Πώς μπορείτε να εμφανίσετε τα ένζυμα είναι επαναχρησιμοποιήσιμα;
1. Πειραματικά
* Αντίδραση καταλυόμενη με ένζυμο: Επιλέξτε μια αντίδραση καταλυόμενη με ένζυμο που μπορείτε εύκολα να παρατηρήσετε (π.χ., η καταλάση που διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου, τη λακτάση που διασπά τη λακτόζη).
* Πολλαπλές δοκιμές:
* δοκιμή 1: Ρυθμίστε την αντίδραση με μια γνωστή ποσότητα υποστρώματος (π.χ. υπεροξείδιο του υδρογόνου) και μια μικρή ποσότητα ενζύμου. Παρατηρήστε την αντίδραση (π.χ. φυσαλίδες αερίου οξυγόνου).
* Δοκιμή 2: Μόλις η αντίδραση επιβραδύνει σημαντικά, προσθέστε περισσότερο υπόστρωμα. Θα πρέπει να παρατηρήσετε την επιτάχυνση της αντίδρασης.
* Επαναλάβετε: Επαναλάβετε τη διαδικασία πολλές φορές, προσθέτοντας περισσότερο υπόστρωμα. Θα πρέπει να παρατηρήσετε την αντίδραση που συνεχίζεται με αξιοπρεπή ρυθμό κάθε φορά.
2. Εξηγώντας τα αποτελέσματα
* αλληλεπιδράσεις ενζύμου-υπομονικού: Τα ένζυμα λειτουργούν προσωρινά δεσμεύοντας στα συγκεκριμένα υποστρώματα τους, σχηματίζοντας ένα σύμπλεγμα ενζύμου-υποβληθέντος. Αυτή η αλληλεπίδραση μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για να συμβεί η αντίδραση, επιταχύνοντας την.
* Δεν υπάρχουν μόνιμες αλλαγές: Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, το ίδιο το ένζυμο παραμένει αμετάβλητο. Καταλύει την αντίδραση χωρίς να καταναλώνεται ή να μεταβάλλεται.
* επαναχρησιμοποίηση: Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση, το ένζυμο απελευθερώνει το προϊόν και είναι ελεύθερο να δεσμεύεται σε άλλο μόριο υποστρώματος, καταλύοντας μια άλλη αντίδραση. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επαναλάβει πολλές φορές, αποδεικνύοντας την επαναχρησιμοποίηση των ενζύμων.
Παράδειγμα:καταλάση και υπεροξείδιο του υδρογόνου
* Παρατήρηση: Η καταλάση διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) σε νερό (H₂O) και αέριο οξυγόνου (O₂), το οποίο μπορείτε να παρατηρήσετε ως φυσαλίδες.
* Πείραμα:
1. Προσθέστε μια μικρή ποσότητα διαλύματος καταλάσης σε δοκιμαστικό σωλήνα.
2. Προσθέστε μερικές σταγόνες υπεροξειδίου του υδρογόνου. Θα δείτε φυσαλίδες.
3. Μόλις επιβραδύνει η φυσαλίδα, προσθέστε περισσότερο υπεροξείδιο του υδρογόνου. Θα δείτε την επανεκκίνηση.
4. Επαναλάβετε τη διαδικασία αρκετές φορές. Θα διαπιστώσετε ότι η καταλάση συνεχίζει να διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου.
Βασικά σημεία
* Ειδικότητα: Κάθε ένζυμο είναι ιδιαίτερα ειδικό για ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα.
* Βέλτιστες συνθήκες: Τα ένζυμα έχουν βέλτιστες συνθήκες (θερμοκρασία, ρΗ) κάτω από τις οποίες λειτουργούν καλύτερα. Η έκθεση τους σε ακραίες συνθήκες μπορεί να τους υποτιμήσει, καθιστώντας τους μη λειτουργικές.
* Δεν είναι άφθαρτο: Ενώ επαναχρησιμοποιούνται, τα ένζυμα μπορούν να καταστραφούν ή να υποβαθμιστούν με την πάροδο του χρόνου, ειδικά εάν εκτίθενται σε σκληρές συνθήκες.
Με την κατανόηση αυτών των αρχών, μπορείτε να εκτιμήσετε την απίστευτη αποτελεσματικότητα και την επαναχρησιμοποίηση των ενζύμων σε βιολογικά συστήματα.
