ΔΡΑΣΗ ΕΝΖΥΜΩΝ – ΜΕΤΟΥΣΙΩΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4

ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Να γνωρίσουμε μια κατηγορία πρωτεϊνών, τα ένζυμα, καθώς και τη δράση τους. Να ανακαλύψουμε τους παράγοντες που επηρεάζουν την δράση τους. Να ανακαλύψουμε τον βιολογικό τους ρόλο.

Πρωτεΐνες Οι πρωτεΐνες είναι μακρομοριακές οργανικές ενώσεις (πολυμερή). Οικοδομούνται από ένα σύνολο αμινοξέων (μονομερή).

Αμινοξέα H H O Η Ν C C OH R1 Υπάρχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα που συμμετέχουν στον σχηματισμό των πρωτεϊνών

Σχηματισμός πρωτεΐνης Οι πρωτεΐνες σχηματίζονται στα ριβοσώματα του κυττάρου. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους, με ομοιοπολικούς δεσμούς, με μια αντίδραση συμπύκνωσης δημιουργώντας ένα πεπτίδιο.

Σχηματισμός πεπτιδίου Με τον ίδιο τρόπο συνδέονται και άλλα αμινοξέα δημιουργώντας μια πολυπεπτιδική αλυσίδα

Η αλληλουχία των αμινοξέων στο πεπτίδιο, καθορίζεται από τα νουκλεΐκά οξέα (DNA & RNA).

Το πεπτίδιο που σχηματίστηκε διαμορφώνεται , με αναδίπλωση της πεπτιδικής αλυσίδας στο χώρο και ανάπτυξη δεσμών ανάμεσα στις πλευρικές ομάδες.

Έτσι από την πρωτοταγή δομή που ήταν η πολυπεπτιδική αλυσίδα, φτάνουμε στην τριτοταγή δομή και πιθανόν στην τεταρτοταγή- αν υπάρχουν πάνω από μία αλυσίδες- που αποτελεί το τελικό στάδιο διαμόρφωσης της πρωτεΐνης.

Ένζυμα Μια κατηγορία λειτουργικών πρωτεϊνών είναι τα ένζυμα. Tα ένζυμα δρουν σαν καταλύτες στις χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στον μεταβολισμό των οργανισμών.

καταλάση Ένα τέτοιο ένζυμο είναι η καταλάση που περιέχεται σε μια κατηγορία από μεμβρανώδη οργανίδια του κυττάρου, γνωστά σαν υπεροξειδιοσώματα.

υπεροξειδιοσώματα Στα θηλαστικά, τα υπεροξειδιοσώματα βρίσκονται κυρίως στα κύτταρα του ήπατος και των νεφρών και περιέχουν οξειδωτικά ένζυμα, που βοηθούν διάφορες μεταβολικές δραστηριότητες.

Δράση της καταλάσης Σε δοκιμαστικό σωλήνα προσθέστε : Πυκνό διάλυμα H2O2 30% Ρίξτε ένα μικρό κομμάτι από συκώτι

Τι παρατηρούμε Η καταλάση που περιέχεται στα υπεροξειδιοσώματα των κυττάρων του ήπατος επιταχύνει την αντίδραση διάσπασης του υπεροξειδίου του υδρογόνου : Η2Ο2  Η2Ο + 1/2Ο2

Η μετατροπή αυτή είναι αναγκαία για την ζωή του κυττάρου, γιατί το υπεροξείδιο του υδρογόνου που παράγεται κατά τις αντιδράσεις μεταβολισμού είναι ιδιαίτερα τοξικό. Μια άλλη δραστηριότητα των υπεροξειδιοσωμάτων των ηπατικών και νεφρικών κυττάρων (με άλλα ένζυμα) είναι η οξείδωση της αιθανόλης (οινόπνευμα )σε ακεταλεδεΰδη.

Παράγοντες που επιδρούν στη δράση των ενζύμων Ζεστάνετε ένα μικρό κομμάτι συκώτι και ρίξτε το σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα Η2Ο2 30%.

Αφήστε ένα μικρό κομμάτι συκώτι σε δοχείο με διάλυμα HCl για λίγη ώρα και μετά ρίξτε το σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα Η2Ο2 30%.

Εξήγηση Οι πρωτεΐνες (στις οποίες ανήκουν τα ένζυμα) με επίδραση υψηλής θερμοκρασίας ή ακραίων τιμών PH (πχ επίδραση οξέος) καταστρέφουν την τριτοταγή δομή τους (μετουσίωση πρωτεϊνών) και χάνουν την λειτουργικότητα τους.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις: Που οφείλεται η παραγωγή των φυσαλίδων κατά την προσθήκη του συκωτιού στο διάλυμα Η2Ο2; Γιατί δεν παρατηρείται η ίδια παραγωγή όταν το κομμάτι συκώτι θερμάνθηκε ή προστέθηκε στο οξύ;

Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την καταλάση για άλλη αντίδραση; Γιατί όταν ρίχνουμε οξυζενέ (διάλυμα Η2Ο2 σε μια πληγή, αφρίζει; Τι επιτυγχάνουμε με αυτό;

Ποιος είναι τελικά ο βιολογικός ρόλος των ενζύμων; Τι σημαίνει μετουσίωση πρωτεϊνών και πως επιτυγχάνεται; Ποιος ο ρόλος των υπεροξειδιοσωμάτων, στη ζωή των κυττάρων;

Το ένζυμο καταλάση βρίσκεται και σε ορισμένα φυτικά κύτταρα όπως αυτά της πιπεριάς και της πατάτας.