Ποιο πείραμα δείχνει πώς το ρΗ επηρεάζει τα ένζυμα;
Το πείραμα
1. Υλικά:
* ένζυμο: Θα χρειαστείτε ένα ένζυμο με το οποίο είναι εύκολο να εργαστείτε. Μια δημοφιλής επιλογή είναι καταλάση , που βρίσκεται σε πολλά ζωντανά πράγματα (όπως πατάτες ή ήπαρ). Διακόπτει το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) σε νερό και οξυγόνο.
* υπεροξείδιο του υδρογόνου: Το υπόστρωμα για καταλάση.
* buffer: Λύσεις που αντιστέκονται στις αλλαγές στο pH. Θα χρειαστείτε μια σειρά αποθεμάτων για να δημιουργήσετε διαφορετικά επίπεδα pH. Οι κοινές επιλογές είναι:
* Φωσφορικό ρυθμιστικό: Για το εύρος pH 6-8
* ρυθμιστικό κιτρικού: Για το εύρος pH 3-6
* buffer tris: Για το εύρος pH 7-9
* Δοκιμαστικοί σωλήνες: Για τη συγκράτηση των μιγμάτων αντίδρασης.
* Διαβαθμισμένοι κύλινδροι: Για τη μέτρηση των υγρών με ακρίβεια.
* Θερμόμετρο: Για να διασφαλιστεί ότι όλες οι αντιδράσεις εμφανίζονται στην ίδια θερμοκρασία.
* Συσκευή μέτρησης: Αυτό θα μπορούσε να είναι:
* Βαθμολογημένος κύλινδρος για τη μέτρηση του όγκου του αερίου οξυγόνου που παράγεται.
* φασματοφωτόμετρο για τη μέτρηση της μείωσης της συγκέντρωσης υπεροξειδίου του υδρογόνου με την πάροδο του χρόνου (πιο προηγμένη).
2. Διαδικασία:
1. Προετοιμάστε τα buffer σας: Δημιουργήστε μια σειρά αποθεμάτων με διαφορετικά επίπεδα ρΗ (π.χ. ρΗ 4, 5, 6, 7, 8).
2. Ρυθμίστε τα μείγματα αντίδρασης σας: Σε ξεχωριστούς δοκιμαστικούς σωλήνες, συνδυάστε τα εξής:
* Ένας συγκεκριμένος όγκος της επιλεγμένης λύσης buffer σας.
* Ένας σταθερός όγκος του ενζυμικού διαλύματος (καταλάση).
* Ένας σταθερός όγκος διαλύματος υπεροξειδίου του υδρογόνου.
3. Έλεγχος: Δημιουργήστε μια αντίδραση ελέγχου με τα ίδια συστατικά αλλά χρησιμοποιώντας αποσταγμένο νερό αντί για ρυθμιστικό διάλυμα. Αυτό θα βοηθήσει να προσδιοριστεί εάν το ίδιο το buffer επηρεάζει την αντίδραση.
4. Τοποθετήστε όλους τους δοκιμαστικούς σωλήνες σε λουτρό ή εκκολαπτήριο για να διατηρήσετε μια σταθερή θερμοκρασία (περίπου 25 ° C).
5. Παρατηρήστε: Καταγράψτε το ρυθμό της αντίδρασης. Αυτό μπορεί να γίνει από:
* Μέτρηση της ποσότητας αερίου οξυγόνου που παράγεται: Παρατηρήστε το σχηματισμό φυσαλίδων στον δοκιμαστικό σωλήνα και χρησιμοποιήστε έναν βαθμολογημένο κύλινδρο για να μετρήσετε τον όγκο του αερίου που παράγεται σε καθορισμένη χρονική περίοδο.
* Μέτρηση της μείωσης της συγκέντρωσης υπεροξειδίου του υδρογόνου: Χρησιμοποιήστε ένα φασματοφωτόμετρο για να μετρήσετε την απορρόφηση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε συγκεκριμένα μήκη κύματος.
6. Επαναλάβετε: Επαναλάβετε το πείραμα με το ίδιο ένζυμο και συγκεντρώσεις υποστρώματος, αλλά χρησιμοποιώντας διαφορετικά ρυθμιστικά ρΗ για να δείτε πώς αλλάζει ο ρυθμός αντίδρασης.
3. Αναμενόμενα αποτελέσματα:
* Βέλτιστο pH: Θα πρέπει να διαπιστώσετε ότι το ένζυμο έχει ένα βέλτιστο pH στο οποίο λειτουργεί καλύτερα. Αυτό είναι το ρΗ όπου ο ενεργός σημείο του ενζύμου έχει το σωστό σχήμα για να δεσμεύεται αποτελεσματικά με το υπόστρωμα.
* Μειωμένη δραστηριότητα: Σε επίπεδα ρΗ πάνω ή κάτω από το βέλτιστο, η δραστικότητα του ενζύμου θα μειωθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το ρΗ μπορεί να επηρεάσει το σχήμα της ενεργού θέσης, καθιστώντας το λιγότερο αποτελεσματικό στη δέσμευση στο υπόστρωμα.
Βασικές έννοιες:
* Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες: Έχουν ένα συγκεκριμένο τρισδιάστατο σχήμα που είναι κρίσιμο για τη λειτουργία τους.
* Ενεργός ιστότοπος: Το μέρος του ενζύμου που δεσμεύεται με το υπόστρωμα.
* Βέλτιστο pH: Το ρΗ στο οποίο ένα ένζυμο λειτουργεί καλύτερα.
* Μετουσίωση: Τα ακραία επίπεδα ρΗ μπορούν να προκαλέσουν τα ένζυμα να χάσουν το σχήμα τους και να γίνουν ανενεργά.
Ανάλυση δεδομένων
* Γυρίστε τα αποτελέσματά σας, σχεδιάζοντας τις τιμές pH στον άξονα x και τον ρυθμό αντίδρασης (π.χ. όγκος αερίου οξυγόνου που παράγεται ή μείωση της συγκέντρωσης υπεροξειδίου του υδρογόνου) στον άξονα y.
* Θα πρέπει να δείτε μια καμπύλη σε σχήμα καμπάνας, με την κορυφή να αντιπροσωπεύει το βέλτιστο pH για το ένζυμο.
Ενημερώστε με αν έχετε πιο συγκεκριμένες ερωτήσεις ή θέλετε να εξερευνήσετε άλλα πειράματα!
