Лабораторна робота № 4. Мета роботи - вивчення таких властивостей ферментів, як специфічність дії у відношенні до субстрату та залежність активності ферментів від температури

СПЕЦИФІЧНІСТЬ ТА ТЕРМОЛАБІЛЬНІСТЬ ДІЇ ФЕРМЕНТІВ

Мета роботи - вивчення таких властивостей ферментів, як специфічність дії у відношенні до субстрату та залежність активності ферментів від температури. У процесі виконання лабораторної роботи студенти повинні набути навички експериментальних досліджень розчинів ферментів амілази і сахарази.

 

Дослід 1. Специфічність дії ферментів.

Однією з унікальних властивостей ферментів є їхня висока специфічність у відношенні дії ферментів на субстрат.

 

Хід роботи

У дві пробірки наливають по 10 крапель 0,5%-го розчину крохмалю та додають у першу пробірку 5 крапель розведеної в 5 разів слини, яка вміщує фермент амілазу, у другу 5 крапель витяжки дріжджів, яка містить фермент сахаразу, перемішують і ставлять на водяну баню при 37°С. В інші дві пробірки наливають по 10 крапель 0,5%-го розчину сахарози. В першу пробірку додають 5 крапель розведеної в 5 разів слини, в другу — 5 крапель витяжки з дріжджів і залишають при цих же умовах. В цей період в пробірках під дією ферментів відбуваються реакції гідролізу крохмалю і сахарози, які перебігають за наступними схемами:

_{амілаза}

(С₆Н₁₀О₅)_n + _mH₂O ─── _хС₁₂Н₂₂О₁₁

_{крохмаль мальтоза}

_{сахараза}

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О ─── С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

_{сахароза глюкоза фруктоза}

 

Дію ферментів виявляють або за зникненням субстратів, або за появою продуктів гідролізу субстратів (мальтози, глюкози, фруктози). Тому через 5 хвилин в перші дві пробірки з крохмалем додають по 1 краплі розчину йоду і спостерігають забарвлення субстрату.

Із вмістом двох інших пробірок (дослід із сахарозою) проводять реакцію з рідиною Фелінга. Для цього до неї додають 5-6 крапель досліджуваної рідини, перемішують і нагрівають до кипіння. Слід мати на увазі, що сахароза (невідновлюючий дисахарид) не має вільних напівацетальних гідроксилів і реакції відновлення не дає, в той час як продукти її гідролізу, — глюкоза і фруктоза — відновлюють рідину Фелінга до появи жовтого осаду купрум (І) гідроксиду (CuOH) або червоного осаду купрум (І) оксиду (Сu₂О).

Результати досліду оформлюють у вигляді таблиці 6.

 

Таблиця 6.

№ досліду	Назва ферменту	Назва субстрату	Контрольні реакції	Пояснення реакції
з йодом	з рідиною Фелінга
	амілаза	крохмаль
	сахараза	крохмаль
	амілаза	сахароза
	сахараза	сахароза

Дослід 2. Термолабільність ферментів.

Під термолабільністю розуміють залежність каталітичної активності ферментів від температури. Та температура, при якій фермент є найбільш активним, називається температурним оптимумом даного ферменту. Кип'ятінням фермент повністю інактивується (втрачає свої каталітичні якості) в результаті теплової денатурації. При температурі нижче 0°С ферменти не інактивуються, але тимчасово зупиняють свою дію.

 

 

Хід роботи

 

У три пробірки наливають по 5 крапель слини та по 20 крапель дистильованої води, одержують слину розведену в 5 разів. В одній із пробірок розчин слини кип'ятять над полум'ям горілки з метою інактивації ферменту і швидко охолоджують холодною водопровідною водою. В другій пробірці розчин слини залишають без кип'ятіння. Третю пробірку з розчином тримають на льоді 5 хвилин. У всі три пробірки додають по 10 крапель 0,5%-го розчину крохмалю. Рідину у пробірках перемішують і залишають при кімнатній температурі. Через 5 хвилин вміст кожної пробірки поділяють на дві частини. З однією частиною проводять реакцію з йодом, з іншою — реакцію з рідиною Фелінга (як описано раніше). У пробірці, де фермент амілаза інактивований кип’ятінням, розщеплення крохмалю не відбувається. Результати записують у вигляді таблиці 7.

 

Таблиця 7.

№ досліду	Матеріал дослідження	Субстрат	Контрольні реакції	Пояснення реакції
з йодом	з рідиною Фелінга
	свіжа слина	крохмаль
	кип’ячена слина	крохмаль
	охолоджена слина	крохмаль

Завдання для самостійної роботи: вивчити теоретичний матеріал за темою, підготувати відповіді на контрольні питання.

 

Контрольні питання

1. Які речовини називаються ферментами?

2. Яку будову мають однокомпонентні і двокомпонентні ферменти?

3. Які властивості демонструють ферменти?

4. Які типи специфічності дії характерні для ферментів?

5. Як залежить активність ферментів від температури?