酵素は定義された三次元構造を持っています。 この構造が変化すると、酵素の活性が変化します。 反応混合物のpHは、この構造を変更し、したがって、活性を変更します。 すべての酵素には、最大の活性を示す最適なpHがあります。 このpHとの大きな違いは、酵素の3次元構造に変化を引き起こし、その活性を低下させます。 カテコールオキシダーゼ酵素の最適pHは約7です。
カテコールオキシダーゼについて
カテコールは、酸素の存在下でカテコールオキシダーゼによって酸化されてベンゾキノンを形成し、空気にさらされるとメラニンを形成します。 この酵素は、チロシナーゼ、ジフェノールオキシダーゼ、ポリフェノールオキシダーゼなどの他の名前でも知られています。 ジャガイモ、リンゴ、バナナには、無色のカテコールに作用して茶色のメラニンに変換するカテコールオキシダーゼが含まれています。 これらのアイテムをカットして空気にさらしたときに発生する褐変は、この反応の結果です。
カテコールオキシダーゼの抽出
カテコールオキシダーゼは、バナナまたはジャガイモから抽出することができます。 乳鉢と乳棒で2倍の量の水でバナナをすりつぶします。 あるいは、バナナを水とブレンドして、カテコールオキシダーゼ抽出物を得ます。 バターモスリンでろ過し、冷蔵庫に保管します。 じゃがいもを使用する場合は、皮をむいてチャンクにし、700mlの冷蒸留水を使用して高速でブレンドします。 このポテトジュースをチーズクロスでろ過し、冷蔵します。
実験の詳細
pH値が2、4、6、7、8の緩衝液を準備します。 これらのpH値で5本の試験管にラベルを付けます。 各チューブをそれぞれのバッファーで4分の1の容量まで満たします。 これらのチューブのそれぞれにカテコールオキシダーゼ抽出物を10滴加え、続いてカテコールを10滴加えます。 チューブを振って、0から5までのスケールで各チューブの色を書き留めます。0は色がないことを示し、5は暗褐色を示します。 チューブを振り続け、次の20分間、5分ごとに色をメモします。
結果の解釈
20分間の読み取りで取得したデータを使用して、グラフをプロットします。 X軸に、バッファーのpHを示します。 Y軸に、0から5の範囲の色の強度を示します。 すべてのpH値について、色の強度をマークし、これらのマークを結合して最終的なグラフを取得します。 このプロットのピークを見つけて、カテコールオキシダーゼ反応に最適なpHを特定します。 実験を正しく行った場合、最適なpH値は7になります。 pH 7では、酵素が最も活性が高く、カテコールの酸化を急速に触媒して、暗褐色になります。
予防
バナナとジャガイモにはカテコールが含まれています。 そのため、反応中に一部が酸化され、観察される色の濃さが増す可能性があります。 この反応を防ぐために、各チューブに追加する前に、カテコールオキシダーゼ抽出物を氷のブロックに置いておきます。 カテコールは有毒ですので、皮膚に触れないように注意してください。 カテコール溶液をピペッティングしないでください。こぼれた場合は、手袋を着用してペーパータオルで拭いてください。