일반생물학실험 | 온도와 pH의 변화에 따른 Amylase 효소 활성 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 온도와 pH 농도의 변화가 Amylase효소의 활성에 어떤 영향을 끼치는지 알아본다.
2. 온도와 pH농도 변화에 따른 Enzyme 활성도의 확인

 

 

 

효소는 촉매 작용을 하는 생체 물질이다. 한 개 또는 그 이상의 반응물이 일시적으로 결합하는 단백질이다 (모든 효소가 단백질은 아니다.). 효소는 반응의 에너지장벽-요구되는 활성에너지의 양-을 낮추어줌으로써 반응이 빨리 일어나도록 한다. 효소가 이러한 촉매 반응을 일으키기 위해서는 적어도 하나 이상의 반응물과 결합하여야 한다. 대부분의 경우 효소와 기질 사이의 결합은 강력한 공유결합이 아니고 수소결합이나 이온결합 또는 반응물 분자의 소수성 부위에 부착되는 형태 등으로서, 이들 결합은 매우 약하다.

 

결국 효소와 기질 사이의 만족할 만한 결합은 이러한 약한 결합력을 보충할 만큼의 충분한 부위가 서로 맞추어져 분자가 서로 가깝게 접근되어야 한다. 따라서 기질은 마치 자물쇠에 꼭 들어맞는 열쇠처럼 효소분자의 상보적인 표면에 꼭 맞아야 한다. 이와 같이 효소와 기질의 원자배열에서 상보성이 요구된다는 것을 효소의 특이성 (specificity)으로 설명하려 한다. 일반적으로 주어진 효소는 단 하나의 화학반응만을 촉매할 수 있으며, 때로는 유사한 구조의 물질에도 반응할 수 있다.

 

효소의 활성은 온도와 수소이온농도 (pH)의 변화에 크게 영향을 받는다. 각각의 효소는 특정한 온도와 pH에서 가장 효과적으로 작용하며, 그 보다 더 높거나 낮은 경우에는 그 활성이 감소한다. 예를 들어 단백질 분해효소인 펩신은 pH1-2에서 가장 효과적으로 작용하지만 반면에 또 다른 단백질 분해 효소인 트립신은 pH8에서 그 기능을 효과적으로 발휘한다. 단백질의 3차구조는 여러 비공유결합에 의해 이루어지는데 이러한 비공유결합은 결합에너지가 약하여 약간의 온도 변화에 의해서도 쉽게 끊어질 수 있기 때문에 효소의 3차구조가 변형이 되어 기질과 결합하게 되는 부분의 구조가 달라지게 되어 효소의 활성에 변화가 오는 것이다. 또한 pH의 변화는 기질과 효소에 있는 아미노산의 이온화 상태를 변화시킨다. 예를 들어 Glu-35 잔기의 이온화되지 않은 -COOH기와 Asp-52 잔기의 이온화된 -COO-기가 없다면 리소짐 (lysozyme)의 촉매작용은 불가능할 것이다.

 

 

실험 방법

1. 온도 변화 실험

1) 0℃, 37℃, 90℃ tube에 녹말을 넣어 각각 2개씩 준비한다.

 

2) tube 전부에 아밀레이스 효소를 대신 할 맑은 침을 200㎕ 분주한 후 vortex mixer로 섞는다.

 

3) 각각 종류의 tube에 한 쪽은 요오드 용액(Iodine solution)을 다른 한 쪽에는 베네딕트 용액(Benedict solution)을 분주한다.

 

4) 요오드 용액 한 두 방울을 넣은 0℃ tube는 얼음에, 37℃ tube는 water bath, 90℃ tube는 가열 장치에 넣는다.

 

5) 200㎕의 베네딕트 용액을 넣은 각 온도의 3개 tube는 가열한다.

 

6) 일정 시간이 흐르고 tube 안의 반응 색을 관찰한다.

 

2. pH 농도 변화 실험

1) pH2에는 염산과 녹말을, pH7에는 녹말만을, pH14에는 수산화나트륨과 녹말을 담은 tube를 각각 2개씩 준비한다.

 

2) tube 전부에 아밀레이스 효소를 대신 할 맑은 침을 200㎕ 분주한 후 vortex mixer로 섞는다.

 

3) 각각 종류의 tube에 한 쪽은 요오드 용액(Iodine solution)을 한 두 방울, 다른 한 쪽에는 베네딕트 용액(Benedict solution)을 200㎕ 반응 시킨다.

 

4) 베네딕트 용액을 넣은 각 pH농도의 3개 tube를 가열한다.

 

5) 일정 시간이 흐르고 tube 안의 반응 색을 관찰한다.

 

 

 

[일반생물학실험]온도와 pH의 변화에 따른 Amylase효소 활성 측정 레포트