«Секреты активности ферментов» Исполнитель: Шуйская Дарья ученица 10-1 класса Научный руководитель: к.б.н. Лисицына А.А.

Цель: Изучить отличия ферментов от неорганических катализаторов и условия, влияющие на активность ферментов. Задачи: Изучить реакцию ферментативного гидролиза крахмала. Сравнить эффективность гидролиза крахмала под действием неорганического катализатора и при действии фермента амилазы слюны. Определить субстратную специфичность слюной амилазы. Исследовать диапазон действия pH для амилазы. Изучить температурный диапазон слюной амилазы. Изучить влияние ингибиторов и активаторов на активность амилазы.

Использование ферментов - для количественного определения и получения различных веществ; - для модификации молекул нуклеиновых кислот методами генной инженерии; - для диагностики и лечения ряда заболеваний; - используют в ряде технологических процессов в промышленностях (лёгкой; пищевой; фармацевтической); - для решения экологических проблем, биотехнологии, микробиологии.

Амилаза (от лат. amylum - крахмал) – фермент класса гидролаз, секретируется слюнными железами и поджелудочной железой. H 2 O H 2 O Крахмал амилодекстрины эритродекстрины (С 6 Н 10 О 5 )x (С 6 Н 10 О 5 )у (С 6 Н 10 О 5 )z H 2 O H 2 O H 2 O aхродекстрины мальтодекстрины мальтоза глюкоза. (С 6 Н 10 О 5 )n (С 6 Н 10 О 5 )m x/2 C 12 H 22 O 11 x C 6 H 12 O 6

Качественная реакция на крахмал –проба с йодом Веществоn Окрашивание с йодом КрахмалБольше 39Синее Амилоза39-46Сине-фиолетовое Амилодекстрины39-46Фиолетовое Эритродекстрины25-29Красное МальтодекстриныМенее 20 Окраски не образуют Мальтоза2 Окраски не образует Глюкоза1

Качественная реакция на восстанавливающие сахара – реакция Фелинга.

Сравнительное действие неорганических катализаторов и ферментов. пр. СубстратКатализаторПосле нагревания проба с йодом (цвет раствора) реакция Фелинга (+ или –) крахмал - Соляная кислота Амилаза слюны Синий Фиолетовый Желто – коричневый Вывод: Фермент расщепляет субстрат (крахмал) лучше, чем неорганические соединения. Эффективность ферментативного катализа гораздо выше, чем неорганического.

Определение специфичности амилазы. пр.СубстратФерментРеакция Фелинга + или - 1крахмаламилаза+ 2сахарозаамилаза- Вывод: Амилаза обладает избирательностью к субстрату, т.е. специфичностью.

Влияние pH на активность амилазы слюны. пр.NaH 2 PO 4 Na 2 HPO 4 pHр-р крахмалар-р слюныполученная окраска йодом 12,0-5,611Темно-синий 21,80,26,011Темно-фиолетовый 31,40,66,411Фиолетово-красный 41,0 6,811Желто-коричневый 50,61,47,211Фиолетовый 60,21,87,611Сине-фиолетовый 7-2,08,011Темно-синий

Вывод: Для каждого фермента существует определение значение реакции среды, при которой он проявляет наивысшую активность. Изменения рН вызывают снижение или полное торможение деятельности фермента. Мы можем наблюдать то, что оптимальным показателем pH для действия амилазы - 6,8. Также он может действовать при показателях 6,4 и 7,2, но при показателях выше 7,2 или ниже 6,4 его работа практически останавливается.

Влияние температуры на активность амилазы. пр.Температура инкубации, ºСОкрашивание йодом 10Синий 240Желто-коричневый 320Красный 4100Синий Вывод: Ферменты чувствительны к температуре и проявляют свою наивысшую активность при оптимальном ее значении. Для амилазы слюны температурный оптимум 40 ºС.

Влияние различных ионов на активность амилазы. пр. ФерментСубстратИоны электрол итов Окраска растворов после добавления раствора йода Амилаза Крахмал - NaCl CuSO 4 Фиолетовый Желтый Темно-синий

NaCl – активатор для амилазы слюны. Теперь становится понятным, почему добавление соли в пищу – кулинарный прием, который не только улучшает вкусовые качества пищи, но и способствует перевариванию сложных углеводов в ротовой полости. Сульфат меди – ингибитор для амилазы слюны. Ионы меди образуют ковалентные связи с аминокислотными радикалами ( цистеин), вызывая необратимую денатурацию фермента.

Выводы Ферменты обладают более высокой эффективностью каталитического действия, чем неорганические катализаторы. Для ферментов характерна высокая избирательность к субстрату (специфичность). Амилаза слюны легко расщепляет крахмал, но не гидролизует сахарозу. Ферменты чувствительны к температуре. Температурный оптимум для амилазы °С. Ферменты очень чувствительны к изменению диапазона рН. Для амилазы слюны оптимум рН = 6,8. На активность ферментов влияют ингибиторы и активаторы. Для амилазы слюны активатором является хлорид натрия, а ингибитором сульфат меди.