酵素を使った実験：デヒドロゲナーゼ。自宅での楽しい化学実験

酵素を使った実験: デヒドロゲナーゼ。化学実験

化学の面白い実験

動物組織からの酵素を実験してみましょう。新しい研究の対象は、動物の組織呼吸のプロセスに関与するデヒドロゲナーゼです。これらの酵素の名前から、物質から水素原子を除去することは明らかです。これがどのように起こるかは少し後で説明しますが、ここでは実験に必要なものをすべて準備してください。

今回は次の物質が必要です。ホルムアルデヒドの5％水溶液0,5ml（医薬品ホルムアルデヒドを水で0,02倍に希釈します）。同量の 10% メチレンブルー水溶液 (希釈したブルーインクを使用できます)。同量のコハク酸水溶液を、泡立ちが止まるまで重曹で注意深く中和します。ワセリンまたは植物油 XNUMX ml。温度計と、新鮮な牛乳、鶏肉またはウサギの肉などの研究対象物も必要です。

まず、生乳脱水素酵素がどのようにホルムアルデヒドを酸化するかを見てみましょう。これを目立たせるためには、メチレンブルー染料の溶液が必要です。デヒドロゲナーゼがホルムアルデヒドから水素原子を取り除き、還元されやすい染料に移すと変色します。そしてホルムアルデヒドは酸化してギ酸になります。還元後に漂白された染料は、大気中の酸素によって容易に酸化され、再び青色に戻ります。したがって、反応混合物は油の層で空気から隔離される必要があります。

1本の試験管に番号を付けます。新鮮な生乳 2 ml を試験管 5 と 3 に注ぎ、同量の冷たい沸騰させた牛乳を試験管 XNUMX に注ぎます。

ウォーターバス内の水を 37 °C に加熱します。ホルムアルデヒド溶液 0,5 ml (約 50 滴) とメチレンブルー溶液 5 滴を 1 本の試験管すべてに加えます。混合物は青色に変わります。各ボトルに少量の油を注ぎ、表面に薄い絶縁層を形成し、試験管 3 と 2 をウォーターバスに置きます。試験管 XNUMX を室温に放置します。反応が始まる時間を記録し、溶液の色の変化を観察します。結果をノートに忘れずに書き留めてください。

前回同様、参考となる質問をさせていただきます。何度くらいの温度で溶液は早く無色になりますか?

酵素はゆでたミルクでその活性を保持しますか？

脱色した溶液に空気を吹き込むとどうなりますか？

結論が正しいかどうかを確認する前に、デヒドロゲナーゼを使用してもう XNUMX 回実験を実行し、両方の実験の結果を検討してください。

動物の筋肉には、コハク酸デヒドロゲナーゼという特定の酵素が含まれています。これは、除去された水素を適切な物質（メチレンブルーなど）に移動させて、コハク酸からフマル酸への変換を触媒します。彼らが言うように、この反応は嫌気性条件下で酸素の関与なしで起こります。

生の鶏肉またはウサギの肉（約10g）を細かく刻み、受け皿にこすりつけます。パルプを水とガーゼで数回洗い、可溶性物質を除去します。洗った果肉を、食塩を加えた4倍量の水（小さじ約5分の6）と混ぜます。希釈したパルプを試験管5、4、4～5mlずつに注ぎます。試験管 0,5 を沸騰水浴に 10 分間浸し、室温まで冷却します。次に、試験管 6 と 0,5 にコハク酸溶液 10 ml とメチレンブルー溶液 XNUMX 滴を加え、試験管 XNUMX に水 XNUMX ml と染料 XNUMX 滴を加えます。混合物を空気から隔離するために、各ボトルに少量のオイルを加えます。色の変化を観察したら、次の質問に答えてみてください。

煮た肉パルプの存在下で染料は復元されますか?

この反応にはコハク酸が必要ですか？

組織からの酵素の挙動は高温で似ていますか？

そして今 - 説明。新鮮な牛乳に含まれるデヒドロゲナーゼは、ホルムアルデヒドの酸化反応を促進します (これはメチレンブルーの変色によってわかります)。還元された染料を大気中の酸素で酸化すると、青色に戻すことができます。ミルクデヒドロゲナーゼは低温ではゆっくりと「機能」します。牛乳を沸騰させると、牛乳は完全に活性を失います。これは、この酵素にも最適な反応温度があることを意味します。

筋髄を使った実験では、コハク酸デヒドロゲナーゼは、他の酵素と同様、煮沸すると活性を失います。コハク酸が存在しない場合も反応は進行しません（スラリーを水でよく洗浄し、スラリーに含まれるコハク酸を除去した場合）。この酵素は非常に迅速にコハク酸をフマル酸に酸化し、水素原子を染料に移動します。

そして、同じ酵素を使用した別の実験ですが、異なる対象、つまり微生物を使用しました。これまでは動物と植物の組織を扱ってきました。しかし、微生物はおそらく酵素をさらに備えています。結局のところ、微生物には生化学的手段以外に生存のために奮闘する手段がありません。微生物の XNUMX つ、つまりキノコを使って実験を行います。私たちは通常のパン酵母について話しています。酵母が生成する多くの活性酵素の中には、よく知られているデヒドロゲナーゼがあります。

小さじXNUMX杯の沸騰したお湯を入れた受け皿の上で、プレスされたイーストを挽きます。プラスチックまたはアルミのスプーンで挽くのが良いです。混合物が均一になったら、ピペットで XNUMX 本の試験管に移します。まず石鹸と棒に付けた綿棒で洗い、水ですすいで乾燥させます。別のピペットを使用して、両方の試験管に少量の油を加えます。

試験管 1 を沸騰したお湯の入った鍋に 10 分間入れ、室温まで冷却します。両方の試験管にグラニュー糖をひとつまみ加え、砂糖が溶けるまで軽く振ります。 15 番目のピペットを使用して、両方の試験管に染料溶液を XNUMX ～ XNUMX 滴加えます。溶液の色を観察します。

実験は多少複雑になる可能性があり、より多くの試験管が必要になります。溶液の温度を変えたり、イーストやグラニュー糖の量を変えてみてください。誘導的な質問はせずに、ご自身で結論を導き出してください。十分な経験を積んだ今、あなたにはこれを行う能力が十分にあります。

著者：オルギンO.M.

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