Enzymen hebben een gedefinieerde driedimensionale structuur. Elke verandering in deze structuur veroorzaakt een verandering in de activiteit van het enzym. De pH van het reactiemengsel wijzigt deze structuur en daarmee de activiteit. Elk enzym heeft een optimale pH waar het maximale activiteit vertoont. Aanzienlijke verschillen met deze pH veroorzaken veranderingen in de driedimensionale structuur van het enzym die de activiteit ervan verminderen. Catecholoxidase-enzym heeft een optimale pH van ongeveer 7.
Over catecholoxidase
Catechol wordt geoxideerd door catecholoxidase in aanwezigheid van zuurstof om benzochinon te vormen, dat bij blootstelling aan lucht melanine vormt. Dit enzym is ook bekend onder andere namen, zoals tyrosinase, difenoloxidase en polyfenoloxidase. Aardappelen, appels en bananen bevatten catecholoxidase dat inwerkt op kleurloos catechol en dit omzet in bruingekleurde melanine. De bruining die optreedt wanneer u deze items snijdt en aan de lucht blootstelt, is het resultaat van deze reactie.
Extractie van catecholoxidase
Catecholoxidase kan worden geëxtraheerd uit bananen of aardappelen. Prak een banaan met twee keer zoveel water in een vijzel en stamper. U kunt ook een banaan met water mengen om het catecholoxidase-extract te verkrijgen. Filter door botermousseline en bewaar in de koelkast. Als je aardappelen gebruikt, schil ze dan en snij ze in stukken, mix ze dan op hoge snelheid met 700 ml koud, gedestilleerd water. Filter dit aardappelsap door kaasdoek en zet in de koelkast.
Experimentele details
Bereid bufferoplossingen met pH-waarden 2, 4, 6, 7 en 8 voor. Label vijf reageerbuizen met deze pH-waarden. Vul elke buis tot een vierde capaciteit met de respectieve buffer. Voeg 10 druppels catecholoxidase-extract toe aan elk van deze buisjes, gevolgd door 10 druppels catechol. Schud de tubes en noteer de kleur van elke tube op een schaal van 0 tot 5 waarbij 0 geen kleur aangeeft en 5 een donkere, bruine kleur aangeeft. Blijf de tubes schudden en noteer de kleur gedurende de volgende 20 minuten om de vijf minuten.
Interpretatie van resultaten
Gebruik de gegevens die u verkrijgt voor de 20 minuten meting om een grafiek te plotten. Geef op de X-as de pH van de buffers aan. Geef op de Y-as de kleurintensiteiten aan van 0 tot 5. Markeer voor elke pH-waarde de kleurintensiteit en voeg deze markeringen samen om de definitieve grafiek te krijgen. Zoek de piek van dit perceel en identificeer de optimale pH voor de catecholoxidasereactie. Als je het experiment correct hebt uitgevoerd, is de optimale pH-waarde 7. Bij pH 7 is het enzym het meest actief en katalyseert het snel de oxidatie van catechol om de donkere, bruine kleur te geven.
Preventieve maatregelen
Zowel bananen als aardappelen bevatten catechol. Daarom bestaat de mogelijkheid dat een deel hiervan tijdens de reactie wordt geoxideerd, wat bijdraagt aan de kleurintensiteit die u waarneemt. Om deze reactie te voorkomen, bewaart u het catecholoxidase-extract op een blok ijs voordat u het in elk buisje doet. Catechol is giftig, dus zorg ervoor dat het niet in contact komt met uw huid. Pipetteer geen catecholoplossingen en als er gemorst wordt, draag dan handschoenen om het schoon te maken met keukenpapier.