2、该PH都会降低酶的活性;氯化钠使酶的活性增强,是酶活性的激活剂;硫酸铜使酶的活性有所降低是酶活性的抑制剂。引言:淀粉是植物最主要的储藏多糖,也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。淀粉经淀粉酶水解后生成葡萄糖、麦芽糖等小分子物质而被机体利用。淀粉酶主要包括-淀粉酶和-淀粉酶。其中-淀粉酶是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。目前,-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。本实验以小麦为实验材料,对小麦淀粉酶活性和酶学性质作了研究:淀粉酶活力的测定:1.1、实验目的植物中的淀粉酶能将贮藏的淀粉水解成麦芽糖。淀粉酶几乎存在于所有植物中,其中
3、以禾谷类种子的淀粉酶活性最强。植物中有淀粉酶和淀粉酶,其活性因植物的生长发育时期不同而有所变化。通过本实验掌握淀粉酶的提取和测定方法。1.2、原理淀粉酶和淀粉酶,各有其一定的特性,如淀粉酶不耐热,在高温下易钝化,而淀粉酶不耐酸,在pH3.6以下则发生钝化。通常提取液中同时有两种淀粉酶存在,测定时,可根据它们的特性分别加以处理,钝化其中之一,即可测出另一酶的活性。将提取液加热到70维持15min以钝化淀粉酶,便可测定淀粉酶的活性。或者将提取液用pH3.6之醋酸在0加以处理,钝化淀粉酶,以求出淀粉酶的活性。淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖,可用3,5二硝基水杨酸试剂测定。由于麦芽糖能将后者还原生成3
5、基水杨酸溶液:精确称取3,5二硝基水杨酸1g溶于20mL2mol/L氢氧化钠中,加入50mL蒸馏水,再加入30g酒石酸钾钠,待溶解后,用蒸馏水稀释至100mL,盖紧瓶塞,勿使二氧化碳进入。4.麦芽糖标准液:称取麦芽糖0.100g溶于少量蒸馏水中,仔细移入100mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。1.3.3实验仪器设备小台秤,研钵,容量瓶100mL,具塞刻度试管,试管,刻度吸管lmL2mL10mL,离心机,恒温水浴,分光光度计,具塞刻度管1.4、实验步骤1.4.1酶液的提取称取1.0g萌发的小麦种子,置研钵中加2mL蒸馏水和少量石英砂,研磨成匀浆后转入离心
6、管中,用7mL蒸馏水分次将残渣洗入离心管,提取液在室温下放置提取1520min,每隔数分钟搅动1次使其充分提取。然后在3000r/min转速下离心10min,将上清液倒入50mL容量瓶中加蒸馏水定容至刻度,摇匀,即为淀粉酶原液。吸取上速淀粉酶原液5mL,放入50mL容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度摇匀,即为淀粉酶稀释液。1.4.2麦芽糖标准曲线制作取6支干净的具塞刻度试管,编号,按下表加入试剂:表制作麦芽糖标准曲线配方表管号123456麦芽糖标准液/ml00.40.81.21.62.0蒸馏水/ml2.01.61.20.80.40麦芽糖含量/mg00.40.81.21.62.03,5-二硝基
7、水杨酸/ml2.02.02.02.02.02.0摇匀,置于沸水浴中煮沸5min。取出后流水冷却,加蒸馏水定容至20mL。以1号管作为空白调零点,在540nm波长下比色测定。以麦芽糖含量为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线。实验数据记录:麦芽糖含量00.40.81.21.62光密度值00.0720.1190.1590.2170.278根据以上数据,以麦芽糖含量为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线,并显示趋势线方程及R。要求R0.99.如图可知R=0.99390.99所以结果有效,绘制的图形符合要求。1.4.3酶活力的测定取6支干净的具塞刻度试管,编号,按下表进行操作。表酶活力的
8、测定配方表操作项目-淀粉酶活力测定总酶活力测定=1*ROMANI-1=1*ROMANI-2=1*Arabic1-3=1*ROMANI-4=2*ROMANII-1=2*ROMANII-2=2*ROMANII-3=2*ROMANII-4淀粉酶原液/ml1.01.01.01.00000钝化-淀粉酶置70水浴15min,冷却淀粉酶稀释液/ml00001.01.01.01.0预保温将各试管和淀粉溶液置于40恒温水浴中保温10minPH5.6缓冲液/ml1.01.01.01.01.
9、01.01.01.00.4mol/LNaOH4.00004.00001%淀粉溶液/ml2.02.02.02.02.02.02.02.0保温在40恒温水浴中准确保温5min0.4mol/LNaOH04.04.04.004.04.04.0摇匀,置于水浴中煮沸5min,取出后流水冷却,加蒸馏水定容至20mL。摇匀,在540nm波长下比色,记录光密度值,从麦芽糖标准曲线中查出麦芽糖含量,用以表示酶活性。1.5结果计算(+)淀粉酶共同水解淀粉所计录的结果如下:=2*ROMANII-1=2*ROMANII-2=2*R
10、OMANII-3=2*ROMANII-40.0170.1930.1750.194由记录的结果查表得B=1.3468B=0.0706(+)淀粉酶活性【麦芽糖质量(mg)/鲜重(g)*5min】=(1.3468-0.0706)*8*25*50/(2.00*2)=3190.51.6实验讨论1.活力测定实验的总体设计思路是什么?实验设计的关键你认为是什么?为什么?答:本实验的总体设计思路是在最适pH、温度等条件下测定-及-淀粉酶的作用产物麦芽糖的生成速度来表征酶的催化能力。首先应注意材料萌发种子的提取液中本身就会含有麦芽糖,这部分麦芽糖需用“对照管”来精确排除所有非指定测定
12、测定如调节pH至5.6,-淀粉酶将会复性,不调节pH值,-淀粉酶的测定又缺乏严谨性,所以虽然理论上可行,但实际中操作性很差;这种设计思路说明了理论上的可行性与实际中的可操作性之前是需要权衡的,只有可操作性强,所得实验结果可信度才越高。4.我们所测定得到的总酶活力减去所测定得到的-淀粉酶活力是否就等于-淀粉酶活力?为什么?你的结论说明什么?答:不等于,-及-淀粉酶的作用位点不用,活力不是简单的加和,在生命活动中,-和-淀粉酶会产生酶的协同作用,协同作用所产生的活力,远远大于二者单独作用的活5.-淀粉酶活性测定时70水浴为何要严格保温15分钟?保温后为何要立即于冰浴中骤冷?答:-淀粉酶的耐热程度同
14、4溶液(0.3)碘液CuSO4(0.3)淀粉溶液(1.0)2.4实验步骤2.4.1淀粉酶液的提取称取2g萌发3d的小麦种子(芽长约1cm),置于研钵中,加少量石英砂和2ml蒸馏水,研磨匀浆。将匀浆倒入刻度试管中,定容至25ml.提取液在室温下放置提取15-20min,每隔数分钟搅动一次,使其充分提取。然后在4000r/min转速下离心,将上清液倒入一个干净的试管中,即为淀粉酶液。2.2温度对淀粉酶活性的影响为了探究酶的最适温度,本实验在pH为5.6时,设置了四个温度:4、常温(约20)、40、90四个温度进行探究。具体操作及加的各试剂的剂量如下表:编号项目AaBbCcDdEe缓冲液
15、(PH5.6)1-1-1-1-1-淀粉酶溶液/ml2.5-2.5-2.5-2.5-2.5-淀粉酶提取液/ml-1-1-1-1-1预保温/10min4室温40沸水浴沸水浴混合A倒入aB倒入bC倒入cD倒入dE倒入e酶促反应(10min)4室温40沸水浴沸水浴碘液各3滴(冷却至室温)低温时,酶的活性低,但不失活,随着温度升高,酶的活性逐渐升高,达到一定温度后,酶的活性有逐渐降低。最后用碘检验酶活性时,得到如下结果:(由左到右依次是酶在4、常温、40,沸水浴条件下碘显色)颜色分别为:紫色、浅红铜色、基本无色、深蓝色。4时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色较深,呈紫色,说明此刻蛋白质被催化反应的量较少,此温
16、度下酶活性不高室温时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色较浅,呈浅红铜色,说明室温下蛋白质被催化而反应的量很多,酶的活性较高40时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色很浅,几乎无色,说明该温度下蛋白质几乎全部被催化反应,酶的活性很高沸水温度,酶反应混合物遇碘呈现的颜色很深,呈深蓝色,说明该温度下蛋白质几乎没有被催化反应,酶的活性很低2.3pH对淀粉酶活性的影响pH也是影响酶活性的主要因素之一。淀粉酶在40时,分别设置pH为3.6、5.6、8.0。具体的操作步骤如下表所示:编号项目IIIIII缓冲液/mL2(PH3.0)2(PH5.6)2(PH8.0)淀粉溶液/mL各2.5淀粉酶提取液/mL各1酶促反应摇
17、匀,40水浴10min碘液各3滴实验结果如下:(由左到右是PH为3.6、5.6、8.0时酶作用的碘显色)颜色分别为:铜红色、浅黄色、深蓝紫色。PH3.6时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色很浅,呈铜红色,说明室温下蛋白质被催化而反应的量很多,酶的活性较高PH5.6时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色很浅,呈浅黄色,说明该温度下蛋白质几乎全部被催化反应,酶的活性很高PH8.0时,酶反应混合物遇碘呈现的颜色较深,呈深蓝紫色,说明此刻蛋白质被催化反应的量较少,此温度下酶活性不高2.4激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响有的试剂对能够加速酶的催化作用,而月有的却相反。本实验分别以NaCl、CuSO4研究试剂对淀粉酶活
18、性的影响。编号项目1234缓冲液PH5.6/ml各2NaCl/ml1-GuSO4/ml-1-Na2SO4/ml-1-淀粉溶液/ml各2.5淀粉酶提取液/ml各1酶促反应(10min)摇匀,40水浴10min碘液各3滴实验结果如下:(由左到右分别是加NaCl、CuSO4、H2O后酶产物的碘显色)颜色分别为:无色、浅蓝色、浅黄色。加入氯化钠,酶反应混合物遇碘呈现颜色,呈无色,说明加入氯化钠对酶活性起到一定的促进作用加入硫酸铜,酶反应混合物遇碘呈现浅蓝色,说明有蛋白质残余,加入硫酸铜对酶活性起到一定的抑制作用加入等量的水做空白组,酶反应混合物遇碘呈现淡黄色,说明仍有少量蛋白质残余,对比更显出氯化
19、钠的激活剂作用,硫酸铜的抑制剂作用实验结论与分析实验中,学习和掌握了测定淀粉酶活力的原理和性质,并且了解了酶活性主要的几个影响因素。淀粉总酶活力为3190.5(mg/g.min)。酶的催化活性受温度的影响很大。在本实验中温度为40时,表现最好,基本都将淀粉水解了。因此,确定酶的最适温度为40。但实际上,用此法确定酶的最适温度不够精确。淀粉酶其本质是蛋白质,淀粉酶受温度影响,在低温时反应较慢,随着温度的升高,酶的活性也随之加快,当达到最是温度时,酶反应速度达到最快,以后又随着温度升高而逐渐减慢,以至完全停止。这是两个不同的过程。在低温时,酶的活性虽然低,但是酶依然有活性,是可逆过程。当经高
21、和抑制剂都不能改变淀粉酶的性质。抑制剂多与酶的活性中心、外必须基团结合,从而引起抑制作用。而除去抑制剂时酶的活性又能够还原。抑制剂有多种,包括许多金属离子化合物(Ca、Hg、Ag等)和EDTA。在-淀粉酶中至少包含一个Ca,Ca使酶分子保持适当的构象,从而维持其最大的活性和稳定性。Ca对-淀粉酶的亲和能力比其它离子强,其结合钙的数量1到10之间。结晶高峰淀粉酶A(TAA)包含10个Ca,但只有一个结合很牢固。通常况下结合一个Ca就足以使-淀粉酶很稳定。用EDTA透析或者用电渗析可以将Ca从淀粉酶中除去,加入Ca可以激活钙游离酶。用Sr2+和Mg2+代替TAA中的Ca,在Sr和Mg过量的情况下也能使其结晶。另外,激活剂能够参与酶活性中心构成或与酶及底物结合或生成复合物而引起促进