Sa ne jucam cu enzime

Enzimele au rolul de catalizatori. In prezenta lor anumite molecule interactioneaza, suferind unele transformari chimice.

Experimentul pe care vi-l propunem va va introduce in fascinanta lume a biologiei. Va propunem sa determinati afinitatea enzimei la un anumit substrat. Prin substrat vom intelege substanta care reactioneaza si prin produse de reactie vom intelege substantele rezultate. Pentru a interactiona cu substratul, o enzima trebuie mai intai sa se fixeze de acesta, prin intermediul unei zone (numita zona activa) care are o geometrie completara cu cea a moleculei substratului. Aceasta molecula complexa (enzima-substrat) favorizeaza reactiile chimice. Dupa descompunerea moleculei substrat, enzima, care nu a suferit nici un fel de trasformare chimica, este eliberata, procesul reluandu-se. Actiunea enzimelor poate fi masurata cu ajutorul anumitor parametri fizici. Viteza cu care enzimele se fixeaza de substrat si cu care sunt eliberate caracterizeaza eficacitatea acestora. Daca am compara cresterea vitezei transformarilor chimice in prezenta enzimelor vom constata ca aceasta creste de foarte multe ori (cu un coeficient care, uneori, poate atinge valori de ordinul miliardelor). Pentru a studia eficacitatea lor se realizeaza un extract enzimat cat mai pur, dupa care acesta este pus sa actioneze in vitro asupra anumitor compusi chimici pentru a se masura viteza de reactie. Aceste rezultate ii ajuta pe biologi sa inteleaga modul de actiune a acestor substante miraculoase.

Noi vom studia viteza de reactie a catalizei, o enzima care asigura descompunerea apei oxigenate in apa si oxigen:

2H2O2+cataliza=2H2O+O2

Rolul ei este de a proteja organismul, celulele vii, de compusii toxici produsi in timpul reactiilor de oxidare. Pentru experimentul pe care vi-l propunem aveti nevoie de apa oxigenata 10%, hartie de filtru, ficat proaspat, vata, un mixer electric, cateva borcane si un cronometru.

Principiul metodei este simplu. Cataliza, cu care am impregnat cateva patratele de hartie de filtru, va reactiona cu apa oxigenata rezultand mici bule de oxigen ce vor antrena la suprafata bucatelele de hartie.

Luati o bucata de ficat de aproximativ 25 g si maruntiti-o, impreuna cu 250 g de apa, cu ajutorul mixer electric (1). Solutia astfel obtinuta treceti-o printr-un filtru de cafea. Mai efectuati o filtrare suplimentara, trcand solutia printr-o palnie in care ati pus vata (2). Astfel ati obtinut un extract enzimatic (nu este de calitatea celor din laboratorele specializate, dar pentru scopul nostru este foarte bun). Decupati patratele de 1x1 cm, dintr-un filtru de cafea si introduceti-le in solutia obtinuta mai sus (3). Dupa un minut scoateti-le din borcan si plasati-le pe o bucata de sugativa pentru uscare (4). In acest timp pregatiti solutii diluate de apa oxigenata. Mai inta luati 100 ml de apa oxigenata si amestecati-le cu 500 ml de apa distilata. Intr-un borcan curat puneti 100 ml din solutia de mai sus. In al doilea puneti 90 ml, in al treilea 80 si asa mai departe. Completati toate borcanele pana la 100 ml, cu apa distilata (5). Dupa ce ati pregatit aceste solutii, probabil, patratelele de hartie de filtru s-au uscat si puteti trece la masuratori. Puneti in primul borcan un patratel de hartie de filtru si conometrati timpul in care acesta s-a ridicat la suprafata (6). Repetati operatia cu celelalte borcane si trasati un grafic cu coordonatele 1/ti. Impartiti aceasta valoare la 2 si veti obtine viteza medie (Vmed) care caracterizeaza afinitatea enzimei pentru substrat (in cazul nostru, apa oxigenata). Cu cat aceatsa valoare este mai mare, cu atat enzima este mai eficace. Cristian Roman