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">ペルオキシダーゼ活性に対するpHと温度の影響の調査
</a></li></ul>

<ul class="lab-items"><li data-lab-item="1">
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								<div class="ingredient" data-value="pHメーター/pHストリップ">pHメーター/pHストリップ</div>
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								<div class="ingredient" data-value="チーズクロス(0.5メートル)">チーズクロス(0.5メートル)</div>
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							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="コーヒーフィルター">コーヒーフィルター</div>
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								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="0.1 M リン酸ナトリウム二塩基性ゾルン (250 mL)">0.1 M リン酸二塩基性ナトリウムゾルン (250 mL)</div>
								<div class="ingredient-amount">
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									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
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							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="0.1 M リン酸ナトリウム一塩基性 (250 mL)">0.1 M リン酸ナトリウム一塩基性 (250 mL)</div>
								<div class="ingredient-amount">
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									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="カブ(1-2)">カブ(1-2)</div>
								<div class="ingredient-amount">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="過酸化水素(3%)(15 mL)">過酸化水素(3%)(15 mL)</div>
								<div class="ingredient-amount">
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									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="Guaiacol (濃縮液、1-3mL)">Guaiacol (濃縮液液、1-3mL)</div>
								<div class="ingredient-amount">
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									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="イソプロピルラビングアルチョホール(100mL)">イソプロピルラビングアルチョホール(100mL)</div>
								<div class="ingredient-amount">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ingredient" data-value="pH 緩衝カプセル/pH (pH 範囲- 3-8)">pH 緩衝カプセル/pH (pH 範囲- 3-8)</div>
								<div class="ingredient-amount">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="ラボのサイズに依存">ラボのサイズに依存</span>
								</div>
							</li></ul>

酵素活性

<ol class="note-items"><li data-note-item="1" data-parent-collapse="">pHと温度がペルオキシダーゼ活性に及ぼす影響の調査
<button class="expand">Expand</button><ul class="lab-items"><li data-sub-note-item="1-1"><div class="lab-step">ペルオキシダーゼ酵素の抽出バッファーを作るには、0.1 Mリン酸ナトリウム一塩基性溶液と0.1モルリン酸ナトリウム二塩基性溶液を等量混合して、最終容量500 mLを達成します。
</div></li><li data-sub-note-item="1-2"><div class="lab-step">pHメーターを使用して得られた溶液をテストします。混合物はpH6.8から7.2の間である必要があります。
</div></li><li data-sub-note-item="1-3"><div class="lab-step">カブペルオキシダーゼを抽出するには、ナイフを使用してカブの外層を取り除き、カブを約2cmの立方体にカットします。
</div></li><li data-sub-note-item="1-4"><div class="lab-step">300 mL抽出バッファーの入ったブレンダーに30gのカブキューブを入れ、カブキューブを毎回約15秒間、高速で3回ブレンドします。
</div></li><li data-sub-note-item="1-5"><div class="lab-step">均質化された混合物を3層のチーズクロスでろ過し、得られた溶液を1つのコーヒーフィルターで濾します。
</div></li><li data-sub-note-item="1-6"><div class="lab-step">濾液を500mLのボトルに保管し、すぐに冷蔵庫に入れてください。
</div></li><li data-sub-note-item="1-7"><div class="lab-step">次に、酵素基質溶液を作るために、最初に15mLの3%<sub>H2O2</sub>を435mLの<sub></sub>蒸留水に加えて、<sub>H2O2</sub>を0.1%の濃度に希釈します。<sub></sub>
</div></li><li data-sub-note-item="1-8"><div class="lab-step">色が変化する反応物を調製するには、0.2mLの濃縮グアイアコールを100mLのイソプロピル消毒用アルコールに溶解し、このグアイアコール溶液を冷蔵庫で保存します。
</div></li><li data-sub-note-item="1-9"><div class="lab-step">次に、さまざまなpH条件の溶液を作るために、100 mLの蒸留水を6つの250 mLビーカーに加え、pH 3、4、5、6、7、および8の緩衝カプセルの内容物を別々のビーカーに入れます。
</div></li></ul></li></ol>

<div class="section-question"><h4 class="question-sect">酵素とは何ですか?</h4><p>酵素は、生化学反応の速度と効率を高める生物学的触媒です。ほとんどの酵素はタンパク質ですが、特定のリボ核酸分子も触媒特性を持っています。
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">酵素はどのように反応を触媒するのですか?</h4><p>酵素は、反応の活性化エネルギーを下げることで反応を触媒します。
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">異化反応と同化反応とは何ですか?</h4><p>ほとんどの酵素反応は、異化反応または同化反応のいずれかに分類でき、これらは反対の機能を持っています。異化反応を媒介する酵素は、より大きな物質を複数の製品に分解します。同化酵素は、複数の物質を1つの製品にまとめたものです。
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">条件の変化は酵素活性にどのように...

ペルオキシダーゼ活性に対するpHと温度の影響の調査
拡張ペルオキシダーゼ酵素の抽出バッファーを作るには、等量の...

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Lab Manual Sub Articles

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>ヨーロッパの探検家は十分な知識、技術、設備を持っていましたが、なぜ彼らは15世紀の終わりまで新世界に到達しなかったのでしょうか?この質問に対する答えが、触媒として機能する酵素と呼ばれる小さな生体分子に関連していることを知って驚かれることでしょう。</p>

<p>触媒とは?これは、より少ないエネルギーで反応をより迅速に起こすことを可能にする物質です。触媒を使わない生物学的反応に必要なエネルギーのグラフをプロットすると、次のようになります。この高さは、反応が進行するために必要な最小エネルギー量である活性化エネルギーを表します。酵素は触媒として機能し、より低い活性化エネルギーで代替の反応経路を提供します。</p>

<p>では、酵素は実際にはどのように機能するのでしょうか?ほとんどの酵素はタンパク質です。その構造のうち、触媒する分子と相互作用する部分は活性部位と呼ばれ、特定の基質にのみ親和性を持ち、他の基質とは結合しません。正しい基質が活性部位に入ると、酵素はその形状を変化させ、より高い親和性構成を達成します。この遷移状態は反応を促進し、反応物を生成物に変換します。しかし、この酵素は製品に対する親和性が低いため、製品を放出して元の形状に戻り、同じプロセスを繰り返す準備ができています。これは、単一の基質を分解して複数の生成物を形成するため、異化酵素の例です。これの反対は同化酵素であり、2つの基質を取り、それらを結合してより大きな製品を作ります。</p>

<p>酵素が機能する方法は他にもたくさんあります。例えば、この酵素は単一の基質を新しい形状に変換します。一方、これは、1つの基板の一部を別の基板に移します。一部の酵素は、それ自体で反応を触媒することができず、反応を触媒するために補因子または補酵素を必要とします。</p>

<p>では、これらすべてが15世紀の航海とどのように関連しているのか疑問に思われるかもしれません。当時、船員はコラーゲン合成に不可欠な補酵素であるビタミンCを含む新鮮な農産物を手に入れることができませんでした。そのため、船員たちは壊血病というビタミンC欠乏症を発症し、しばしば命にかかわる結果となりました。彼らは、ビタミンCが豊富な果物や野菜を漬けることでこの問題を解決しました。酸洗いは食品のpHを下げ、食品を腐敗させる原因となる微生物酵素の活性を妨げました。したがって、微生物酵素の破壊と必須補酵素の保存は、長期の遠征の成功に大きな役割を果たしました。</p>

<p>このラボでは、単位時間あたりの反応速度、つまり生成される製品の量を評価することにより、さまざまな条件が酵素機能にどのように影響するかを定量化できます。まず、標準的な室温と中性のpHでベースライン反応速度を測定します。この速度は、すべての酵素分子が基質で完全に飽和するまで、最初は増加します。そして、酵素が結合基質、触媒作用および放出のサイクルを継続するのに忙しいので、触媒作用は安定したレベルに達する。ベースライン反応速度が確立されると、他の条件の基準点として使用できます。このラボで扱う酵素は、カブペルオキシダーゼです。温度とpHのさまざまな値の下でその活性を評価します。</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

生体触媒

すべての生物は、その存在を維持するために、数多くの生化学反応を絶えず行っています。これらの反応のほとんどは...

JoVE Lab ManualのこのBiology評価クイズで、酵素活性の理解をテストしてください。学生の学習を評価するために設計されたビデオベースの質問を通じて主要な概念をカバーしています。

Biology の 酵素活性 - 評価クイズ | JoVE Lab Manual

この 9 分間の学生プロトコル動画で、酵素活性 の手順をステップごとに学びましょう。JoVE Lab Manual の Biology コレクションの一部です。

Peroxidase Lab: pH and Temperature Effects

Learning Objectives

酵素とは何ですか?

酵素はどのように反応を触媒するのですか?

異化反応と同化反応とは何ですか?<...

Lab Prep

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