ENZYMOLOGIA. Ćwiczenie 4. α-amylaza (cz. I) Oznaczanie aktywności enzymu metodą kolorymetryczną

Podobne dokumenty
Oznaczanie aktywności - i β- amylazy słodu metodą kolorymetryczną

ENZYMOLOGIA. Ćwiczenie 3 Lipaza. Oznaczanie aktywności enzymu metodą miareczkową. Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych

ANALIZA TŁUSZCZÓW WŁAŚCIWYCH CZ II

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY (REAKCJA ENZYMATYCZNA I CHEMICZNA)

ENZYMOLOGIA. Ćwiczenie 5. α-amylaza (cz. II) Enzymatyczna hydroliza skrobi. Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych

Oznaczanie aktywności proteolitycznej trypsyny metodą Ansona

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii

data ĆWICZENIE 7 DYSTRYBUCJA TKANKOWA AMIDOHYDROLAZ

1. Oznaczanie aktywności lipazy trzustkowej i jej zależności od stężenia enzymu oraz żółci jako modulatora reakcji enzymatycznej.

Oznaczanie aktywności enzymów amylolitycznych.

KREW: 1. Oznaczenie stężenia Hb. Metoda cyjanmethemoglobinowa: Zasada metody:

Wpływ ph i temperatury na aktywność enzymów na przykładzie α-amylazy [EC ]

Oznaczanie aktywności enzymów

Laboratorium 4. Określenie aktywności katalitycznej enzymu. Wprowadzenie do metod analitycznych. 1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Badanie szybkości hydrolizy lipidów mleka i oznaczanie aktywności lipazy trzustkowej

CEL ĆWICZENIA: Zapoznanie się z przykładową procedurą odsalania oczyszczanych preparatów enzymatycznych w procesie klasycznej filtracji żelowej.

Właściwości kinetyczne fosfatazy kwaśnej z ziemniaka

Oznaczanie mocznika w płynach ustrojowych metodą hydrolizy enzymatycznej

Odczynniki. dzieląc zmierzoną absorbancję przez współczynnik absorbancji dla 1µg p-nitrofenolu

Badanie termostabilności oraz wpływu aktywatorów i inhibitorów na działanie α-amylazy [EC ]

ENZYMY. KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

Krew należy poddać hemolizie, która zachodzi pod wpływem izotonicznego odczynnika Drabkina.

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Laboratorium 8. Badanie stresu oksydacyjnego jako efektu działania czynników toksycznych

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Wyznaczanie krzywej progresji reakcji i obliczenie szybkości początkowej reakcji katalizowanej przez β-fruktofuranozydazy

3. Badanie kinetyki enzymów

data ĆWICZENIE 11 BIOCHEMIA PRZEWODU POKARMOWEGO

d[a] = dt gdzie: [A] - stężenie aspiryny [OH - ] - stężenie jonów hydroksylowych - ] K[A][OH

OZNACZANIE AKTYWNOŚCI ALKALICZNEJ DIFOSFATAZY (PIROFOSFATAZY)

Laboratorium Podstaw Biofizyki

Biochemia Ćwiczenie 7 O R O P

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

a) hydroliza octanu n-butylu b) hydroliza maślanu p-nitrofenylu 4/7 O O PLE bufor ph 7,20 OH H 2 aceton O PLE O N O N O bufor ph 7,20 acetonitryl

Ćwiczenie 7. Wyznaczanie stałej szybkości oraz parametrów termodynamicznych reakcji hydrolizy aspiryny.

Politechnika Łódzka Specjalistyczne Laboratorium Analityki Cukrowniczej

Biochemia Ćwiczenie 4

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

ĆWICZENIE 5 MECHANIZMY PROMUJĄCE WZROST ROŚLIN

OZNACZANIE STĘŻENIA GLUKOZY WE KRWI METODĄ ENZYMATYCZNĄ-OXY

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

data ĆWICZENIE 12 BIOCHEMIA MOCZU Doświadczenie 1

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy estru

EKOFIZJOLOGIA MIKROORGANIZMÓW WODNYCH

Ilościowe oznaczenie glikogenu oraz badanie niektórych jego właściwości

Laboratorium 3 Toksykologia żywności

Ćwiczenie 4. Identyfikacja wybranych cukrów w oparciu o niektóre reakcje charakterystyczne

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1)

Enzymatyczna hydroliza skrobi do produktów małocząsteczkowych

Sprawozdzanie z ćwiczenia nr 3 - Kinetyka enzymatyczna

Kinetyka reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę

WYCHOWANIE FIZYCZNE - STUDIA ZAOCZNE 2010/2011

KINETYKA INWERSJI SACHAROZY

47 Olimpiada Biologiczna

Ćwiczenia laboratoryjne 2

KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH Wyznaczenie stałej Michaelisa i maksymalnej szybkości reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę.

ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II

Badanie aktywności enzymów z klasy oksydoreduktaz. Oznaczenie witaminy C

Zastosowanie enzymów amylolitycznych do produkcji syropów glukozowych, maltozowych i skonwertowanych

46 Olimpiada Biologiczna

Laboratorium Inżynierii Bioreaktorów

Inżynieria Środowiska

Ćwiczenie 4 i 21 (skrypt) ćwiczenie laboratoryjne nr 3 dla e-rolnictwa

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

g % ,3%

Główne zagadnienia: - mol, stechiometria reakcji, pisanie równań reakcji w sposób jonowy - stężenia, przygotowywanie roztworów - ph - reakcje redoks

ĆWICZENIE 3. I. Analiza miareczkowa mocnych i słabych elektrolitów

Scenariusz lekcji z biologii w szkole ponadgimnazjalnej

Oznaczenie aktywności aminotransferazy alaninowej.

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

OBLICZENIA BIOCHEMICZNE

Amylaza Wykrywanie aktywności enzymatycznej amylazy w ślinie

Węglowodany metody jakościowe oznaczania cukrów reakcja Molisha, Fehlinga, Selivanowa; ilościowe oznaczanie glukozy metodą Somogyi Nelsona

Trawienie i wchłanianie substancji odżywczych

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

PODSTAWY STECHIOMETRII

ENZYMOLOGIA. Ćwiczenie 2. Hydrolazy. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznych

KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

data ĆWICZENIE 8 KINETYKA RERAKCJI ENZYMATYCZNEJ Wstęp merytoryczny

Równowagi w roztworach elektrolitów

ADSORPCJA PARACETAMOLU NA WĘGLU AKTYWNYM

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ Z HIGIENY, TOKSYKOLOGII I BEZPIECZEŃSTWA ŻYWNOŚCI

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

CHARAKTERYSTYKI SPEKTRALNE UTLENIONEJ I ZREDUKOWANEJ FORMY CYTOCHROMU C

1.1 Reakcja trójchlorkiem antymonu

ĆWICZENIE 2. Usuwanie chromu (VI) z zastosowaniem wymieniaczy jonowych

Otrzymywanie 1-fosforanu α-d-glukopiranozy przez fosforolizę skrobi

Co ma wspólnego ludzka dwunastnica z proszkiem do. prania?

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

Transkrypt:

ENZYMOLOGIA Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych ul. Klemensa Janickiego 35 71-270 Szczecin Ćwiczenie 4 α-amylaza (cz. I) Oznaczanie aktywności enzymu metodą kolorymetryczną

Ćwiczenie 4. α-amylaza - oznaczanie aktywności enzymu metodą kolorymetryczną Oznaczanie aktywności α-amylazy metodą Streeta-Closego w modyfikacji Richtericha Wśród hydrolaz glikozydowych rozkładających skrobię i glikogen wyróżnia się trzy główne grupy: 1) α-amylazy (endoamylazy) rozszczepiające wiązania wewnątrz cząsteczek substratu w sposób przypadkowy, występujące powszechnie u roślin, zwierząt i mikroorganizmów, 2) β-amylazy (egzoamylazy) hydrolizujące co drugie wiązanie od nieredukującego końca substratu, rozpowszechnione u roślin wyższych; brak ich u zwierząt, 3) glukoamylazy (egzoamylazy), hydrolizujące kolejno każde wiązanie od nieredukującego końca substratu, występujące u roślin, zwierząt i mikroorganizmów. α-amylaza (EC 3.2.1.-) jest jednym z głównych enzymów trawiennych. Hydrolizuje wiązania α (1 4) w skrobi i glikogenie. Produktami jej działania są maltoza, maltotrioza, glukoza, a w przypadku hydrolizy amylopektyny, także krótkie, rozgałęzione α-dekstryny (wiązanie α (1 6) obecne w amylopektynie nie jest hydrolizowane przez α-amylazę). Aktywatorami amylazy są jony chlorkowe; inhibitorami: jony jodkowe, cytrynian, szczawian i chelatory jonów dwuwartościowych (np. wersenian). Amylaza zawarta w ślinie ma niewielkie znaczenie dla całkowitego procesu trawienia cukrów złożonych, gdyż jej działanie jest krótkotrwałe traci aktywność pod wpływem kwaśnego środowiska żołądka. U wielu zwierząt amylaza w ogóle nie występuje w ślinie. Znacznie istotniejsze jest działanie amylazy trzustkowej. Enzym ten ma niewielką masę cząsteczkową (45000 D) i może w niewielkim stopniu ulegać resorpcji z soku trzustkowego do krwi a następnie przechodzić łatwo do moczu. Niewielka aktywność α-amylazy obecna w surowicy ludzi zdrowych (0.1-0.3 U/ml) może ulec znacznemu wzrostowi w przypadku niektórych schorzeń jak np. w ostrym zapaleniu trzustki lub przy zamknięciu przewodów trzustkowych przez nowotwór. Obniżona aktywność amylazy w surowicy może świadczyć o zapaleniu wątroby lub niewydolności trzustki. W tych stanach chorobowych, w których dochodzi do niedoboru enzymów trawiennych, pomaga się pacjentom stosując leki, zawierające skoncentrowane wyciągi z trzustki zwierzęcej, lub zestaw oczyszczonych z różnych źródeł enzymów hydrolitycznych. Jednym z takich leków jest Kreon. Jedna kapsułka tego leku zawiera (oprócz innych hydrolaz) α-amylazę o aktywności 8000 U. Jednostki enzymatyczne. Aktywność enzymatyczną można wyrazić na wiele sposobów. Najpowszechniejsze jest podawanie początkowej szybkości (Vo) katalizowanej reakcji (np. w

µmol substratu przekształconego w ciągu minuty; µmol min -1 ). Istnieją też dwie standardowe jednostki aktywności enzymatycznej: bezwzględna międzynarodowa jednostka standardowa (uniwersalna) (U) oraz katal (kat). Jednostka międzynarodowa definiowana jest jako ilość enzymu, która katalizuje przekształcanie 1 µmol substratu (lub 1 µmol odpowiednich wiązań) w ciągu 1 minuty w 30 C, w warunkach optymalnych dla danego enzymu (zwłaszcza ph i stężenie substratu). Katal jest przyjętą w układzie SI jednostką, zdefiniowaną jako aktywności enzymu, przy której jest on zdolny przekształcić 1 mol substratu w produkt w czasie 1 s w temp. 30 C i pozostałych w warunków optymalnych dla danego enzymu. Stąd 1Kat = 6 10 7 jednostek międzynarodowych, a 1 jednostka międzynarodowa = 16,67 nkat (nanokatali). Aktywność α-amylazy można oznaczyć w różnych preparatach (w surowicy, w moczu, w preparacie leku) stosując zmodyfikowaną metodę Streeta-Closego. Opiera się ona na następujących faktach. Jod ulega adsorpcji na cząsteczkach skrobi. Im większa jest masa skrobi w roztworze, tym więcej zaadsorbowanego jodu i tym intensywniejsze, niebieskie zabarwienie roztworu. Zmniejszenie nasilenia barwy skrobi z jodem w wyniku jej hydrolizy jest proporcjonalne do aktywności α-amylazy. Stosując tę metodę należy prowadzić oznaczenie dla kilku różnych stężeń preparatu enzymu (preparatu, w którym oznaczamy aktywność enzymatyczną α-amylazy), gdyż przy zbyt wysokim stężeniu enzymu jego aktywność może być na tyle wysoka, że doprowadzi do całkowitego rozłożenia skrobi i zaniku barwy, a to uniemożliwi prawidłowe obliczenie jego aktywności. Warunki doświadczenia (stężenie enzymu) muszą być tak dobrane, aby przez cały czas trwania reakcji, w mieszaninie reakcyjnej znajdował się nadmiar substratu. Tylko wtedy można przyjąć, że przez cały czas trwania reakcji enzym był wysycony substratem a więc szybkość reakcji była równa szybkości początkowej, która jest miarą aktywności enzymu. Oto schemat doświadczenia: 1. Przygotowanie 4 mieszanin reakcyjnych: każda z mieszanin będzie zawierała substrat: skrobię, bufor: 0.05 M bufor fosforanowy ph zawierający NaCl (jony chlorkowe jako aktywatory α-amylazy) oraz enzym w jednym z czterech różnych rozcieńczeń. 2. Prowadzenie reakcji enzymatycznej przez 15 min. w 37 C. Reakcję zatrzymuje dodanie HCl. 3. Kolorymetryczny pomiar stężenia substratu pozostałego po hydrolizie w mieszaninie reakcyjnej. (Uwaga: im intensywniejsza barwa tym mniejsza aktywność enzymu).

Część doświadczalna Ćwiczenie 4. α-amylaza oznaczanie aktywności enzymu metodą kolorymetryczną Oznaczanie aktywności α-amylazy metodą Streeta-Closego w modyfikacji Richtericha Oznaczenie aktywności amylazy trzustkowej w preparacie leku Kreon ODCZYNNIKI: α-amylaza - preparat wyjściowy enzymu do oznaczenia aktywności α-amylazy został przygotowany przez rozpuszczenie 1 kapsułki leku Kreon w 100 ml 0.05 M buforu fosforanowego o ph 7.4. 0.05 M bufor fosforanowy o ph 7.4, 0.05 M bufor fosforanowy o ph 7.4 zawierający NaCl, 1% kleik skrobiowy, roztwór jodu w jodku potasu, 0.5 M HC1. WYKONANIE: 1. Przygotuj 6 rozcieńczeń -amylazy (preparatu leku Kreon): I. 7 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (15-krotne rozcieńczenie) II. 9,5 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (20-krotne rozcieńczenie) III. 12 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (25-krotne rozcieńczenie) IV. 14,5 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (30-krotne rozcieńczenie) V. 17 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (35-krotne rozcieńczenie) VI. 19,5 ml buforu fosforanowego + 0,5 ml amylazy (40-krotne rozcieńczenie) 2. Przygotuj 40 ml zbuforowanego roztworu substratu przez zmieszanie 20 ml roztworu skrobi i 20 ml buforu fosforanowego zawierającego NaCl. 3. Do nowych 7 probówek odmierz po 4 ml przygotowanego w punkcie 2 roztworu substratu. 4. Do probówki nr 1 dodaj 1 ml 0,5M HCl (próbka kontrolna, K). 5. Probówki (7 sztuk) wstaw do łaźni wodnej (37 o C) i inkubuj przez 3 minuty.

6. Po tym czasie wyjmij probówki z łaźni i szybko dodaj do nich kolejno: Probówka nr 1 (K): 1 ml buforu fosforanowego, Probówka nr 2 (B 1 ): 1 ml rozcieńczenia I, Probówka nr 3 (B 2 ): 1 ml rozcieńczenia II, Probówka nr 4 (B 3 ): 1 ml rozcieńczenia III, Probówka nr 5 (B 4 ): 1 ml rozcieńczenia IV, Probówka nr 6 (B 5 ): 1 ml rozcieńczenia V, Probówka nr 7 (B 6 ): 1 ml rozcieńczenia VI. 7. Zawartość probówek wymieszaj, wstaw ponownie do łaźni wodnej (37 o C) i inkubuj przez 15 min. 8. Po zakończonej inkubacji do probówek nr 2-7 dodaj po 1 ml 0.5M HCl, aby zatrzymać reakcję enzymatyczną. 9. Do wszystkich probówek odmierz po 1 ml roztworu I 2 w KI i wymieszaj zawartość probówek. 10. Barwa roztworów powinna być niebieska i powinna różnić się w niewielkim stopniu intensywnością. Jeśli przy najwyższych użytych stężeniach enzymu barwa roztworu jest czerwonawa lub żółtawa, należy te próbki odrzucić i nie brać ich pod uwagę przy obliczeniach aktywności enzymatycznej -amylazy. 11. Zmierz absorbancję próbek względem wody przy długości fali λ=620 nm. OPRACOWANIE WYNIKÓW: Efektem końcowym ćwiczenia jest oznaczenia aktywności enzymu w jednej kapsułce leku Kreon. 1. Aktywność α-amylazy zdefiniujmy jako ilość µmoli zhydrolizowanych wiązań glikozydowych w czasie 1 min. w warunkach optymalnych (ph, temperatura, wysycenie substratem, obecność jonów chlorkowych). W tym doświadczeniu oznaczamy ją mierząc kolorymetrycznie ubytek substratu. Należy więc określić jakiemu stężeniu substratu (a więc jakiemu stężeniu wiązań glikozydowych) odpowiada absorbancja (A 620 ) próby kontrolnej. Stężenie wiązań glikozydowych obliczamy dzieląc masę (g) skrobi znajdującą się w 1 l roztworu przez masę cząsteczkową monomeru (C 6 H 10 O 5 = 162 g).

W doświadczeniu stosowaliśmy dwukrotnie rozcieńczony 1% roztwór skrobi; stąd jej końcowe stężenie wynosiło 5 g/1 l. Stężenie wiązań glikozydowych wynosiło więc: 5 g : 162 g/mol = 0.0031M (3.1 mm). Ponieważ w mieszaninie inkubacyjnej znajdował się 4 ml roztworu skrobi to możemy powiedzieć, że w warunkach naszego doświadczenia A 620 próby kontrolnej odpowiada ilości wiązań glikozydowych = 0,000124 M (124 µmola). 2. Obliczamy różnice pomiędzy absorbancją próbki kontrolnej a absorbancjami poszczególnych próbek badanych (A K - A B1 ; A K - A B2 ; itd.). Różnice te są wprost proporcjonalne do ilości rozłożonych wiązań glikozydowych: A K A K - A B1 ------------- 124 µmola wiązań ------------- X µmoli wiązań rozłożonych w próbce stąd: X to ilość mikromoli wiązań glikozydowych rozłożonych w próbce w ciągu 15 minut pod wpływem α-amylazy zawartej w 1 ml preparatu leku rozcieńczonego z razy. Pamiętając o tym, że jedną kapsułkę leku rozpuszczono w 100 ml buforu, aktywność - amylazy zawartej w 1 kapsułce można obliczyć następująco: Do wzoru należy podstawić wyliczone wcześniej wartości X (X 1, X 2, X 3 itd.) i pomnożyć przez odpowiednie rozcieńczenie z (15, 20, 25 itd.), a następnie wyliczyć wartość średnią czyli aktywność -amylazy zawartej w 1 kapsułce leku Kreon. Literatura: 1) Praktikum z biochemii. Praca zbiorowa pod red. A. Dubina i B. Turyny. Instytut Biologii Molekularnej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999. 2) Ćwiczenia z biochemii. Praca zbiorowa pod red. L. Kłyszejko-Stefanowicz. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2003. 3) Podstawy biochemii. J. Kączkowski. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2005. 4) Biochemia. Krótkie wykłady. Hames B.D. i Hooper N.M. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002.