Ефектите на рН върху катехол оксидазата

Ензимите притежават определена триизмерна структура. Всяка промяна в тази структура води до промяна в активността на ензима. РН на реакционната смес модифицира тази структура и следователно активността. Всеки ензим има оптимално рН, където показва максимална активност. Значителни разлики от това pH водят до промени в триизмерната структура на ензима, които намаляват неговата активност. Катехол оксидазният ензим има оптимално рН около 7.

Катехолът се окислява от катехол оксидазата в присъствието на кислород, за да образува бензохинон, който при излагане на въздух образува меланин. Този ензим е известен и с други имена, като тирозиназа, дифенол оксидаза и полифенол оксидаза. Картофите, ябълките и бананите съдържат катехол оксидаза, която действа върху безцветния катехол и го превръща в меланин с кафяв цвят. Потъмняването, което се случва, когато изрежете и изложите тези предмети на въздух, е резултат от тази реакция.

Катехол оксидазата може да бъде извлечена от банани или картофи. Намачкайте банан с двойно по-голям обем вода в хаванче. Като алтернатива смесете банан с вода, за да получите екстракт от катехол оксидаза. Прецежда се през маслен муселин и се съхранява в хладилник. Ако използвате картофи, обелете ги и ги натрошете, след това смесете с висока скорост, използвайки 700 мл студена, дестилирана вода. Филтрирайте този картофен сок през тензух и го охладете.

Пригответе буферни разтвори със стойности на pH 2, 4, 6, 7 и 8. Етикетирайте пет епруветки с тези стойности на pH. Напълнете всяка тръба до една четвърт от капацитета със съответния буфер. Добавете 10 капки екстракт от катехол оксидаза във всяка от тези епруветки, последвани от 10 капки катехол. Разклатете епруветките и отбележете цвета на всяка епруветка по скала от 0 до 5, където 0 означава, че няма цвят, а 5 означава тъмен, кафяв цвят. Продължете да разклащате тръбите и отбелязвайте цвета на всеки пет минути през следващите 20 минути.

Използвайте данните, които получавате за 20-минутно четене, за да начертаете графика. На оста X посочете рН на буферите. На оста Y посочете интензивността на цветовете от 0 до 5. За всяка стойност на pH маркирайте интензивността на цвета и се присъединете към тези маркировки, за да получите окончателната графика. Намерете пика на тази графика и идентифицирайте оптималното рН за реакцията на катехол оксидаза. При условие, че сте извършили експеримента правилно, оптималната стойност на рН ще бъде 7. При pH 7 ензимът е най-активен и бързо катализира окисляването на катехола, за да даде тъмнокафяв цвят.

Бананите, както и картофите съдържат катехол. Следователно има вероятност част от това да се окисли по време на реакцията, допринасяйки за интензитета на цвета, който наблюдавате. За да предотвратите тази реакция, дръжте екстракта от катехол оксидаза върху блок лед, преди да го добавите във всяка епруветка. Катехол е отровен, затова се уверете, че не му позволявате да контактува с кожата ви. Не пипетирайте разтвори с катехол и ако има разлив, носете ръкавици, за да го почистите с хартиени кърпи.