实验二 酶活力测定方法的研究(1)
——淀粉酶活性的测定
一、 研究背景
酶Enzyme,指具有生物催化功能的高分子物质。酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率,因而具有高效性,同时酶具有高度的专一性。酶的催化活性可以受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可以增加酶活性的分子。酶的活性还可以被温度、化学环境(如pH值)、底物浓度以及电磁波(如微波)等许多因素所影响。酶在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。例如,药厂用特定的合成酶来合成抗生素;加酶洗衣粉通过分解蛋白质和脂肪来帮助除去衣物上的污渍和油渍。
淀粉酶是一类水解淀粉的糖苷键的总称,按照其水解淀粉的方式,可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶等。α-淀粉酶是一种内切葡萄糖苷酶,催化水解α-1,4-糖苷键,生成α-麦芽糖和少量葡萄糖。β-淀粉酶从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链。对于象直链淀粉能完全分解得到麦芽糖和少量的葡萄糖。作用于支链淀粉或葡聚糖的时候,切断至α-1,6-键的前面反应就停止了,因此生成分子量比较大的极限糊精。
二、 研究目标
1. 掌握酶活力的测定方法 2. 进一步学会设计实验方案
3. 测定α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性
三、 研究策略
酶的活力单位为:每分钟每克鲜重麦种所催化生成的麦芽糖毫克数。 实验的总体思路是测定每分钟内催化生成的麦芽糖的量。 1. 酶的获取
淀粉酶广泛存在于禾谷物类的种子中α-淀粉酶是在萌发的过程中产生的。所以取萌发的种子浸提获取酶溶液。 2. 反应过程
β-淀粉酶不耐热,在高温下容易钝化,而α-淀粉酶不耐酸,在pH3.6以下发生钝化。尽管在种子的萌发过程中,提取液中同时含有两种淀粉酶,可利用这两种淀粉酶的不同特性加以处理,钝化其一,即可测定另外一种酶的活力。 3.产物的检测
淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖,可用还原糖的3,5-二硝基水杨酸法测定。
四、 研究方案及可行性分析 研究方案:
α-淀粉酶耐高温,而β-淀粉酶在高温下易失活。可以在适当的高温下水浴,使β-淀粉酶失去活性,而α-淀粉酶的活性不受很大的影响,这样分解的淀粉可以认为是α-淀粉酶催化的产物。同时可以测量α-淀粉酶和β-淀粉酶的总活力,从而推出β-淀粉酶的活力。 可行性分析:
温度可以通过恒温水浴来实现。试剂等都是实验室常见的,仪器实验室也有。
五、 具体实验设计 1、所用相关试剂: 1%淀粉溶液,pH5.6的柠檬缓冲液,3,5-二硝基水杨酸,麦芽糖标准液,0.4M NaOH 2、相关仪器:
分光光度计,水浴锅,离心机 3、实验步骤: (1) 酶液的制备
称取2g萌发的小麦种子;研磨成匀浆;转移到50ml容量瓶中至40ml左右,室温浸提15-20min后定容;混匀后3500rpm/min,离心20min,取上清液备用 (2) α-淀粉酶活性的测定
C1 C2 α1 α2 酶提取液 1ml,70℃水浴,15min, 冰浴 立即在冰浴中冷却 柠檬缓冲液
1ml 水浴 40℃,15min 0.4M NaOH 4ml,摇匀 40℃预热的淀粉溶2ml,摇匀
液 水浴 40℃水浴,5min 0.4M NaOH 4ml,摇匀
(3) α-淀粉酶及β-淀粉酶总活性的测定
取所制备的酶液5ml,放入100ml容量瓶中定容、稀释,混匀
C3 C4 αβ1 αβ2 稀释后的酶液 1ml 柠檬缓冲液
1ml 水浴 40℃,15min