Enzymy mají definovanou trojrozměrnou strukturu. Jakákoli změna v této struktuře způsobí změnu aktivity enzymu. PH reakční směsi upravuje tuto strukturu a tím i aktivitu. Každý enzym má optimální pH, kde vykazuje maximální aktivitu. Významné rozdíly od tohoto pH způsobují změny v trojrozměrné struktuře enzymu, které snižují jeho aktivitu. Enzym katechol oxidázy má optimální pH přibližně 7.
O katechol oxidáze
Katechol je oxidován katechol oxidázou v přítomnosti kyslíku za vzniku benzochinonu, který při vystavení vzduchu vytváří melanin. Tento enzym je také známý pod jinými názvy, jako je tyrosináza, difenol oxidáza a polyfenol oxidáza. Brambory, jablka a banány obsahují katechol oxidázu, která působí na bezbarvý katechol a přeměňuje ho na hnědý melanin. Výsledkem této reakce je zhnědnutí, ke kterému dochází při řezání a vystavení těchto předmětů vzduchu.
Extrakce katechol oxidázy
Katechoxidáza může být extrahována z banánů nebo brambor. Rozmačkejte banán s dvojnásobným objemem vody v třecí misce. Alternativně smíchejte banán s vodou, abyste získali extrakt katechol oxidázy. Filtrujte přes máslový mušelín a uložte do chladničky. Pokud používáte brambory, oloupejte je a nakrájejte na kusy. Poté je promíchejte při vysoké rychlosti pomocí 700 ml studené destilované vody. Filtrujte tuto bramborovou šťávu přes plátno a dejte do chladničky.
Experimentální podrobnosti
Připravte pufrovací roztoky s hodnotami pH 2, 4, 6, 7 a 8. Označte pět zkumavek těmito hodnotami pH. Naplňte každou zkumavku na jednu čtvrtinu příslušným pufrem. Do každé z těchto zkumavek přidejte 10 kapek extraktu katechol oxidázy a poté 10 kapek katecholu. Zkumavky protřepejte a poznamenejte si barvu každé zkumavky na stupnici od 0 do 5, kde 0 označuje žádnou barvu a 5 označuje tmavou, hnědou barvu. Pokračujte v protřepávání zkumavek a dalších 20 minut si každých pět minut všimněte barvy.
Interpretace výsledků
Data, která jste získali za 20 minut čtení, použijte k vykreslení grafu. Na ose X uveďte pH pufrů. Na ose Y označte intenzitu barev v rozmezí od 0 do 5. Pro každou hodnotu pH označte intenzitu barvy a spojte tyto značky, abyste získali konečný graf. Vyhledejte vrchol tohoto grafu a určete optimální pH pro reakci katechol oxidázy. Pokud jste provedli experiment správně, bude optimální hodnota pH 7. Při pH 7 je enzym nejaktivnější a rychle katalyzuje oxidaci katecholu za vzniku tmavé, hnědé barvy.
Opatření
Banány i brambory obsahují katechol. Existuje tedy možnost, že se některé z těchto látek během reakce oxidují, což přispívá k pozorované intenzitě barvy. Abyste této reakci zabránili, nechte extrakt katechol oxidázy na bloku ledu, než jej přidáte do každé zkumavky. Katechol je jedovatý, takže mu nedovolte, aby přijel do styku s vaší pokožkou. Nepipetujte roztoky katecholu a pokud dojde k rozlití, noste rukavice a vyčistěte je papírovými ručníky.