일반생물학실험 | 효소의 활성 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. pH의 변화에 따른 효소의 반응속도를 비교하고 최적의 pH를 알아낸다.
2. 온도변화에 따른 효소의 반응속도를 비교하고 최적의 온도를 알아낸다.

 

 

 

효소(enzyme)

일반적으로 화학반응에서 반응물질 외에 미량의 촉매는 반응속도를 증가시키는 역할을 한다. 생물체 내에서 일어나는 화학반응도 촉매에 의해 속도가 빨라진다. 특별히 생물체 내에서 이러한 촉매의 역할을 하는 것을 효소라고 부르며 단백질로 이루어져 있다.

 

단백질로 이루어져 있기 때문에 무기촉매와는 달리 온도나 pH(수소이온농도) 등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받는다. 즉, 모든 효소는 특정한 온도 범위 내에서 가장 활발하게 작용한다. 대개의 효소는 온도가 35∼45℃에서 활성이 가장 크다. 하지만 온도가 그 범위를 넘어서면, 오히려 활성이 떨어진다.

 

온도가 올라가면 일반적으로 화학반응 속도가 커지고 효소의 촉매작용도 커지지만, 온도가 일정 범위를 넘으면 효소의 단백질 분자구조가 변형을 일으켜 촉매기능이 떨어지기 때문이다. 또한 효소는 pH가 일정 범위를 넘어도 기능이 급격히 떨어진다. 효소작용은 특정 구조를 유지하고 있을 때에만 나타나는데, 단백질의 구조가 그 주변 용액의 pH의 변화에 따라 달라지기 때문이다.

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실험 방법

1. pH 변화에 따른 효소의 활성도 점검

1) 감자를 강판에 갈아서 거즈로 걸러 카탈라제 효소액을 마련한다.

 

2) 준비된 효소액 동량 1 ㎖을 여러 pH 완충용액 1 ㎖과 섞는다. 조교는 각 조별로 실험할 pH를 지정한다.

 

3) 실온에서 1 ㎖의 20% H₂O₂ solution with 0.25% SDS and 1% glycerol를 준비된 시험관에 넣고 timer로 거품이 시험관을 넘치기 직전까지 시간을 재고 기록한다.

 

2. 온도 변화에 따른 효소의 활성도 점검

1) 준비된 카탈라제 효소액 1 ㎖을 실험 1에서 가장 높은 활성도를 나타낸 pH의 완충용액 1 ㎖ 과 섞는다.

 

2) 각 조별로 반응시킬 온도를 정해 준다.

 

3) 1 ㎖의 20% H₂O₂ solution with 0.25% SDS and 1% glycerol를 준비된 시험관에 넣고 지정된 온도에서 5분간 온도를 맞추기 위해 넣은 후 기다린다. 이때 효소액 역시 지정된 온도에서 5 분간 기질용액과 섞기 전까지 온도를 맞춘다.

 

4) 기질용액과 효소액을 섞고 지정된 온도에서 반응시킨다. 두 용액을 섞은 직후부터 거품이 시험관에 넘치기 직전까지의 시간을 측정한다.

 

3. Enzyme kinetics analysis

1) 준비된 효소액 10 ㎖을 최적의 pH의 완충용액 10 ㎖과 섞은 후 실험 2에서 알게된 최적의 온도를 나타내는 incubator에 넣고 5 분간 기다린다.

 

2) 조교는 각 조별로 실험할 기질을 지정한다 (5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 % H₂O₂ solution with 0.25% SDS and 1% glycerol).

 

3) 각 조는 1 ㎖의 기질용액을 15 ㎖ 시험관에 넣은 후 효소액이 있는 incubator에 5 분간 넣고 기다린다.

 

4) 두 가지 용액을 섞자마자 timer로 거품이 시험관을 넘치기 직전까지 시간을 재고 기록한다.

 

4. 각 조별로 나온 실험 결과를 그래프로 나타낸다. 또한 카탈라제의 반응 속도를 계산한다. 최적의 조건에서 카탈라제가 분해할 수 있는 H₂O₂는 몇 분자인지를 계산한다. K_w이 얼마인지를 계산한다.

 

 

 

[일반생물학실험]효소의 활성 측정 레포트