:

それぞれに異なる緩衝化されたpH溶液を40滴入れた7つの試験管をセットアップする。

それぞれに異なる緩衝化されたpH溶液を40滴 それぞれに10滴のジャガイモ抽出物を加えてかき混ぜる。 その後、それぞれに10滴の1％カテコールを加えてかき混ぜる。

pH	Initial color	Color change (5 min after adding catechol)
pH 2
pH 4
pH 6
pH 7
pH 8
pH 10
pH 12

Do the results support your hypothesis?

どのpHまたはpH値の範囲で酵素が最も効果的ですか？

なぜ新鮮なスライスされたフルーツにレモン汁を置くことは褐変を遅らせるのですか？V.酵素活性のための補因子の必要性

多くの酵素は、それらに関連する補因子がある場合にのみ作用する。

V.酵素活性のための補因子の必要性

多くの酵素は、補因子が存在する場合にのみ作用する。 カテコラーゼは補因子として銅を必要とする。 PTUは、カテコラーゼよりも銅に対して高い親和性を有する化学物質であり、それは酵素から銅を奪う。 補因子が除去されたときに酵素の機能に何が起こるかを観察することができます。 We refer to cofactors that our bodies need as vitamins and minerals.

Mix	Initial color	Color change (5 min after adding catechol)
Tube A 10 drops potato extract 5 crystals PTU and mix. After 5 minutes add 10 drops 1% catechol.
Tube B 10 drops potato extract. 5分後に 10滴1％カテコールを追加します。

この実験では、どのチューブ、aまたはBがコントロールですか？