Attività enzimatica della catecolasi

Materie:Tesina
Categoria:Biologia
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Testo

Esperienza n 3
Attività enzimatica della catecolasi
Studiamo di seguito l’effetto dell’enzima biologico catecolasi che agisce sulla reazione di ossidazione del catecolo.
Un’enzima ha una natura proteica e svolge l’attività di catalizzatore di una qualsiasi reazione, aumentando o riducendo il livello di energia di attivazione. La sostanza su cui agisce l’enzima si chiama substrato, che nel nostro caso è rappresentato dal catecolo. Nella reazione di catalisi l’enzima si lega (in una parte dela molecola chiamata sito attivo) al proprio substrato, trasformandolo nel prodotto della reazione.
L’attività enzimatica è influenzata dall’ambiente in cui agisce:
• La temperatura, influenza il movimento delle molecole. L’aumento della temperatura sopra il valore ottimale finisce per denaturare l’enzima.
• L’eccesso di ioni H+ o OH- contribuisce a modificare l’attività enzimatica, in quanto gli ioni interferiscono con i legami chimici che mantengono stabile la struttura della proteina. Per la maggior parte degli enzimi il PH ottimale è vicino alla neutralità (tra il 6 e l’8).
• La concentrazione dell’enzima o del substrato influiscono in quanto più le soluzioni sono concentrate, più è probabile l’urto tra i reagenti e più sarà veloce la reazione.
1°_ Effetto della temperatura sulla catecolasi _
IPOTESI:
Ipotizziamo che: se un enzima viene scaldano in maniera eccessiva si denatura, perdendo quindi la sua forma.
Congelandolo invece non si romperanno i legami, quindi la sua azione sarà ancora possibile.
MATERIALI:
- 3 provette (una la porremo a temperatura inferiore all’ambiente, una la porremo a temperatura maggiore rispetto all’ambiente e l’ultima rimarrà a temperatura ambiente)
- Porta provette
- Pipetta
- Soluzione tampone (a PH 7)
- Ghiaccio e Acqua calda
- Succo di patata
- Catecolo
PROCEDIMENTO:
1. Riempiamo le 3 provette con 3 ml di soluzione tampone a PH 7 (che manterrà il PH costante per tutta la durata della nostra esperienza).
2. Immergiamo le provette:
a. La prima nel ghiaccio (5°C)
b. La seconda nell’acqua calda (60°C)
c. La terza rimarrà a temperatura ambiente (18°C)
3. Aspettiamo cinque minuti per poi aggiungere 10 gocce di succo di patata (contente l’enzima catecolasi) e 10 gocce di catecolo (substrato).
4. Agitare bene.
OSSERVAZIONI E CONCLUSIONI:
Notiamo quindi, che il colore della provetta diventa più intenso nella provetta che ha svolto la reazione a temperatura ambiente, questo significa che la temperatura ottimale per far svolgere la reazione è la temperatura ambiente (18°C).
Congelando il sistema la reazione è semplicemente rallentata; mentre, scaldando la provetta, si ha la denaturazione della proteina (enzima), la reazione quindi non potrà più avvenire.
GRAFICO:
2°_ Effetto del PH sull’attività enzimatica della catecolasi _
IPOTESI:
La presenza di ioni OH- e H+ in determinate concentrazioni può alterare la concentrazione del sito attivo, influenzandolo. Ipotizziamo quindi che sia con PH basici, sia con PH acidi, l’enzima tenderà a denaturarsi. Proviamo quindi a trovare con questa esperienza, il PH ottimale per far avvenire la reazione.
MATERIALI:
- 3 provette
- Porta provette
- Pipetta
- 5 soluzioni rispettivamente a PH 4 – PH 6 – PH 7 – PH 8 – PH 10
- Succo di patata
- Catecolo
PROCEDIMENTO:
1. Numeriamo intanto, per rendere l’esperienza più facile e meno caotica le 5 provette con i rispettivi PH che andranno a contenere.
2. Riempiamo quindi di più o meno tre dita le 5 provette con i rispettivi PH.
3. Aggiungiamo poi 10 gocce di succo di patata, contenente l’enzima, e 10 gocce di catecolo, ovvero il substrato.
4. Agitare bene.
OSSERVAZIONI E CONCLUSIONI:
Abbiamo quindi confermato le ipotesi di partenza in quanto l’enzima non può esprimersi nelle soluzioni particolarmente basiche (PH 10) o acide (PH 4).
Il PH ottimale, come avevo già accennato nell’introduzione è compreso tra il 6 e l’8, ma più vicino all’8.
In ogni caso la reazione tende ad avvenire più facilmente nel basico che nell’acido.
GRAFICO:
3°_ Effetto della concentrazione degli enzimi sull’attività enzimatica della catecolasi _
IPOTESI:
Ipotizziamo che maggiore sarà la quantità dell’enzima (contenuto nel succo di patata), maggiore sarà la velocità di reazione visto che come già detto, più le soluzioni sono concentrate, più è probabile l’urto tra i reagenti e più sarà veloce la reazione.
MATERIALI:
- 4 provette
- Portaprovette
- Soluzione tampone fosfato a PH 7
- Succo di patata (contenente l’enzima catecolasi)
- Catecolo (substrato dell’enzima catecolasi)
PROCEDIMENTO:
1. Come nelle altre esperienze numeriamo le 4 provette che andremo ad utilizzare
2. Poniamo poi 3ml di soluzione tampone fosfato a PH 7 in ogni provetta.
3. Aggiungiamo poi:
a. Nella prima, 20 gocce di soluzione a PH 7.
b. Nella seconda, 15 gocce.
c. Nella terza, 10 gocce.
d. Nella quarta non si aggiunge altra soluzione tampone.
4. è necessario poi inserire 10 gocce di catecolo in ogni provetta.
5. Ed infine aggiungiamo:
a. Nella prima, nessun enzima.
b. Nella seconda, 5 gocce di patata.
c. Nella terza, 10 gocce.
d. Nella quarta, 20 gocce.
6. Agitiamo poi le provette ed aspettiamo ¾ minuti.
CONCLUSIONI E OSSERVAZIONI:
Abbiamo così verificato che la velocità di reazione è proporzionale al colore ottenuto nelle provette; ciò è reso ancor più chiaro dal grafico seguente.
GRAFICO:

4°_ Effetto della concentrazione del substrato sull’attività enzimatica della catecolasi _
IPOTESI:
Ipotizziamo che la velocità della reazione tra l’enzima ed il substrato aumenti finché è presente l’enzima, quando l’enzima avrà completamente reagito con il substrato, la velocità di reazione si stabilizzarà.
MATERIALI:
- 6 provette
- Portaprovette
- Soluzione tampone fosfato a PH 7
- Succo di patata (contenente l’enzima catecolasi)
- Catecolo (substrato dell’enzima catecolasi)
PROCEDIMENTO:
1. Aggiungiamo in ciascuna provetta 5 ml di soluzione tampone fosfato a PH 7.
2. Aggiungiamo poi:
a. Nella prima, 1 goccia di catecolo.
b. Nella seconda, 2 gocce di catecolo.
c. Nella terza, 4 gocce di catecolo.
d. Nella quarta, 8 gocce.
e. Nella quinta, 16 gocce.
f. Nella sesta, 24 gocce.
3. Aggiungiamo poi, come nelle altre esperienze, la soluzione tampone a PH 7 che ha il compito di far rimanere costante il PH, in questo caso la sua funzione di stabilizzatore affiancherà la funzione di uniformatore dei volumi delle soluzioni, quindi aggiungiamo:
4.
a. Nella prima, 23 gocce.
b. Nella seconda, 22 gocce.
c. Nella terza, 20 gocce.
d. Nella quarta, 16 gocce.
e. Nella quinta, 8 gocce.
f. Nella sesta, nessuna goccia.
5. è necessario ora aggiungere alle soluzioni l’enzima, contenuto nella patata, aggiungiamo quindi 30 gocce di succo di patata e agitiamo.
OSSERVAZIONI E CONCLUSIONI:
Dalla prima alla sesta la velocità diminuisce, le ipotesi non si sono quindi verificate, secondo la nostra reazione, la velocità dovrebbe essere massima nelle soluzioni con minor substrato.
Il GRAFICO sarebbe quindi:
Visto che non si sono verificate le nostre ipotesi, abbiamo riprovato questa esperienza con l’aiuto della professoressa, con la quale l’esperienza è riuscita, verificando le nostre ipotesi. L’errore è stato probabilmente causato dall’eccessivo periodo di tempo trascorso nel mettere l’enzima nelle provette: non è facile, con la pipetta, riuscire a prendere velocemente il succo di patata, visto che è liquido particolarmente denso. Le soluzioni devono essere preparate al momento dell’uso perché reagiscono con l’ossigeno presente nell’ambiente.
Il nuovo GRAFICO quindi sarà:

Esempio



  



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