Ферменты обладают определенной трехмерной структурой. Любое изменение этой структуры вызывает изменение активности фермента. PH реакционной смеси изменяет эту структуру и, следовательно, активность. Каждый фермент имеет оптимальный pH, при котором он проявляет максимальную активность. Значительные отличия от этого pH вызывают изменения трехмерной структуры фермента, которые снижают его активность. Фермент катехолоксидаза имеет оптимальный pH около 7.
О катехолоксидазе
Катехол окисляется катехолоксидазой в присутствии кислорода с образованием бензохинона, который при контакте с воздухом образует меланин. Этот фермент также известен под другими названиями, такими как тирозиназа, дифенолоксидаза и полифенолоксидаза. Картофель, яблоки и бананы содержат катехолоксидазу, которая действует на бесцветный катехол и превращает его в меланин коричневого цвета. Поджаривание, возникающее, когда вы режете и выставляете эти предметы на воздухе, является результатом этой реакции.
Экстракция катехолоксидазы
Катехолоксидаза может быть извлечена из бананов или картофеля. Разомните банан с удвоенным объемом воды в ступке с пестиком. В качестве альтернативы смешайте банан с водой, чтобы получить экстракт катехолоксидазы. Процедить через муслин со сливочным маслом и хранить в холодильнике. Если вы используете картофель, очистите его и нарежьте на кусочки, а затем взбейте на высокой скорости 700 мл холодной дистиллированной воды. Процедите картофельный сок через марлю и поставьте в холодильник.
Детали эксперимента
Приготовьте буферные растворы со значениями pH 2, 4, 6, 7 и 8. Промаркируйте пять пробирок этими значениями pH. Заполните каждую пробирку на одну четверть соответствующим буфером. Добавьте 10 капель экстракта катехолоксидазы в каждую из этих пробирок, а затем 10 капель катехола. Встряхните пробирки и запишите цвет каждой пробирки по шкале от 0 до 5, где 0 означает отсутствие цвета, а 5 - темно-коричневый цвет. Продолжайте встряхивать пробирки и отмечать цвет каждые пять минут в течение следующих 20 минут.
Интерпретация результата
Используйте данные, полученные за 20 минут, чтобы построить график. На оси X укажите pH буферов. На оси Y укажите интенсивность цвета от 0 до 5. Для каждого значения pH отметьте интенсивность цвета и соедините эти отметки, чтобы получить окончательный график. Найдите пик на этом графике и определите оптимальный pH для реакции катехолоксидазы. Если вы провели эксперимент правильно, оптимальное значение pH будет 7. При pH 7 фермент наиболее активен и быстро катализирует окисление катехола с приданием темного коричневого цвета.
Меры предосторожности
Бананы, как и картофель, содержат катехол. Следовательно, есть вероятность того, что часть этого окислится во время реакции, что приведет к интенсивности цвета, которую вы наблюдаете. Чтобы предотвратить эту реакцию, храните экстракт катехолоксидазы на кубике льда, прежде чем добавлять его в каждую пробирку. Катехол ядовит, поэтому не позволяйте ему попадать на кожу. Не пипетируйте растворы катехинов, а если они пролились, наденьте перчатки, чтобы очистить их бумажными полотенцами.