Enzymkinetik mit Kartoffeln

Zentralkurs Chemie 2003
Matthias Küng
MNG Bern-Neufeld
[email protected]
Michaelis-Menten-Kinetik
nach Michaelis, L. & Menten, M. (1913) Biochem. Z. 49, 333.
Maud Menten (1879 – 1960)
Leonor Michaelis (1875 – 1949)
Ausgangslage
Vorwissen – Einbettung im Unterricht
• Chemie der Aminosäuren
• Katalysatoren
• (Auf-)bau von Proteinen;
Wechselwirkungen
• Kooperativität und Allosterie (am Beispiel
von Hämoglobin)
• Theorie Enzyme und Enzymkinetik
Ziele
• Praktische Biochemie mit einfachen Mitteln
• Anwendung der theoretischen Kenntnisse
über Enzymkinetik
• Eigenständige Charakterisierung eines
Enzym/Substratpaares
• Konfrontation mit alltäglichen Problemen in
der naturwissenschaftlichen Laborarbeit
„Chemikalien“
• Kartoffeln:
(Enzym)
• Wasserstoffperoxid:
(Substrat)
• Hydoxylamin-hydrochlorid
H
(NH2OH-HCl):
H
N
H
OH Cl
(Inhibitor)
Material (pro Gruppe)
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Allgemeines Vorgehen (I)
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Ziele des Versuchs
•
•
•
•
•
Präparation eines „Enzymextrakts“
Aufnahme einer Substratsättigungskurve
Bestimmung von Km
pH-Abhängigkeit der Enzymaktivität
Enzymhemmung, Bestimmung des
Hemmtyps
• Diskussion der Resultate
Typische Resultate (I)
V2:Substratsättigungskurve
1.20
1.00
v max
0.80
0.60
0.40
Km
0.20
0.00
0
2
4
6
8
10
12
Typische Resultate (II)
V2: Lineweaver-Burk-Plot, Bestimmung von vmax
und Km
12
10
8
6
−
1
KM
4
1
2
v max
y = 1.78x + 1.39
0
-2
0
-2
2
4
6
Typische Resultate (III)
V4:Enzymhemmung
ohne Inhibitor
1
0.9
0.8
0.7
mit Inhibitor
v
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
5
10
[S]
15
Typische Resultate (IV)
V4: Enzymhemmung: Bestimmung des
Hemmtyps
14
mit Inhibitor
12
10
1/v
8
6
ohne Inhibitor
4
2
0
-2
-1
-2
0
1
2
1/[S]
3
4
5
6
Probleme - Bemerkungen
•
•
•
•
•
•
Zeitlicher Aufwand
Kartoffelsorten, Jahreszeit
Fehlerquote, „Handling“, Zeiteinteilung
Hemmtyp
„Enttäuschung“ vs. realer Laboralltag
Optimierung Maturarbeit!
Infos - Literatur
• Originalliteratur:
Nichols, B.A.D. und Cholewiak, L.B. (1991) in “Tested
studies for laboratory teaching” 12
(Goldman C.A. ed.) pp. 88-99
• Katalase:
http://www.worthingtonbiochem.com/manual/C/CTL.html
• Simulation Enzymkinetik
http://www.oup.co.uk/best.textbooks/chemistry/pchem7/liv
ing_graphs/P726C12.html
Dokumentendownload
http://www.gartenstrasse18.ch/webdocs/...
• Originalliteratur (pdf):
...EnzymkinetikKatalseoriginal.pdf
• Praktikumsvorschrift Kü (pdf):
...EnzymkinetikKatalsePraktikumsvorschrift.pdf
• Präsentation (pdf):
...EnzymkinetikKatalasePraesentation.pdf
Matthias Küng
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