Fermentai turi apibrėžtą trimatę struktūrą. Bet koks šios struktūros pokytis sukelia fermento aktyvumo pokyčius. Reakcijos mišinio pH modifikuoja šią struktūrą, taigi ir aktyvumą. Kiekvieno fermento pH yra optimalus, kai jis rodo maksimalų aktyvumą. Reikšmingi šio pH skirtumai sukelia fermento trimatės struktūros pokyčius, kurie sumažina jo aktyvumą. Katecholio oksidazės fermento optimalus pH yra apie 7.
Apie katecholio oksidazę
Katecholį oksiduoja katecholio oksidazė, esant deguoniui, susidaro benzochinonas, kuris, veikiamas oro, sudaro melaniną. Šis fermentas taip pat žinomas kitais pavadinimais, tokiais kaip tirozinazė, difenolio oksidazė ir polifenolio oksidazė. Bulvėse, obuoliuose ir bananuose yra katecholio oksidazės, veikiančios bespalvį katecholį ir paverčiančios jį rudos spalvos melaninu. Ruda spalva, atsirandanti pjaunant ir padarant šiuos daiktus ore, yra šios reakcijos rezultatas.
Katecholio oksidazės ekstrahavimas
Katecholio oksidazę galima ekstrahuoti iš bananų ar bulvių. Skiedinyje ir grūstuve sutrinkite bananą su dvigubai didesniu nei vandens kiekiu. Arba sumaišykite bananą su vandeniu, kad gautumėte katecholio oksidazės ekstraktą. Filtruokite per sviesto musliną ir laikykite šaldytuve. Jei naudojate bulves, jas nulupkite ir supjaustykite, tada sumaišykite dideliu greičiu naudodami 700 ml šalto, distiliuoto vandens. Filtruokite šias bulvių sultis per marlę ir laikykite šaldytuve.
Eksperimentinė informacija
Paruoškite buferinius tirpalus, kurių pH reikšmės yra 2, 4, 6, 7 ir 8. Pažymėkite penkis mėgintuvėlius šiomis pH vertėmis. Kiekvieną mėgintuvėlį užpildykite atitinkamu buferiu iki vienos ketvirtosios talpos. Į kiekvieną iš šių mėgintuvėlių įpilkite 10 lašų katecholio oksidazės ekstrakto, po to - 10 lašų katecholio. Suplakite mėgintuvėlius ir pažymėkite kiekvieno mėgintuvėlio spalvą skalėje nuo 0 iki 5, kur 0 reiškia, kad nėra spalvos, o 5 - tamsią, rudą spalvą. Toliau purtykite mėgintuvėlius ir kitas 20 minučių kas penkias minutes atkreipkite dėmesį į spalvą.
Rezultatų aiškinimas
Gautus duomenis naudokite per 20 minučių skaitydami diagramą. X ašyje nurodykite buferių pH. Y ašyje nurodykite spalvų intensyvumą nuo 0 iki 5. Kiekvienai pH vertei pažymėkite spalvos intensyvumą ir sujunkite šiuos žymėjimus, kad gautumėte galutinį grafiką. Suraskite šio grafiko smailę ir nustatykite optimalų katecholio oksidazės reakcijos pH. Jei eksperimentą atlikote teisingai, optimali pH vertė bus 7. Esant pH 7, fermentas yra aktyviausias ir greitai katalizuoja katecholio oksidaciją, kad gautųsi tamsi, ruda spalva.
Atsargumo priemonės
Bananuose ir bulvėse yra katecholio. Todėl yra tikimybė, kad kai kurie iš jų oksiduojasi reakcijos metu, prisidėdami prie jūsų pastebimo spalvų intensyvumo. Kad išvengtumėte šios reakcijos, katecholio oksidazės ekstraktą laikykite ant ledo luito, prieš įdėdami jį į kiekvieną mėgintuvėlį. Katecholis yra nuodingas, todėl įsitikinkite, kad neleidžiate jam kontaktuoti su oda. Negalima pipetuoti katecholio tirpalų, o jei išsilieja, mūvėkite pirštines, kad išvalytumėte popierinius rankšluosčius.