Die Auswirkungen des pH-Werts auf die Catecholoxidase

Enzyme besitzen eine definierte dreidimensionale Struktur. Jede Änderung dieser Struktur bewirkt eine Änderung der Aktivität des Enzyms. Der pH-Wert des Reaktionsgemisches verändert diese Struktur und damit die Aktivität. Jedes Enzym hat einen optimalen pH-Wert, bei dem es maximale Aktivität zeigt. Signifikante Unterschiede von diesem pH-Wert verursachen Veränderungen in der dreidimensionalen Struktur des Enzyms, die seine Aktivität reduzieren. Das Catecholoxidase-Enzym hat einen optimalen pH-Wert von etwa 7.

Catechol wird durch Catecholoxidase in Gegenwart von Sauerstoff zu Benzochinon oxidiert, das an der Luft Melanin bildet. Dieses Enzym ist auch unter anderen Namen bekannt, wie Tyrosinase, Diphenoloxidase und Polyphenoloxidase. Kartoffeln, Äpfel und Bananen enthalten Brenzkatechinoxidase, die auf farbloses Brenzkatechin einwirkt und es in braun gefärbtes Melanin umwandelt. Die Bräunung, die auftritt, wenn Sie diese Gegenstände schneiden und der Luft aussetzen, ist eine Folge dieser Reaktion.

Catecholoxidase kann aus Bananen oder Kartoffeln extrahiert werden. Eine Banane mit der doppelten Menge Wasser in einem Mörser zerdrücken. Alternativ kannst du eine Banane mit Wasser mischen, um den Catecholoxidase-Extrakt zu erhalten. Durch Buttermusselin filtrieren und im Kühlschrank aufbewahren. Wenn Sie Kartoffeln verwenden, schälen und in Stücke schneiden, dann mit 700 ml kaltem, destilliertem Wasser auf hoher Geschwindigkeit pürieren. Diesen Kartoffelsaft durch ein Käsetuch filtern und kühl stellen.

Bereiten Sie Pufferlösungen mit den pH-Werten 2, 4, 6, 7 und 8 vor. Beschriften Sie fünf Reagenzgläser mit diesen pH-Werten. Füllen Sie jedes Röhrchen zu einem Viertel der Kapazität mit dem entsprechenden Puffer. In jedes dieser Röhrchen 10 Tropfen Catecholoxidase-Extrakt geben, gefolgt von 10 Tropfen Catechol. Schütteln Sie die Röhrchen und notieren Sie die Farbe jedes Röhrchens auf einer Skala von 0 bis 5, wobei 0 keine Farbe und 5 eine dunkle, braune Farbe anzeigt. Schütteln Sie die Röhrchen weiter und notieren Sie die Farbe in den nächsten 20 Minuten alle fünf Minuten.

Verwenden Sie die Daten, die Sie für die 20-Minuten-Messung erhalten, um ein Diagramm zu zeichnen. Geben Sie auf der X-Achse den pH-Wert der Puffer an. Geben Sie auf der Y-Achse die Farbintensitäten im Bereich von 0 bis 5 an. Markieren Sie für jeden pH-Wert die Farbintensität und verbinden Sie diese Markierungen, um das endgültige Diagramm zu erhalten. Lokalisieren Sie den Peak dieses Diagramms und identifizieren Sie den optimalen pH-Wert für die Catecholoxidase-Reaktion. Bei korrekter Versuchsdurchführung liegt der optimale pH-Wert bei 7. Bei pH 7 ist das Enzym am aktivsten und katalysiert schnell die Oxidation von Brenzkatechin, um die dunkelbraune Farbe zu ergeben.

Sowohl Bananen als auch Kartoffeln enthalten Katechol. Daher besteht die Möglichkeit, dass etwas davon während der Reaktion oxidiert wird, was zu der beobachteten Farbintensität beiträgt. Um diese Reaktion zu verhindern, bewahren Sie den Catecholoxidase-Extrakt auf einem Eisblock auf, bevor Sie ihn in jedes Röhrchen geben. Catechol ist giftig, also stellen Sie sicher, dass es nicht mit Ihrer Haut in Kontakt kommt. Keine Brenzkatechinlösungen pipettieren und wenn etwas verschüttet wird, Handschuhe tragen, um es mit Papiertüchern zu reinigen.