일반생물학실험 | 카탈라아제 효소

 

 

 

TIP

 

 

우리 몸의 생체 촉매인 효소의 기작에 대해 이해하고, 시료에 따라 다르게 나타나는 효소의 반응에 대해 알 수 있다. 또한 온도가 효소의 활성에 어떤 영향을 미치는지 알아본다.

 

 

 

효소의 역할

효소는 생체의 에너지 발생 반응, 단백질 합성, 근수축, 난자와 정자의 형성, 세포 분열, 유전자 복제 등 모든 생명 현상을 매개한다. 효소는 우리 일상생활과도 대단히 밀접한 관계가 있다. 술은 효모에 의한 발효로 얻어지지만 실은 효모의 효소에 의하여 이루어지는 것으로 이 효소만 있으면 발효가 일어나 술을 빚을 수 있다.

 

효소는 세제로도 이용되고 있고, 요즘 각광받는 유전공학도 여러 효소에 의해 가능하다. 또한 혈당량 측정 등 각종 시약에도 이용된다. 효소는 기질과 결합하여 기질을 산화 (oxidase) 또는 환원 (reductase)시키거나, 가수분해 (hydrolyase)하거나, 기질을 분해 (lyase), 한 기질에서 일단의 원자단을 다른 기질로 옮겨주기도 하고 (transferase), 두 기질을 결합 (ligase)시키거나, 분자량이 같은 다른 화합물로 구조를 변화 (isomerase)시키는 역할을 한다.

 

또한 효소는 생물이 만들어낸 촉매로서 생체촉매라고도 한다. 촉매란 화학반응의 진행을 돕지만 자기 자신은 변화되지 않는 물질을 말한다. 예를 들면, 유기합성반응에서 이중결합에 수소를 첨가하는 반응에서는 백금이나 팔라듐 등의 금속이 촉매제로서 사용된다. 촉매는 그 이름이 말해 주듯이 반응물에 접촉해서 반응하기 쉽도록 하지만 자신은 변화하기 않으므로 몇 번이든지 반복해서 반응을 돕는다.

 

따라서 반응물보다 매우 적은 양으로도 충분하다. 촉매는 화학평형에 빨리 도달하도록 작용한다. A가 B로 변하는 반응계가 있다면 A가 완전히 B로 변하는 것은 아니다. 평형상수로 정해진 양만큼의 B가 생성되며, 그 이후는 A의 양이나 B의 양 어느 것도 변화되지 않는다. 촉매는 정반응과 역반응 양쪽을 촉진하여 빨리 평형상태에 이르도록 한다.

 

 

실험 방법

실험1) 카탈라아제의 활동성 비교

1) 먼저 메스를 이용하여 각각의 재료를 0.5 ㎝ 정도의 정육면체 모양으로 잘랐다.

 

2) 사과와 감자 절편은 바로 막자사발에 증류수 1㎖와 함께 넣고 분쇄했다.

 

3) 소간 절편은 메스를 이용해 잘게 다진 후 증류수 1㎖와 함께 막자사발에서 분쇄했다.

 

4) 시료 추출액 각 1㎖씩을 시험관에 넣어두었고 하나의 시험관에는 증류수만 1㎖넣어 대조군을 만들었다.

 

5) 그리고 네임펜으로 각각의 시험관에 시료 추출액 선을 그어두었다.

 

6) 4개의 시험관에 동시에 과산화수소 1㎖를 첨가했고, 30초 후에 거품의 최고 높이에 네임펜으로 다시 선을 그었다.

 

7) 마지막으로 거품층의 두께를 자로 측정하여 시험관 별로 기록하였다.

 

실험2) 온도에 따른 카탈라아제의 활성

1) 1 ㎝ 정도 크기의 소간 조각을 메스를 이용하여 잘게 다져두었고, 이것을 증류수 5㎖와 막자사발에 넣고 분쇄했다.

 

2) 1-1, 2-1, 3-1, 4-1로 번호를 매긴 4개의 각 시험관에 간추출물을 1 ㎖씩 넣었고 네임펜으로 선을 그어두었다.

 

3) 그 후 4개의 시험관을 각각 0℃, 상온(20℃), 37℃, 100℃의 온도에서 5분 동안 둔 다음 꺼냈다.

 

4) 모든 시험관에 동시에 과산화수소를 1㎖씩 넣었고, 30초 후 거품의 최대 높이마다 다시 선을 그었다. 거품층의 두께를 자로 측정한 후 기록하였다.

 

 

 

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