Контрольні запитання та завдання

1. Що таке каталаза? Охарактеризуйте її з точки зору сучасної класифікації ферментів.

2. В чому полягає механізм дії каталази ( на основі робіт Чанса, Теорелла та Кейліна)? Запишіть відповідні рівняння реакцій.

3. Чому організми, що не виробили механізмів захисту від супероксид-аніона О , гідроген пероксиду, гідроксильного радикалу ОН, можуть бути лише облігатними анаеробами? Що таке облігатні анаероби?

4. Чим пояснити різницю властивостей каталаз, отриманих від різних організмів (рослинних, тваринних, мікробних)?

5. Обґрунтуйте твердження:

• каталаза є геміновим ферментом;

• оксидази каталізують перенесення атомів Гідрогену на Оксиген;

• гідроксилази каталізують включення атомів Оксигену в молекулу органічної речовини.

6. У молекулі каталази міститься 4 атоми Феруму. Молекулярна активність каталази становить 5 млн. Яка кількість молекул гідроген пероксиду розкладається за участі одного атома Феруму в складі ферменту за 1 хвилину?

Література

Гонський Я. І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2004 рік – стор. 66 – 77, 93 – 99.

Шевряков М.В., Яковенко Б.В., Явоненко О.Ф. Практикум з неорганічної хімії. Суми.: Університетська книга, 2003 рік – стор. 79 – 83.

Фримантл М. Химия в действии. М.: Мир, 1991 год – т.1, стор. 446 – 451.

Виконання роботи

1. Приготування препарату каталази

На технічних вагах відважте 2 г рослинного матеріалу, який містить значну кількість багатошарової паренхіми – це може бути коренеплід моркви, буряка, бульби картоплі, качан капусти тощо. Відважений матеріал старанно подрібніть ножем. Дрібно нарізаний рослинний матеріал (картопля, морква) масою 2 г розітріть в ступці з кварцовим піском, поступово додаючи воду. Каталаза інактивується кислотами, тому перед початком гомогенізації в ступку додайте трохи порошку крейди (кальцій карбонату) для нейтралізації кислот, які можуть бути в рослинному матеріалі.

Загальний об’єм гомогенату в ступці не повинен перевищувати 60 – 80 см³. Розтерту масу кількісно перенесіть у мірну колбу на 100 мл, стінки ступки обполощіть дистильованою водою, яку теж вилийте у колбу. Пісок і крейду залиште у ступці. Вміст мірної колби доведіть до риски дистилятом, ретельно перемішайте енергійним збовтуванням і залиште на 30 хвилин. По завершенні відведеного часу відфільтруйте тверду частину, а фільтрат використовуйте для подальших досліджень як препарат каталази.

2. Проведення ферментативної реакції

У 2 конічні колби на 200 – 250 мл за допомогою мірної піпетки помістіть по 10 мл розчину гідроген пероксиду (С = 0,1 моль/л). потім додайте по 15 мл витяжки ферменту (за допомогою піпетки).

У першу колбу одразу ж додайте близько 5 мл розчину сульфатної кислоти (ω = 10%) для того, щоб інактивувати каталазу (у кислому середовищі дія каталази миттєво припиняється, тому в першій колбі внесений гідроген пероксид не розкладатиметься).

Другу колбу залиште для інкубації на 30 хвилин за кімнатної температури. Запишіть рівняння реакції, яка при цьому відбуватиметься з гідроген пероксидом. По завершенні відведеного часу у другу колбу теж додайте 5 – 8 мл сульфатної кислоти для припинення реакції.