影响过氧化氢酶和淀粉酶实验室答案活性的因素

介绍

蛋白质（或多肽）是由氨基酸亚基（单体）组成的有机大分子，所述氨基酸亚基（单体）以特定顺序排列并折叠成特定形状。这些氨基酸的单体以称为特定的序列排列主要结构由编码蛋白质的基因的DNA确定。

氨基酸由一个集中的C原子和一个独特的“R”官能团组成，它决定了在人体内发现的20种可能的氨基酸中它是哪一种。所有氨基酸都包含一个氨基末端和羧基末端，这两个末端在与相邻氨基酸形成肽键的能力上起着重要作用。

氨基酸可以通过其氨基和羧基末端与相邻的氨基酸形成肽键;冷凝将除去水分子并构建稳定的多肽链［1］(见图2)。

蛋白质的形状和功能不仅取决于其氨基酸键的一级结构，还取决于主氨基酸链上的氢原子和羰基(C=O)之间的弱分子间作用力;称为二级结构。氢键(H和O,N,F之间的分子间作用力)导致两种可能的二级结构;α螺旋或Beta Sheet.[2]．

alpha螺旋，右旋盘绕或螺旋构象将是弹性和柔性的，而β-薄片由于氢键而具有高抗拉强度。这些蛋白质的段可以进一步折叠和超石油三级结构，其由氨基酸的R基团/侧链之间的分子间力（共价，离子，范德瓦尔）控制。

蛋白质的分子量通常在千到十万之间;[3]较大的蛋白质可能由几种多肽组成。两种或更多种多肽形成官能团的相互作用称为a第四节结构;形成一个非常特异性的球状的球状。

蛋白质在全身有许多功能，如:

• 运输分子（血红蛋白运输氧气）
• 酶催化剂
• 储存分子（例如：铁以肝脏储存在肝脏中，用蛋白质：铁蛋白）
• 运动(例如:蛋白质是肌肉的主要成分)
• 机械支撑（例如皮肤和骨含有胶原蛋白 - 一种纤维蛋白）
• 介导细胞应答（例如：rhodopsin是用于视觉的眼睛中的蛋白质）
• 免疫保护需要抗体蛋白质
• 细胞分化使用蛋白质（激素）[4]

然而，蛋白质可能受到某种因素的影响，例如温度和pH，称为变性。这可以破坏蛋白质的主要结构，使其无法执行其原始任务并证明对细胞的极其有害。

一种特定类型的蛋白质，称为酶是催化生物反应的原因10 ^ 6。它们允许复杂的生物反应发生在安全的温度下，以防止蛋白质变性和水蒸发。

它降低了反应物形成产物所需的能量（例如校正角度，足够的力）并有助于成功反应。交替的E._一种过渡点酶提供称为酶 - 底物复合物．[5]

酶具有特定的3-D形，其由其主要结构决定以及可用的“R”组如何彼此相互作用。然而，酶动态地改变其形状以更好地容纳称为的基板诱导契合模型．其中酶与其指定的基材反应的特定区域称为活跃网站．

酶的活性位点是特定于底物的，以确保在催化它向其产物的最高效率;然而，酶在反应过程中不会被消耗。下图(图6)显示了底物与活性位点结合，形成酶-底物复合物，形成产物并释放产物的步骤。

本实验室的三部分实验研究了两种酶的活性;过氧化氢酶和淀粉酶。第一和第二实验将定性/定量评估这些酶的活性。过氧化氢在生物体中天然产生，作为氧代谢的副产物，并且需要被破坏，因为它的高水平是极其有毒的。[7]

H₂₂> O.₂+ H.₂O（通过过氧化氢酶催化）

淀粉酶，碳水化酶，催化淀粉的水解。反应可以写作：（c_6.H_10.O._5.）_N+（n-1）h₂o> NC._6.H_12.O._6.

第三反应将通过再次分解H分析酶活率₂₂在产品;但这一次，数量上。

目的

第1部分

本实验的目的是分析多个变量的影响，以确定它们是否对过氧化氢酶催化H的速率有影响₂₂分解。

这些因素包括重新使用酶，增加其表面积，温度的影响或其浓度。将这些过氧化氢酶（即肝脏和土豆）的来源与无机催化剂（Mangansese）进行比较，以便看到每个可变改变的效果。

第2部分

该实验的目的是分析pH对淀粉酶催化淀粉分解成更简单的单糖的速率的影响。通过使用对照和几种缓冲液，该实验将通过Lugol碘指示剂定量分析pH对酶结构的影响和酶活性的最佳条件。

第3部分

该实验的目的是分析底物浓度对酵母过滤酶活性的影响。通过使用控制和几个稀释液₂₂解决方案将定量地确定[H之间的相关性₂₂[过氧酶催化基材的速率。

方法

第1部分

*见指导表

第2部分

*见指导表

错开时间：

1）设计适当的错误时间约30秒，因此可以同时测试两个缓冲液。（pH 3,5和pH 7,9）;将需要两次停止手表。

2）将淀粉酶放入第一淀粉试管​​中并搅拌几秒钟;一旦将淀粉酶放入试管中，立即开始停止手表。

3）在30秒标记，将淀粉酶放入第二个试管中并搅拌几秒钟;一旦淀粉酶放入试管中，立即开始止动手表。

4）继续进行实验并将溶液分配到它们的1分钟间隔中的每个微孔中。

5）重复用于测试第二对pH缓冲器。

第3部分

1)获取所有必要的材料(3% H₂₂解决方案，H.₂₂稀释，停止手表，滤纸，孔冲孔，50ml烧杯，25ml刻度气缸，酵母悬架）

2）将滤纸放入酵母悬浮液中2分钟。

3）将滤纸放在25ml H的底部₂₂解决方案。

4）观察纸张升至25ml H顶部所需的时间₂₂解决方案。

5）记录观察。

6）再次重复2次。

7)对1:5,1:10,1:50的稀释剂重复步骤2-6。

*稀释:

为了使每个测试进行稀释，可以执行简单的计算以确定H.₂₂解决方案需要：

1：5稀释：（25ml / 5）= 5ml 3％h₂₂溶液和20ml水

1:10稀释：(25mL/10) = 2.5mL of 3% H₂₂溶液和22.5mL水

1:50稀释：（25ml / 50）= 0.5ml 3％h₂₂溶液和24.5ml水

观察

第1部分

表1.0：过氧化氢酶相对反应率的定性描述

反应	观察	利率的反应
1。沙+ H.22mno.2+ H.22	没有可观察的反应/嘶嘶声	- 0.5厘米的气泡升起
2。肝+ H.22 马铃薯+ H.22	剧烈的反应反应	气泡上升8.0厘米，气泡上升5.0厘米
3.二手肝脏+新鲜的肝脏肝+ h22	无明显反应反应剧烈	5.0厘米的气泡升起
4。粉碎肝+ h22粉碎的马铃薯+ h22	非常快	气泡10.0厘米上升 气泡上升8厘米
5。煮肝+ h22肝脏在37℃+ h22 肝脏温度为0C + H22	没有可观察的反应 非常快 剧烈反应	- 气泡10.0厘米上升 泡泡7.5厘米
6。0.5厘米3. 1.0厘米3. 2.0厘米3.	快速度 最快的	泡泡4.0厘米上升 气泡上升8厘米 气泡14.0 +厘米

第2部分

表2.0：淀粉试验结果与Lugol的碘酰酶在各种pH（3,5,7,9）

ph	时间(分钟)
	1	2	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.
3.	蓝色的	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5.	蓝色的	-	-	-	棕色的
7.	蓝色的	-	-	棕色的
9.	蓝色的	-	-	-	-	-	-	-	棕色的

第3部分

表3.0：淀粉酶试验结果，酵母悬浮液中的过滤纸放入H.₂₂解决方案

	原来控制3%的H22溶液（25ml）	1：5稀释3％h22溶液（25ml）	1:10稀释3％h22溶液（25ml）	1:25稀释3％h22溶液（25ml）
需要升到烧杯顶部所需的时间	1 4.98	2 4.87	3. 4.65	1 7.41	2 8.01	3. 8.65	1 18.34	2 16.98	3. 17.55	1 120.0	2 144.04	3. 150.18
平均(s)	4.83	8．02	17.6	138.1.

控制（3％）1：5 1:10 1:50

结果总结

第1部分

反应	结果摘要
1。沙+ H.22mno.2+ H.22	沙子和h之间的反应22无论剧烈混合和仔细观察，没有可观察的反应，看看任何显着的结果。无机催化剂确实显示了最小反应的迹象。有嘶嘶声和发泡，但少于厘米（0.5厘米）的氧气泡。
2。肝+ H.22 马铃薯+ H.22	两个来源都产生了蓬松和可见的反应。然而，肝脏产生比土豆更大的氧气泡。（肝脏：8厘米和马铃薯：5厘米）（见表1.0）
3.二手肝脏+新鲜的肝脏肝+ h22	在用过的肝脏中加入新鲜的肝脏几乎不会产生任何反应。但是增加了h22使用肝脏的溶液确实产生另一种可见和快速的反应。（5厘米的气泡）（见表1.0）
4。粉碎肝+ h22粉碎的马铃薯+ h22	两种反应都产生了极大的剧烈反应;既比先前观察到未被卷积的马铃薯和肝脏的反应也快。然而，肝脏再次产生较大的氧气泡。（肝脏：10厘米和土豆：8厘米）（见表1.0）
5。煮肝+ h22肝脏在37℃+ h22 肝脏温度为0C + H22	煮沸的肝脏没有产生可见的反应。溶液轻微变色，没有开始泡沫。肝脏在0℃下产生剧烈的反应，产生9厘米的氧气泡。37℃的肝脏产生了更快的反应并产生12℃的氧柱。（见表1.0）
6。0.5厘米3. 1.0厘米3. 2.0厘米3.	每一种都产生了可见的反应，可以观察和测量。每个反应随后都比前一个反应快，并产生了更大的氧气气泡柱。(0.5厘米3.：4厘米，1.0厘米3.= 8厘米和2.0厘米3.= +14厘米）（见表1.0）

第2部分

ph	结果摘要
1。pH = 3.	该反应没有产生来自Lugol碘测试的任何阳性结果。当加入到缓冲溶液中时，它变黑并保持着持续时间为15分钟的颜色。（见表2.0）
2。pH = 5.	5分钟后，该反应确实产生了对浅棕色的正反应。（见表2.0）
3.pH = 7.	该反应是4次试验中最快的，在添加Lugo碘指示剂后4分钟内产生阳性反应。（见表2.0）
4。pH = 9.	这种反应需要9分钟才能产生结果。每个微孔之间的颜色的过渡极慢，但确实产生了彩色浅棕色的阳性结果。（见表2.0）

第3部分

[H22]	结果摘要
1。原始3％解决方案	这是最快的反应，仅为滤纸纸盘的平均4.83秒到达溶液顶部。（见表3.0 /图形1.0）
2。1：5稀释	这种反应平均为8.02秒才能进行，只要对照测试是两倍。（见表3.0 /图形1.0）
3.1:10稀释	该反应平均为17.6，比对照试验长约四倍。（见表3.0 /图形1.0）
4。1:50稀释	到目前为止，这个反应是所有4次试验中最慢的，平均需要138.1秒才能到达解的顶端。（见表3.0 /图形1.0）

误差分析

错误：第1部分

肝脏样本大小和手指接触不准确

在第1部分确定准确的结果时出现问题的第一个错误是无法切割相同的1cm^3.肝脏。尽管使用了尺子，但肝脏样品的光滑纹理和不规则形状使得不可能切割匹配的件，因此某些碎片略大或小于其他部分。

这被证明是一种困境，因为改变了几个实验的控制变量，因此提供了不准确的数据。具有较大的肝脏将给予肝脏更大的表面积，其中与H反应₂₂因此可能会产生更大的氧气气泡柱;更小的部分会导致相反的结果。

此外，肝脏样品和实验者之间的任何手指接触都可能导致油从其手指转移到肝脏件。不溶性油可以延迟或完全阻碍触摸表面催化H的分解₂₂解决方案，再次提供不准确的数据。

错误：第2部分

错开时间

这一结果是一个完全的人为错误，但是是一个问题，因为难以适当地管理这个实验的错误时间。大多数群体选择的错开时间为30秒，允许用淀粉酶将淀粉混合，然后将其放入其近似微孔中。但是，如果一个组在5-10秒下，由于人类低效率，这可能导致数据不准确。

虽然不太可能，但在第一个错开时间期间可能会在10秒钟内脱落会导致计时器在每次达到1分钟间隔时达到10秒钟;经过6轮观察后，时间将在整个分钟内完成。对于较小的时间变化（例如1-3秒）来说，这可能对但是对于产生淀粉酶在pH 7或5的正常运作时，可以大大问题。

错误：第3部分

触摸滤纸

触摸纸张再次完全是人类的错误，但可能很容易托运，因为镊子使将滤纸分离成单板非常困难。触摸滤纸将导致从实验者的手转移到滤纸上并用非水溶层涂覆。

这可能会延迟或完全阻碍触摸表面催化H的分解₂₂溶液中，滤纸上升至溶液顶部所需时间较长;提供不准确的结果。

酵母落到底部

这是一个非常简单的错误，可以很容易地纠正。然而，未搅拌酵母悬浮液，将导致酵母颗粒沉入底部，这可以改变滤纸上酵母的浓度。通过搅拌，滤纸以较低的浓度浸没并通过搅拌;它会增加可通过滤纸吸收的潜在浓度。

这可能会创建错误的控制并提供不准确的数据。酵母的较低浓度将需要更长时间才能升到顶部;较少的氧气泡沫源于催化H的分解₂₂解决方案。

结论

第1部分

在大多数情况下，将该实验的结果作为预测归还。在第一次试验中，用无机催化剂（MNO₂)和沙子，只有最小的反应观察到与MnO₂．这种砂是惰性的，不会产生任何反应，因为它缺乏引起H的任何成分₂₂解决方案要分解为其产品;mno.₂仅生产0.5cm（表1）的氧气气泡，因为虽然它是该反应的催化剂，但它具有最低效率。

在第二个试验中，由于马铃薯和肝脏都含有过氧化氢酶，所以两者的反应结果都是可见的。然而，与肝脏的反应产生了更强烈的反应，这可以归因于它含有更多的过氧化氢酶的比较马铃薯片。对于试验三，在已经催化的H反应中加入更多的肝脏₂₂没有结果，而添加更多H.₂₂解决方案确实如此。

这是因为将更多的过氧化氢酶添加到反应中，但不再有更多的底物使酶没有任何反应，因此不产生反应。但是增加了h₂₂溶液确实产生反应，因为过氧化氢酶不会被反应催化消耗，因此可以继续加入较多的催化基材。

粉碎肝脏和马铃薯的较快反应比立方块更长的氧柱，因为这增加了过氧化氢酶的表面积。表面区域的这种增加允许更大百分比的过氧化氢酶与H反应₂₂解决方案并产生更加蓬勃的结果。至于温度的变量，沸腾肝脏使其不会产生反应，因为它是变性的。

过热导致过氧化氢酶的肽键断裂或重新安排，改变其活性位点并使它无法分解H.₂₂解决方案。37℃的肝脏具有最佳反应，因为这是我们身体的平均温度，因此是该酶的最佳温度。0C的肝脏仍然产生可见的结果;然而，它们所产生的氧柱小于在过氧化氢酶处于最佳温度时产生的氧柱。

最后，肝脏的增加随后产生了每种顺序反应的氧气泡沫量的两倍。.5cm.^3.气泡的4cm（表1），加倍到1cm^3.产生了两倍的气泡(8cm)(表1)和2.0cm^3.产生+ 14厘米（表1）的气泡。通过将肝脏的大小加倍，它使得可用于反应的过氧化度酶的量加倍，生产两倍的氧气泡沫迅速。

第2部分

对于该实验，记录几种不同的结果，以通过淀粉酶催化淀粉分解成更简单的单糖。在pH 3的pH中，在微孔中没有观察到的可见反应，这是由于试管环境的酸度。酶α-淀粉酶（在唾液中发现的功能的pH范围（在唾液中发现）在6.7-7.0之间;最佳pH为6.8（微酸性）。

在pH 3（酸性多于1000倍以上）而不是其运作的pH范围，淀粉酶变性并且不再能够在其活性位点处与基材结合以催化反应。这正是观察到的，因为在整整15分钟观察期间，添加了Lugol-碘溶液没有颜色变化。

在pH为5和7时，在前5分钟内出现了可见的颜色变化(表2)。pH 7产生可见结果的速度比pH 5快整整一分钟，因为它更接近酶的最适pH。如图14所示，酶的有效性在其最适pH值时是最大的，并随着周围pH值的降低或升高而慢慢退化。

在pH5时，它不足以完全变性淀粉酶结构，但它确实妨碍了其催化反应的能力，因此导致它较饱满的时间来产生浅棕色。在pH7，它明显更接近最佳pH，因此催化了所有4个测试的最快速率的反应。

在第9（基本）的pH下，它需要淀粉酶9分钟，以产生淀粉的指示转化为更简单的单糖。预期在该pH下，淀粉酶将变性，但是[OH]的变化可能降低了酶活性（图14），但它没有完全变性并防止其催化反应。

第3部分

在第3部分期间，根据H的增加或减少来转移的反应₂₂浓度在25ml烧杯内。如（图1）所见，H的稀释越大₂₂溶液中，滤纸到达烧杯顶部所花的时间就越长。在3% H的可控反应下₂₂解决方案平均花费4.83秒才能传输，这是所有4个解决方案中最快的解决方案。

这可以预期，因为位于酵母悬浮液上的滤纸上的淀粉酶将能够催化最大的H₂₂解决方案。这与实验数据明显明显，因为淀粉酶存在更多的基质，以催化，因此产生更多的氧气。

随着稀释因子的增加，（1：5）（1:10）（1:10）所花款的时间所需的时间达到悬浮液的顶部。如从表2或图形1的实验数据所见，每次稀释，随后降低了H的量浓度₂₂溶液每25ml并提供较少的基材，其中淀粉酶可以催化。

这导致少于h₂₂被催化到其产品和较少的氧气泡，以将其升到表面。

---

［1］Transgalactic有限公司首字母。(2005)。什么是蛋白质？．从http://www.bionewsonline.com/5/what_is_protein.htm获取

[2]Campbell, NA和Reece JB(2005)生物学。第七版。培生教育公司

[3]Deleage G。(1994)。讲座1：蛋白质的二级结构．从http://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/phy456/456lec01.htm中检索

[4]Port，T.（2003）。什么是酶催化剂？．从http://biochemistry.suite101.com/article.cfm/what_is_an_enzyme获取

[5]朱塞佩(2003)。生物学12.．多伦多，Ontartio：纳尔逊。

[6]朱塞佩(2003)。生物学12.．多伦多，Ontartio：纳尔逊。

[7]威廉姆斯，D。（2003年7月17日）。过氧化氢的许多益处．从http://educate-yourself.org/cancer/benefitsofhydrogenperozide17jul03.shtml获取