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">Исследование влияния pH и температуры на активность пероксидазы
</a></li></ul>

<ul class="lab-items"><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Пробирки">Пробирки</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="200">200</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Штатив для пробирок">Штатив для пробирок</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="10">10</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Дроппер">Дроппер</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Таймер">Таймер</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Диаграмма pH">Диаграмма pH</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Этикеточная лента">Этикеточная лента</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Маркер">Маркер</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Камера/телефон с камерой">Камера/телефон с камерой</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="5">5</span>
									<span class="unit" data-value=""></span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Парапленка/герметизирующая пленка">Парапленка/герметизирующая пленка</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<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="ингредиент" data-value="Горячая плита">Горячая плита</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<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="ингредиент" data-value="Кубик льда (1/2 лотка)">Кубик льда (1/2 лотка)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<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="ингредиент" data-value="Термометр">Термометр</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<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="ингредиент" data-value="pH-метр/pH-полоски">pH-метр/pH-полоски</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="для всей лаборатории">для всей лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Нож">Нож</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="для всей лаборатории">для всей лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Блендер">Блендер</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="для всей лаборатории">для всей лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Сырная ткань (0.5 м)">Сырная ткань (0.5 м)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="для всей лаборатории">для всей лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Фильтр кофе">Фильтр кофе</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="1">1</span>
									<span class="unit" data-value="для всей лаборатории">для всей лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="0.1 M Sodium phosphate diobasic soln (250 mL)">0.1 M sodium phosphate diobasic soln (250 mL)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="0,1 М натрия фосфат одноосновной (250 мл)">0,1 М натрия фосфат одноосновной (250 мл)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Репа (1-2)">Репа (1-2)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Перекись водорода (3%) (15 мл)">Перекись водорода (3%) (15 мл)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Гваякол (концентрат, 1-3 мл)">Гваякол (раствор концентрата, 1-3 мл)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="Изопропиловый спиртной спирт (100 мл)" >Изопропиловый спирт для растирания (100 мл)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li><li data-lab-item="1">
								<div class="ингредиент" data-value="pH-буферные капсулы/pH (диапазон pH- 3-8)">pH-буферные капсулы/pH-3-8)</div>
								<div class="количество-ингредиента">
									<span class="amount" data-value="-1">-1</span>
									<span class="unit" data-value="В зависимости от размера лаборатории">В зависимости от размера лаборатории</span>
								</div>
							</li></ul>

Активность ферментов

<ol class="note-items"><li data-note-item="1" data-parent-collapse="">Исследование влияния pH и температуры на активность пероксидазы
<button class="expand">Expand</button><ul class="lab-items"><li data-sub-note-item="1-1"><div class="lab-step">Чтобы сделать экстракционный буфер для фермента пероксидазы, смешайте равные объемы 0,1 М раствора одноосновного фосфата натрия и 0,1 моляра двухосновного фосфата натрия, чтобы получить окончательный объем 500 мл.
</div></li><li data-sub-note-item="1-2"><div class="lab-step">Проверьте полученный раствор с помощью pH-метра. Смесь должна иметь pH от 6,8 до 7,2.
</div></li><li data-sub-note-item="1-3"><div class="lab-step">Чтобы извлечь пероксидазу репы, с помощью ножа удалите внешний слой репы, а затем нарежьте репу примерно на два см кубиками.
</div></li><li data-sub-note-item="1-4"><div class="lab-step">Поместите 30 г кубиков репы в блендер с буфером для экстракции 300 мл и каждый раз взбивайте кубики репы на высокой скорости три раза в течение примерно 15 секунд.
</div></li><li data-sub-note-item="1-5"><div class="lab-step">Отфильтруйте гомогенизированную смесь через три слоя марли, затем процедите полученный раствор через один кофейный фильтр.
</div></li><li data-sub-note-item="1-6"><div class="lab-step">Храните фильтрат в бутылке объемом 500 мл и сразу же ставьте бутылку в холодильник.
</div></li><li data-sub-note-item="1-7"><div class="lab-step">Далее, чтобы получить субстрат фермента, сначала добавьте 15 мл 3% H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> в 435 мл дистиллированной воды, чтобы разбавить H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> до концентрации 0,1%.
</div></li><li data-sub-note-item="1-8"><div class="lab-step">Чтобы приготовить реагент, изменяющий цвет, растворите 0,2 мл концентрированного гваякола в 100 мл изопропилового медицинского спирта и храните этот раствор гваякола в холодильнике.
</div></li><li data-sub-note-item="1-9"><div class="lab-step">Затем, чтобы приготовить растворы для различных условий pH, добавьте 100 мл дистиллированной воды в шесть стаканов объемом 250 мл и поместите содержимое буферной капсулы с pH 3, 4, 5, 6, 7 и 8 в отдельные стаканы.
</div></li></ul></li></ol>

<div class="section-question"><h4 class="question-sect">Что такое ферменты?</h4><p>Ферменты являются биологическими катализаторами, повышающими скорость и эффективность биохимических реакций. Большинство ферментов являются белками, но некоторые молекулы рибонуклеиновых кислот также обладают каталитическими свойствами.
</p></div><div class="section-question"><h4 class="question-sect">Как ферменты катализируют реакции?</h4><p>Ферменты катализируют реакции, снижая энергию активации реакции.
</p></div><div class="section-question"><h4 class="questi...

Исследование влияния pH и температуры на активность пероксидазы
ExpandЧтобы сделать экстракционный буфер для фермента пероксидазы, смешайте равные объемы ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

Биология

Cellular Processes

Клеточные процессы

Enzyme Activity

Lab Manual Sub Articles

Подразделы руководства по лабораторным работам

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>Европейские исследователи обладали достаточными знаниями, навыками и снаряжением, но почему они не добрались до Нового Света до конца XV века? Вы будете удивлены, узнав, что ответ на этот вопрос связан с маленькими биологическими молекулами, называемыми ферментами, которые действуют как катализаторы. </p>

<p>Что такое катализатор? Это вещество, которое позволяет протекать реакции быстрее, используя меньше энергии. Если вы построите график энергии, необходимой для некатализируемой биологической реакции, он будет выглядеть примерно так. Эта высота представляет собой энергию активации, которая является минимальным количеством энергии, необходимым для протекания реакции. Ферменты, работающие как катализатор, обеспечивают альтернативный путь реакции с более низкой энергией активации. </p>

<p>Итак, как же на самом деле работают ферменты? Большинство ферментов являются белками. Часть их структуры, которая взаимодействует с молекулами, которые они катализируют, называется активным центром, который имеет сродство только к определенным субстратам и не связывается с другими. Когда правильные субстраты попадают в активный центр, фермент изменяет свою форму, чтобы получить более высокую аффинную конфигурацию. Это переходное состояние облегчает реакцию и превращает реагенты в продукты. Фермент, однако, имеет более низкое сродство к продуктам, поэтому он высвобождает их и возвращается к своей первоначальной форме, готовый повторить тот же процесс. Это пример катаболического фермента, потому что он взял один субстрат и разрушил его, образовав несколько продуктов. Противоположностью этому является анаболический фермент, который берет два субстрата и соединяет их вместе, чтобы получить более крупный продукт. </p>

<p>Существует множество других способов функционирования ферментов. Например, этот фермент преображает один субстрат в новую форму. В то время как этот переносит часть одного субстрата на другой. Некоторые ферменты не могут катализировать реакции сами по себе и требуют кофакторов или коферментов для катализации своей реакции. </p>

<p>Итак, вы можете задаться вопросом, как все это связано с путешествиями 15-го века? В то время у моряков не было доступа к свежим продуктам, содержащим витамин С, кофермент, необходимый для синтеза коллагена. Из-за этого у моряков развивалась цинга, болезнь дефицита витамина С, которая часто приводила к летальному исходу. Они решили эту проблему, маринуя богатые витамином С фрукты и овощи. Маринование снижало рН пищи, что препятствовало активности микробных ферментов, ответственных за их гниение. Таким образом, разрушение микробных ферментов и сохранение незаменимого кофермента сыграло важную роль в успехе длительных экспедиций. </p>

<p>В этой лаборатории вы можете количественно оценить, как различные условия влияют на функцию фермента, оценив скорость реакции, количество производимого продукта в единицу времени. Сначала вы измерите базовую скорость реакции при стандартной комнатной температуре и нейтральном pH. Вначале скорость будет увеличиваться до тех пор, пока все молекулы фермента не будут полностью насыщены субстратом. И тогда катализ достигнет стабильного уровня, поскольку ферменты заняты продолжением цикла связывания субстрата, катализа и высвобождения. После того, как исходная скорость реакции установлена, ее можно использовать в качестве точки отсчета для других условий. Фермент, с которым вы будете работать в этой лаборатории, — это пероксидаза репы. Вы оцените его активность при различных значениях температуры и 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

Биологические катализаторы

Все живые организмы непрерывно совершают многочисленные биохимические реакции, чтобы поддерживать свое присутствие. Большинство из этих реакций требуют...

Проверьте свое понимание Активность ферментов с помощью этой оценочной викторины по Biology на JoVE Lab Manual. Охватывает ключевые концепции с помощью видео-вопросов, разработанных для оценки обучения студентов.

Активность ферментов в Biology - оценочная викторина | JoVE Lab Manual

Следуйте пошаговым процедурам Активность ферментов в этом 9-минутном видео студенческого протокола. Часть коллекции Biology на JoVE Lab Manual.

Peroxidase Lab: pH and Temperature Effects

Learning Objectives

Что такое ферменты?

Lab Prep

Transcript

Tags