酵素を使った実験：アミラーゼ。自宅で楽しい化学実験

酵素の実験：アミラーゼ。化学実験

化学の面白い実験

酵素は多くの化学反応を加速しますが、それは選択的に行われます。それらのそれぞれには独自の狭い「専門性」があり、同じプロセスが複数の酵素によって加速されることがあります。これがこれから検証することになります。

デンプンの「断片」に水分子を加えてデンプンを破壊する酵素を考えてみましょう。加水分解酵素。その中にはアミラーゼも含まれており、これについては「」の章ですでに説明しました。炭水化物を使った実験」。そのような酵素の作用の本質はすでに知っているので、私たちはすぐに比較実験に取り組みます：人間と動物のアミラーゼがデンプンにどのように作用するかを確認します。

ヒトアミラーゼの供給源は、以前と同様に唾液になります。動物由来のアミラーゼはミツバチの蜂蜜に含まれています。

まず 0,5 つのソリューションを準備します。最初の溶液: 試験管に約 XNUMX ml の唾液を採取し、冷たい沸騰した水で XNUMX 倍に希釈します。 XNUMX番目の溶液：非常に液体のデンプンペースト（コップXNUMX杯の水に小さじXNUMX分のXNUMXのデンプン）。 XNUMX番目の溶液：水でXNUMX倍に希釈した薬局のヨウ素チンキ。 XNUMX番目の溶液：水でXNUMX倍に希釈したミツバチの蜂蜜をXNUMX、XNUMX滴加え、よく混ぜます。 XNUMX番目の解決策：重曹小さじ半分に水大さじXNUMX。

今回は試験管が5本必要になります。すべての試験管に約 1 ml のペーストを注ぎます。チューブ 4、7、および 5 にピペットで酢を 2 滴加え、チューブ 5、8、および 5 に同量のソーダ溶液を加えます。残りのチューブに純水を 10 滴加えます。すべての試験管の内容物を混合し、それぞれに希釈した唾液を XNUMX 滴加えます。

10 分後、試験管 1、2、3 にヨウ素溶液を 15 ～ 4 滴加え、混合します。色の変化に注意してください。さらに 5 分後、同じ量のヨウ素をチューブ 6、10、および XNUMX に加え、さらに XNUMX 分後、残りのチューブに加えます。覚えているとおり、でんぷんとデキストリンは炉により異なる色を出し、アミラーゼがでんぷんを分解すると色が変わります。したがって、でんぷんの分解だけでなく、酸性、中性、アルカリ性のどの環境がこのプロセスに適しているかを判断することができます。

ミツバチの蜂蜜を使った実験もまったく同じ方法で行われます。異なるサンプル中のアミラーゼの活性は大きく変動する可能性があるため、加水分解時間を短縮または延長する必要がある場合があります。たとえば、ヘビースモーカーの唾液にはアミラーゼがほとんど含まれていません。

次の実験では、大麦麦芽、つまり発芽した大麦粒が必要になります。穀物を数時間水に浸し、毎日少量の水を加えながら受け皿の上で4〜5日間発芽させます。新芽を切り離し、水で洗い、木杵またはスプーンでよくこすります。お粥を20倍量の蒸留水で薄め、目の詰まった布で絞り、グラスに注ぎます。この抽出物には、アルファアミラーゼとベータアミラーゼの 70 つの酵素が含まれています。追加の処理を行うと、一方を破棄して他方の動作を観察することができます。アルファアミラーゼは加熱により破壊されます。大麦抽出物１部に水３部を加え、混合物を撹拌し、よく撹拌しながら７０℃の水浴中で２０分間加熱する。冷却された溶液にはベータアミラーゼが含まれています。

さて、α-アミラーゼの溶液を得るには、酸でβ-アミラーゼを破壊する必要があります。約5 mlの抽出液を冷蔵庫または氷上で2〜3℃に冷却し、小さじ15杯の冷やした酢を加え、試験管のほぼ上部まで冷水を加えます。混合物を混合し、20〜XNUMX分間放置し、泡が止まるまでチョークパウダーを加えて溶液を中和します。混合物を再度かき混ぜ、水でXNUMX倍に希釈し、放置して沈殿上の液体を清潔な試験管に排出します。これで実験の準備は完了です。

XNUMX本の試験管に注ぎますデンプン溶液1mlと水9ml。 α-アミラーゼ溶液をピペットで試験管1～5に3滴加え、同量のβ-アミラーゼ溶液を残りの試験管に加え、すべての試験管の内容物を混合します。 1 分後、試験管 6 と 2 にヨウ素溶液を 7 滴加えてかき混ぜます。試験管 5 と 3 は 8 分後、試験管 10 と 4 は 9 分後、試験管 20 と 5 は 10 分後、試験管 30 と XNUMX は XNUMX 分後に同様に行います。

アルファ-アミラーゼの存在下では、色が青紫 - ピンク - 黄色に急速に変化することがわかります。この場合、デンプン分子の断片であるデキストリンが形成されます。ベータアミラーゼは異なる働きをします。デンプン分子から断片を「噛みちぎる」ようで、そのためヨウ素による色は青色のままですが、デンプンが分解するにつれてその明るさは減少します。

この実験の結果は、同様の酵素であっても特性が多様であることを明確に示しています。生物の中では通常、酵素は一緒に働きます。起こる変化は、試験管内で観察される比較的単純な反応よりもはるかに複雑です。しかし、単純なことを知ることは、複雑なことを知るための第一歩です。

著者：オルギンO.M.

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