Enzymy

pomocnicy reakcji

Enzymy

Biologiczne Katalizatory

tytuł

wstęp

2 wybrane doświadczenia dotyczące działania enzymów

Zastosowanie wiedzy o enzymach w życiu codziennym, funkcjonowaniu organizmów żywych

index

Wybrane doświadczenie dotyczące wpływu czynników zewnętrznych na działanie enzymów

autorki

koniec

źródła

Wstęp

czym są enzymy

Enzymy to takie katalizatory, (funkcją katalizatorów jest ułatwienie zajścia reakcji, poprzez obniżenie jej energii aktywacji) które przyspieszają jedynie 1-2 konkretne reakcje. Od tego jakie to są reakcje, zależy klasa enzymu.

budowa enzymów

VS

Enzymy z częściami niebiałkowymi

Enzymy białkowe

1. centrum aktywne - to właśnie miejsce, do którego przyłącza/przyłączają się substrat/substraty, które następnie są katalizowane przez enzym
2. enzymy białkowe to enzymy składające się jedynie z białek (łańcuchów polipeptydowych)

1. enzymy te tak samo jak enzymy białkowe zawierają centrum aktywne, które pełni te same funkcje
2. część białkowa (tzw. apoenzym)
3. część niebiałkowa (tzw. kofaktor)

Budowa Enzymów

Centrum aktywne

1. ogranicza dostawanie się do środka wody
2. ma bardzo podobny kształt do substratu co pomaga się mu w nie wpasować
3. ma substratem słabe oddziaływania min.: hydrofobowe, odziaływania wodorowe i siły van der Waalsa

budowa enzymów

Koenzym

koenzymy to kofaktory (części niebiałkowe enzymu), które nie są zbudowane z jonów metali dzielimy je na:

1. koenzymy trwale związane z apoenzymem (tzw. grupy prostetyczne), są to np. pochodne witamin
2. koenzymy luźno związane z apoenzymem, są to np. witaminy

mechanizm działania enzymów

1. Do centrum aktywnego przyłącza się substrat bądź substraty.
2. Tworzy się kompleks ES (enzym -substrat)
3. Oddzielenie produktu bądź produktów od enzymu

2 Wybrane doświadczenia dotyczące działania enzymów

doświadczenie 1

wykrywanie amylazy

sposób przygotowania doświadczenia 1

Odczynniki: kleik skrobiowy, jodyna (dostępna w aptece), ślina, woda Kleik skrobiowy przygotujecie poprzez dodanie do wrzącej wody mąki ziemniaczanej (łyżka/dwie na pół litra wody, w zależności od tego jaką konsystencję chcecie uzyskać). Próbki ostudzonego kleiku skrobiowego należy umieścić w dwóch naczyniach. Do jednego z nich dodajecie próbkę śliny (przed pobraniem śliny należy wypłukać jamę ustną), wymieszajcie. Do obu prób dodajecie kilka kropli jodyny. Wymieszajcie. Odczekajcie kilka minut do czasu pojawienia się zmian.

doświadczenie 1

Wykrywanie amylazy

1. Problem badawczy: Czy w ślinie człowieka znajduje się amylaza?
2. Hipoteza: W ślinie człowieka znajduje się amylaza.
3. Próba badawcza: naczynie z kleikiem skrobiowym i śliną
4. Próba kontrolna: naczynie z samym kleikiem skrobiowym

Doświadczenie 1

Wyniki doświadczenia

Po dodaniu jodyny

Próba badawcza

Próba kontrolna

natomiast w próbie kontrolnej kolor się nie zmienił.

Po upływie kilku minut rozwór w próbie badawczej odbarwił się

Po dodaniu jodyny roztwory zabarwiły się na kolor granatowo-fioletowy.

W ślinie znajduje się amylaza, ponieważ roztwór się odbarwił, czyli skrobia została rozłożona

Amylaza jest enzymem, który rozkłada wielocukry (np. skrobię) na cukry proste, które następnie są wchłaniane do organizmu. Amylaza jest składnikiem m.in. śliny.

wnioski

i wyjaśnienia

amylaza

doświadczenie 2

Wpływ enzymów zawartych w ananasie na białka znajdujące się w galaretce

sposób przygotowania doświadczenia 2

Odczynniki: świeży ananas, galaretka Przygotujcie galaretkę według opisu na opakowaniu. Galaretkę rozlejcie do dwóch naczyń, pozostawcie do ostudzenia. Na tężejącej galaretce w jednym z naczyń ułóżciepokrojone kawałki ananasa. Pozostawcie galaretki do czasu aż obie?/ jedna z nich stężeje.

doświadczenie 2

WPŁYW ENZYMÓW ZAWARTYCH W ANANASIE NA BIAŁKA ZNAJDUJĄCE SIĘ W GALARETCE

1. Problem badawczy: Wpływ enzymów zawartych w ananasie na tężenie galaretki?
2. Hipoteza: Enzymy zawarte w ananasie uniemożliwiają tężenie galaretki.
3. Próba kontrolna: Miska z samą galaretką
4. Próba badawcza: Miska z galaretką i kawałkami ananasa

Doświadczenie 2

Opis przebiegu doświadczenia:

Na wpół stężałej galaretki kładziemy ananasa. Nie ma żadnych widocznych zmian w stopniu stężenia galaretki.<-

Rozrzedzenie galaretki jest już bardzo widoczne. Kawałki ananasa są już w połowie zanurzone. <-

Wokół kawałków ananasa można zaobserwować rozrzedzenie się galaretki. Kawałki ananasa zaczynają się powoli zanurzać w galaretce. ->

Enzymy zawarte w ananasie prawie całkowicie rozpuściły galaretkę. Kawałki ananasa się w niej zanurzyły. ->

Galaretka z kawałkami ananasa nie stężała.

Enzymy zawarte w ananasie uniemożliwiają tężenie galaretki

wyniki

i wnioski

Wyjaśnienie

DOŚWIADCZENIE 2

Ananas uniemożliwia tężenie galaretki ponieważ, zawiera bromeline która jest mieszanką enzymów proteolitycznych, które rozkładają cząsteczki białek. Enzymy, wchodząc w reakcję ze składnikami galaretki, katalizują i powodują degradacje jej struktur białkowych. Dlatego galaretka z kawałkami ananasa nie stężała. Enzymy proleoityczne - inaczej nazywane są proteazami, peptydazami oraz proteinazami. Powodują Degradacje struktur białkowych

Wybrane doświadczenie dotyczące wpływu czynników zewnętrznych na działanie enzymów

sposób przygotowania doświadczenia 3

Odczynniki: ziemniak, woda utleniona Obierzcie bulwę ziemniaka, zetrzyjcie ją na tarce, a następnie za pomocą gazy wyciśnijcie z niej sok (starty ziemniak odstawiony na powinien czas powinien puścić sok bez wyciskania). Próbki soku z ziemniaka umieśćcie w dwóch naczyniach. Jedną z próbek ogrzejcie np. poprzez umieszczenie w tzw. łaźni wodnej (naczyniu z zagotowaną wodą). Do obu próbek dodajcie kilka kropel wody utlenionej. Zaobserwujcie zachodzące zmiany.

doświadczenie 3

WPŁYW ENZYMÓW ZAWARTYCH W ANANASIE NA BIAŁKA ZNAJDUJĄCE SIĘ W GALARETCE

1. Problem badawczy: Wpływ temperatury na aktywność enzymu zawartego w bulwie ziemniaka.
2. Hipoteza: Enzym znajdujący się w bulwie ziemniaka zmniejsza swoją aktywność w wysokiej temperaturze.
3. Próba kontrolna: Sok z ziemniaka w temperaturze pokojowej z kroplami wody utlenionej
4. Próba badawcza: Podgrzanym sok z ziemniaka z dodaną wodą utlenioną

Sok z ziemniaka ->

doświadczenie 3

WPŁYW ENZYMÓW ZAWARTYCH W ANANASIE NA BIAŁKA ZNAJDUJĄCE SIĘ W GALARETCE

Próba badawcza ->

Wynik:

1. W próbie kontrolnej, po dodaniu wody utlenionej do soku z ziemniaka wytworzyła się piana.
2. W próbie badawczej, po podgrzaniu soku ziemniaku i dodaniu wody utlenionej nie zaszła żadna zmiana.

<- Próba kontrolna

Wysoka temperatura powoduje zatrzymanie działania katalazy, ponieważ dochodzi do denaturacji białka.

W temperaturze pokojowej enzym katalaza rozkłada wodę utlenioną z wydzieleniem tlenu. Powstaje piana.

wnioski

Opis enzymu, katalaza:

DOŚWIADCZENIE 3

Katalaza to enzym przyspieszający rozkład nadtlenku wodoru, występuje w komórkach zwierzęcych, rzadziej w roślinnych. Enzym ten rozkładający nadtlenek wodoru na tlen i wodę. Pod wpływem wysokiej temperatury następuje denaturacja białek, w której wyniku katalaza traci swoja aktywność. Katalaza obecna jest także w komórkach zwierzęcych, między innymi w wątrobie, leukocytach i erytrocytach.

katalaza

Zastosowanie wiedzy o enzymach w życiu codziennym, funkcjonowaniu organizmów żywych

Enzymy stosowane są w przemyśle chemicznym, spożywczym, włókienniczym i innych. Głównie jako niezwykle specyficzne i bezpieczne w użyciu katalizatory.

Bardzo dużo produktów używanych w gospodarstwie domowym zawiera enzymy w celu podniesienia wydajności ich działania, np. proszek do prania, bądź enzymatyczne wywabiacze do plam, producenci ciastek używają ich do obniżenia poziomu białka w mące.

Przemysł sożywczy

W przemyśle spożywczym bardzo często stosowane są tzw. substancje pomocnicze. Do tego typu zaliczamy m.in. enzymy, które dodawane w niewielkich ilościach bardzo często ulegają rozkładowi w trakcie procesu produkcyjnego, co oznacza, że nie są obecne w gotowym już produkcie.

przykłady zastosowania

Przemysł włókienniczy:

• celuloza w produkcji jeansów

Przemysł spożywczy

• amylazy w piekarnictwie
• lipazy w rozwoju aromatu
• proteazy w produkcji sera
• pektynazy w klarowaniu soków

Przetwórstwo ziarna Przemysł chemiczny i farmaceutyczny

Zarządzanie odpadami:

• lipazy w czyszczeniu rur ściekowych

Enzymy paszowe:

• enzymy wspomagające trawienie pasz dla zwierząt

Funkcjonowanie enzymów w organizmach żywych

Bardzo często aktywność katalityczna enzymów podlega ścisłej kontroli i regulacji. Dobrym przykładem takiego zachowania są enzymy trawienne, katalizujące rozkład białek. Enzymy te wytwarzane są m.in. w gruczołach ściany żołądka. Gruczoły ściany żołądka w dużej mierze zbudowane są z białek, więc enzymy trawienne muszą być początkowo nieaktywne (wydzielane w formie tzw. proenzymu pepsynogenu), żeby nie trawiły własnego macierzystego gruczołu. I dopiero wtedy, gdy już wydzielą się do żołądka, gdzie panuje niskie pH (obecny jest tam kwas żołądkowy), ulegają samo aktywacji (autokatalitycznie same odcinają swój niewielki fragment) i stają się bardzo aktywnymi katalizatorami ułatwiającymi trawienie białek (pepsyna). Dodatkowo nasz żołądek wyścielony jest specjalnymi komórkami odpornymi na działanie pepsyny – inaczej sami moglibyśmy siebie strawić po dobrym obiedzie!

Funkcjonowanie enzymów w organizmach żywych

Dodatkowo nasz żołądek wyścielony jest specjalnymi komórkami odpornymi na działanie pepsyny – inaczej sami moglibyśmy siebie strawić po dobrym obiedzie! Co ciekawe, inne enzymy trawienne, wytwarzane w trzustce (np. chymotrypsyna), a działające w jelicie cienkim, gdzie panuje pH zasadowe, trawią białka tylko i wyłącznie w warunkach wysokiego pH. Tym samym ich aktywność enzymatyczna jest precyzyjnie przystosowana do miejsca, w którym mają za zadanie działać.

Autorki

Weronika Sado

Julia Jachacz

Justyna Kędziorek

Amelia Tatara

koniec

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

zdjęcia:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Enzymy

(2 grafiki pokazujące struktury enzymów)

http://laboratoria.net/artykul/_item,12855,print,1.html

https://pdb101.rcsb.org/motm/74

https://pdb101.rcsb.org/motm/57

źródła

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/Rola-enzymow/

(wykres pokazujący obniżenie energi aktywacji przez enzymy)

https://pl.m.wikipedia.org/wiki/Plik:Energia_aktywacji.svg