Name: peroxidase lab: ph and temperature effects
Uploaded: 2019-01-29T11:04:45.000Z
Duration: 2 min 20 s
Channel: JoVE

<ul><li><a href="#" data-time="7">חקירת ההשפעה של pH וטמפרטורה על פעילות פרוקסידאז
</a></li></ul>

<ul class="lab-items"><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="מבחנות">מבחנות</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="200">200</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Test tube rack">Test tube rack</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="10">10</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Dropper">Dropper</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="טיימר">טיימר</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="pH Chart">pH Chart</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Label tape">Label tape</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Marker">Marker</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="מצלמה/טלפון עם מצלמה">מצלמה/טלפון עם מצלמה</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="רכיב" data-value="Parafilm/סרט איטום">Parafilm/סרט איטום</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="per station">per station</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="Hot plate">Hot plate</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="per station">per station</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="רכיב" data-value="קוביית קרח (1/2 מגש)">קוביית קרח (1/2 מגש)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="per station">per station</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="מדחום">מדחום</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="per station">per station</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="pH meter/pH strips">pH meter/pH strips</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="for whole lab">for whole lab</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="סכין">סכין</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="for whole lab">for whole lab</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Blender">Blender</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="for whole lab">for whole lab</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="בד גבינה (0.5 מטר)">בד גבינה (0.5 מטר)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="for whole lab">for whole lab</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="רכיב" data-value="מסנן קפה">מסנן קפה</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="for whole lab">for whole lab</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="0.1 M נתרן פוספט diobasic soln (250 מ"ל)">0.1 M נתרן פוספט diobasic soln (250 מ"ל)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="0.1 M נתרן פוספט מונובסיסי (250 מ"ל)">0.1 M נתרן פוספט מונובסיסי (250 מ"ל)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Turnip (1-2)">Turnip (1-2)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="מרכיב" data-value="מי חמצן (3%) (15 מ"ל)">מי חמצן (3%) (15 מ"ל)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Guaiacol (concentrtion soln, 1-3mL)">Guaiacol (concentrtion soln, 1-3mL)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="איזופרופיל שפשוף אלכהול (100mL)">איזופרופיל שפשוף אלכהול (100mL)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="רכיב" data-value="pH buffer capsules/pH (pH range- 3-8)">pH buffer capsules/pH (pH range- 3-8)</div>
								<div class="רכיב-כמות">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="תלוי בגודל המעבדה">תלוי בגודל המעבדה</span>
								</div>
							</li></ul>

פעילות אנזימים

<ol class="note-items"><li data-note-item="1" data-parent-collapse=""">חקירת ההשפעה של pH וטמפרטורה על פעילות פרוקסידז
<button class="expand">Expand</button><ul class="lab-items"><li data-sub-note-item="1-1"><div class="lab-step">כדי ליצור את מאגר המיצוי של אנזים הפרוקסידז, ערבבו נפחים שווים של 0.1 M נתרן פוספט מונובייסיק ו-0.1 נתרן פוספט מולרי dibasic כדי להשיג נפח סופי של 500 מ"ל.
</div></li><li data-sub-note-item="1-2"><div class="lab-step">בדוק את הפתרון המתקבל באמצעות מד pH. התערובת צריכה להיות בין pH של 6.8 ו 7.2.
</div></li><li data-sub-note-item="1-3"><div class="lab-step">כדי לחלץ את הלפת peroxidase, השתמש בסכין כדי להסיר את השכבה החיצונית של לפת ולאחר מכן לחתוך את הלפת לקוביות כשני ס"מ.
</div></li><li data-sub-note-item="1-4"><div class="lab-step">הכניסו 30 גרם קוביות לפת לבלנדר עם מאגר מיצוי של 300 מ"ל, וערבבו את קוביות הלפת במהירות גבוהה שלוש פעמים במשך כ-15 שניות בכל פעם.
</div></li><li data-sub-note-item="1-5"><div class="lab-step">סנן את התערובת ההומוגנית דרך שלוש שכבות של בד גבינה, ולאחר מכן סנן את התמיסה המתקבלת דרך מסנן קפה אחד.
</div></li><li data-sub-note-item="1-6"><div class="lab-step">אחסנו את התסנין בבקבוק של 500 מ"ל, והכניסו מיד את הבקבוק למקרר.
</div></li><li data-sub-note-item="1-7"><div class="lab-step">לאחר מכן, כדי ליצור את תמיסות מצע האנזים, תחילה להוסיף 15 מ"ל 3% H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> עד 435 מ"ל מים מזוקקים כדי לדלל את H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> לריכוז של 0.1%.
</div></li><li data-sub-note-item="1-8"><div class="lab-step">כדי להכין את המגיב משנה הצבע, יש להמיס 0.2 מ"ל גואיאקול מרוכז ב-100 מ"ל של אלכוהול משפשף איזופרופיל, ולאחסן תמיסת גואיאקול זו במקרר.
</div></li><li data-sub-note-item="1-9"><div class="lab-step">לאחר מכן, כדי ליצור פתרונות לתנאי ה- pH השונים, הוסף מים מזוקקים של 100 מ"ל לשש כוסות של 250 מ"ל, והנח את תכולת קפסולת החיץ עם pH של 3, 4, 5, 6, 7 ו- 8 לכוסות נפרדות.
</div></li></ul></li></ol>

<div class="section-question"><h4 class="question-sect">מהם אנזימים?</h4><p>אנזימים הם זרזים ביולוגיים המגבירים את המהירות והיעילות של תגובות ביוכימיות. רוב האנזימים הם חלבונים, אך למולקולות מסוימות של חומצה ריבונוקלאית יש גם תכונות קטליטיות.
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">כיצד אנזימים מזרזים תגובות?</h4><p>אנזימים מזרזים תגובות על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה של תגובה.
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">מהן תגובות קטבוליות ואנבוליות?</h4><p>רוב התגובות האנזימטיות יכולות להיות מסווגו...

חקירת ההשפעה של pH וטמפרטורה על פעילות פרוקסידז
הרחבכדי להפוך את מאגר מיצוי עבור אנזים peroxidase, לערבב כמויות שוות של ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

ביולוגיה

Cellular Processes

תהליכים תאיים

Enzyme Activity

Lab Manual Sub Articles

סעיפי משנה למדריך מעבדה

peroxidase lab: ph and temperature effects

<p class="jove_content">Peroxidase activity can be tested by changing pH and temperature in a controlled lab setup. In this experiment, students prepare turnip peroxidase and compare how the enzyme reacts under different conditions. The focus is on how pH and temperature can affect enzyme performance.</p>

<p class="jove_content">To make the extraction buffer, equal volumes of 0.1 M sodium phosphate monobasic and 0.1 M sodium phosphate dibasic are mixed to a final volume of 500 mL. The solution is checked with a pH meter. It should fall between pH 6.8 and 7.2. This buffer helps keep the enzyme sample stable during extraction.</p>

<p class="jove_content">Turnip peroxidase is then extracted from fresh turnip tissue. The outer layer of a turnip is removed with a knife, and the turnip is cut into about 2 cm cubes. Next, 30 g of turnip cubes are blended with 300 mL of extraction buffer at high speed three times for about 15 s each time. The homogenized mixture is filtered through three layers of cheesecloth and then through one coffee filter. The filtrate is stored in a 500 mL bottle and placed in the refrigerator right away.</p>

<p class="jove_content">The substrate solutions are prepared separately. First, 15 mL of 3% H2O2 is added to 435 mL of distilled water to make a 0.1% hydrogen peroxide solution. Then 0.2 mL of concentrated guaiacol is dissolved in 100 mL of isopropyl rubbing alcohol. This guaiacol solution is also stored in the refrigerator. To test the effect of pH, 100 mL of distilled water is added to six 250 mL beakers, and buffer capsule contents with pH values of 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are placed in separate beakers.</p>

Peroxidase Lab: pH and Temperature Effects

peroxidase-lab-ph-and-temperature-effects

enzyme activity

Peroxidase activity can be tested by changing pH and temperature in a controlled lab setup. In this experiment, students prepare turnip peroxidase and compare how the enzyme reacts under different conditions. The focus is on how pH and temperature can affect enzyme performance.<br /><br />To make the extraction buffer, equal volumes of 0.1 M sodium phosphate monobasic and 0.1 M sodium phosphate dibasic are mixed to a final volume of 500 mL. The solution is checked with a pH meter. It should fall between...

Peroxidase Activity: pH and Temperature

Peroxidase activity changes with pH and temperature in this turnip enzyme experiment. The reaction uses guaiacol, a color-changing indicator that becomes more yellow-orange as the enzyme reaction continues, so color intensity shows how fast the reaction is moving.<br /><br />First, a baseline peroxidase reaction is set up. Distilled water, guaiacol, and 0.1% H2O2 are added to make the substrate. A separate tube contains distilled water and turnip peroxidase. After the two tubes are mixed, the color is...

lab manual sub articles

Prepare turnip peroxidase and test how pH and temperature affect enzyme activity using buffer solutions, hydrogen peroxide, and guaiacol in this high school lab.

Peroxidase Lab: pH and Temperature Effects | JoVE K12

<p>לחוקרים האירופאים היו ידע, כישורים וציוד מתאימים, אך מדוע הם לא הגיעו לעולם החדש עד סוף המאה ה-15? תופתעו לגלות שהתשובה לשאלה זו קשורה למולקולות ביולוגיות קטנות שנקראות אנזימים, הפועלות כזרזים. </p>

<p>מהו זרז? זהו חומר המאפשר לתגובה להתרחש מהר יותר, תוך שימוש בפחות אנרגיה. אם הייתם משרטטים גרף של האנרגיה הדרושה לתגובה ביולוגית בלתי מזורזת, זה היה נראה בערך כך. גובה זה מייצג את אנרגיית ההפעלה, שהיא כמות האנרגיה המינימלית הדרושה להמשך התגובה. אנזימים, הפועלים כזרז, מספקים מסלול תגובה חלופי, עם אנרגיית שפעול נמוכה יותר. </p>

<p>אז איך אנזימים באמת עובדים? רוב האנזימים הם חלבונים. החלק במבנה שלהם שמתקשר עם המולקולות שהם מזרזים, נקרא האתר הפעיל, שיש לו זיקה רק למצעים מסוימים ולא ייקשר לאחרים. כאשר הסובסטרטים הנכונים נכנסים לאתר הפעיל, האנזים משנה את צורתו כדי להשיג תצורת זיקה גבוהה יותר. מצב מעבר זה מקל על התגובה וממיר את המגיבים לתוצרים. לאנזים, לעומת זאת, יש זיקה נמוכה יותר למוצרים ולכן הוא משחרר אותם וחוזר לצורתו המקורית, מוכן לחזור על אותו תהליך. זוהי דוגמה לאנזים קטבולי מכיוון שהוא לקח סובסטרט יחיד ושבר אותו ליצירת מוצרים מרובים. ההפך מכך, הוא האנזים האנאבולי, אשר לוקח שני סובסטרטים ומחבר אותם יחד כדי ליצור מוצר גדול יותר. </p>

<p>ישנן דרכים רבות אחרות שבהן אנזימים פועלים. לדוגמה, אנזים זה משנה את צורתו של סובסטרט יחיד לצורה חדשה. ואילו זה, מעביר חלק ממצע אחד, לאחר. אנזימים מסוימים אינם יכולים לזרז תגובות בכוחות עצמם ודורשים קו-פקטורים או קו-אנזימים כדי לזרז את התגובה שלהם. </p>

<p>אז אולי אתם תוהים, איך כל זה קשור למסעות במאה ה-15? באותה תקופה לא הייתה למלחים גישה לתוצרת טרייה המכילה ויטמין C, קו-אנזים חיוני לייצור קולגן. בגלל זה, המלחים היו מפתחים צפדינה, מחלה של מחסור בוויטמין C, שהייתה לעתים קרובות קטלנית. הם פתרו בעיה זו על ידי כבישת פירות וירקות עשירים בוויטמין C. כבישה הפחיתה את רמת החומציות של המזון, מה שמנע את פעילותם של אנזימים מיקרוביאליים, האחראים לריקבונם. לכן, הרס אנזימים מיקרוביאליים והצלת קואנזים חיוני, מילאו תפקיד מרכזי בהצלחתן של משלחות ארוכות. </p>

<p>במעבדה זו ניתן לכמת כיצד תנאים שונים משפיעים על תפקוד האנזים, על ידי הערכת קצב התגובה, כמות המוצר המיוצר, ליחידת זמן. תחילה תמדוד את קצב התגובה הבסיסי בטמפרטורת חדר סטנדרטית וב- pH ניטרלי. הקצב יגדל בהתחלה עד שכל מולקולות האנזים יהיו רוויות לחלוטין בסובסטרט. ואז, הקטליזה תגיע לרמה יציבה כאשר האנזימים עסוקים בהמשך מחזור הקשירה של המצע, הקטליזה והשחרור. לאחר קביעת קצב התגובה הבסיסי, ניתן להשתמש בו כנקודת התייחסות לתנאים אחרים. האנזים שאיתו תעבדו במעבדה זו הוא לפת פרוקסידאז. תוכלו להעריך את פעילותו תחת ערכים משתנים של טמפרטורה ו- pH.</p>


factors that shape enzyme function

<p class="jove_content">Enzymes are biological catalysts that help living things run biochemical reactions faster. They lower activation energy, which is the energy needed to start a reaction. Enzymes are not used up in the process, so they can keep working again and again. Most enzymes are proteins, although some ribonucleic acid molecules also have catalytic activity.</p>

<p class="jove_content">Each enzyme usually binds only one or a few specific substrates. This selectivity depends on the enzyme’s active site, which fits its substrate like a matching shape. When the substrate binds, the enzyme changes shape slightly and makes the reaction easier. After the products form, the enzyme releases them and returns to its original shape.</p>

<p class="jove_content">Enzyme reactions are often grouped as catabolic or anabolic. Catabolic enzymes break larger molecules into smaller products. Lactase is a catabolic enzyme that splits lactose in dairy products into galactose and glucose. Many people lose most of their lactase by early childhood, which can lead to lactose intolerance. Anabolic enzymes build larger molecules from smaller parts. DNA polymerase joins nucleotides to make DNA, and glycogen synthase links glucose molecules to form glycogen. Insulin helps regulate glycogen synthase, so people with little or no insulin may need treatment to make glycogen normally.</p>

<p class="jove_content">Enzyme activity depends on conditions such as pH and temperature. Many active sites contain acidic or basic amino acids, so changes in pH can alter charge and make substrate binding harder. Pickling uses this idea by lowering pH and slowing microbial enzyme activity. Temperature also matters because each enzyme has an optimal range. Low or moderate shifts may slow the enzyme, but high temperatures can denature it and cause lasting damage. Cooking meat and refrigerating food both reduce harmful microbial activity in this way. Extremophiles live in harsh environments and have enzymes that still work there. Thermus aquaticus is one example, and its Taq polymerase stays stable in the high heat used for PCR, a method that copies DNA by cycling between hot and cooler temperatures.</p>

<p class="jove_content">Some enzymes also need coenzymes or cofactors. Coenzymes are biomolecules that help the reaction and are not consumed. They often carry electrons, atoms, or functional groups, and many B vitamins serve this role. Coenzyme A, the active form of pantothenic acid, is needed by many mammalian enzymes. Cofactors are usually inorganic substances, such as ions. DNA polymerase, for example, requires Mg2+ or Mn2+ for DNA replication and for correcting some mistakes.</p>

<p class="jove_content">Other molecules can change enzyme activity without being required for the reaction. Activators increase activity, while inhibitors decrease it. These molecules may bind at the active site or at allosteric sites, which are different locations on the enzyme. Some inhibitors compete with the substrate for the active site, while others act in a non-competitive way by binding elsewhere. Inhibitor binding can also be reversible or irreversible. Reversible inhibitors can detach and let the enzyme work again, but irreversible inhibitors permanently damage the enzyme. Scientists use enzyme inhibitors as antibiotics and as chemotherapeutic agents to limit cancer cell division.</p>

<p class="jove_content">Scientists measure enzyme function by looking at reaction rate, or how fast product is made. A faster rate means the enzyme is working more efficiently. Reaction velocity is measured by tracking product concentration over time, usually from the start of the reaction until the enzyme becomes saturated with substrate and the rate levels off. Researchers use that baseline as a control when comparing different treatments. Reaction rates can be reported as relative or absolute values. Relative rates compare conditions, while absolute rates give a direct quantitative measure, much like comparing race rankings versus miles per hour.</p>

<p class="jove_content">Because enzymes are so useful, researchers also engineer them for special tasks. Protein engineering uses recombinant DNA technology to change amino acid sequences and adjust enzyme shape or active site binding. This approach has helped create sensitive diagnostic tests, as well as tools for bioremediation and waste management.</p>

Factors That Shape Enzyme Function

זרזים ביולוגיים

כל האורגניזמים החיים מבצעים ברציפות תגובות ביוכימיות רבות כדי לשמור על נוכחותם. רוב התגובות הללו דורשות ...

בדוק את הבנתך של פעילות אנזימים עם חידון הערכה זה של Biology ב-JoVE Lab Manual. מכסה מושגי מפתח דרך שאלות מבוססות וידיאו שנועדו להעריך את למידת התלמידים.

פעילות אנזימים ב-Biology - חידון הערכה | JoVE Lab Manual

עקבו אחר הנהלים של פעילות אנזימים שלב אחר שלב בסרטון פרוטוקול סטודנטים זה באורך 9 דקות. חלק מאוסף Biology ב-JoVE Lab Manual.

Peroxidase Lab: pH and Temperature Effects

Learning Objectives

מהם אנזימים?

כיצד אנזימים מזרזים תגובות?

Lab Prep

Transcript

Tags