가천대학교 생명과학과 생물학 및 실험 1 2017-1학기 생물학 및 실험 1 Exp 8. 효소반응.

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1 가천대학교 생명과학과 생물학 및 실험 1 2017-1학기 생물학 및 실험 1 Exp 8. 효소반응

2 실험 목적 생물학적 촉매인 효소(enzyme)에 대해 알아보고 여러 가지 요인들의 변화에 따른 효소 반응의 변화를 관찰하여 효소반응의 원리를 이해한다.

3 서론 효소 (Enzyme) 세포 내에서 일어나는 화학반응을 촉진하고 조절하는 생물학적 촉매
대부분의 효소는 효소 이름이 –ase로 끝나며 효소가 기질에 따른 이름을 갖는다. 예) 수크라아제 (sucrase): 설탕 (sucorse)을 포도당과 과당으로 가수분해 예) DNA polymerase, RNA polymerase: 중합효소

4 서론 촉매 (Catalyst) 화학적 평형상태를 바꾸지 않고 자신은 변하지 않으면서 활성화에너지 (activation energy)를 낮추어 반응 속도를 증가시키는 물질 활성화에너지 반응을 일으키기 위하여 필요한 최소한의 에너지

5 서론 효소반응의 기전 효소는 고유한 3차원 구조 (conformation)를 갖고 있으며 촉매반응에 직접 관여하는 활성부위 (active site)가 있다. 활성부위 (active site): 기질이 결합하는 효소의 특정 부분

6 서론 효소반응의 기전 기질 (Substrate): 효소가 작용하는 반응물활성부위
산물 (Product): 효소-기질 반응으로 생성되는 반응산물 효소 (E) + 기질 (S) → 효소 기질 복합체 (ES complex) → 효소 (E) + 산물 (P) S S P P S S S S E E E E

7 서론 효소반응의 기전 자물쇠-열쇠 모형 (Lock-and-key model): 효소는 특정 기질과만 반응 함
유도적용 모형 (Induced-fit model): 기질이 효소에 결합할 때 활성부위의 변화가 일어남 자물쇠-열쇠 모형 유도적응 모형

8 서론 효소활성의 통제 (Control) 온도와 pH 보조인자와 조효소 기질의 농도

9 서론 효소활성의 통제 (Control) 1. 온도와 pH: 대부분의 효소는 단백질로 이루어져 있으므로 온도와 pH에 민감하다.

10 서론 효소활성의 통제 (Control)

11 서론 효소활성의 통제 (Control) 2. 보조인자와 조효소: 효소의 활성에 필요한 이온 또는 작은 유기분자를 보조인자 (cofactor)와 조효소 (coenzyme)라 한다. 보조인자: 금속이온이 효소와 결합하여 효소의 구조를 변화시켜 기질과의 결합이 용이하게 함 (예: Ca2+, Mg2+, Zn2+ 등) 조효소: 효소의 작용을 도와주는 유기분자인 보조인자 (예: 비타민) 유기분자

12 서론 효소활성의 통제 (Control) 3. 기질의 농도: 고정된 효소농도에서 생성물의 형성률은 기질농도의 증가에 비례하지만 최대 반응률에 도달하면 증가하지 않는다.

13 서론 효소활성의 특징 효소는 대부분 단백질이다. 각 효소는 특정한 기질과만 특이적으로 반응한다.
효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응의 평형농도를 변화시킬 수는 없지만 반응물을 더 빨리 평형농도에 도달하게 한다. 효소는 자유에너지 변화에 영향을 주지 않는다. 효소는 반응 후에도 변하지 않고 계속 작용한다.

14 서론 카탈라아제 (Catalase) 대부분의 세포는 산소 (O2)를 이용하고 대사의 부산물로 과산화수소 (H2O2)를 생성하게 된다. 과산화수소는 강력한 산화제로 작용하여 세포를 공격하고, 세포는 보호작용으로 카탈라아제를 사용하여 과산화수소를 물과 산소로 분해시켜 세포가 손상되는 것을 방지한다. catalase 2 H2O H2O + O2

15 재료 및 방법 실험 재료 과산화수소 (H2O2), 증류수 사과, 닭 가슴살, 삶은 닭가슴살, 감자, 삶은 감자, 란셋
자, 파이펫, 팁, 면도칼, 15ml conical tube, tube rack, 유리막대

16 재료 및 방법 실험 방법 사과, 닭가슴살, 삶은 닭가슴살, 감자, 삶은 감자를 같은 크기로 잘라 0.5cm3의 큐브로 만든다.
Conical tube에 각 조직을 D.W 1ml와 함께 넣어 유리막대를 이용하여 분쇄한다. 란셋을 이용하여 혈액 20ul와 D.W 1ml를 함께 넣어 혈액을 희석시킨다. 준비된 각 sample의 높이를 모서리부분부터 측정한다. 각 sample에 3% H2O2 1ml을 동시에 첨가하고 1분간 반응시킨다. 거품이 형성된 거품층의 두깨를 mm단위로 측정한다.

17 결과 각 sample에 생성된 거품층의 두께 측정 결과사진 첨부 표를 통해 정리 과산화수소 반응 전 높이 반응 후 높이
거품 층 두께 카탈라아제 함유 정도 사과 생 닭 가슴살 삶은 닭 가슴살 생 감자 삶은 감자 혈액

18 고찰 실험 결과를 토대로 각 시료의 카탈라아제 함유 정도를 거품층의 두께와 연관 지어 설명하시오.
닭가슴살-삶은 닭 가슴살 또는 감자-삶은 감자의 카탈라아제 반응의 차이에 관하여 “변성 (denaturalization)”이란 단어와 연관 지어 설명하시오.

19 다음 실험 관련 공지 크로마토그래피를 이용한 색소 분리 1. 단풍잎을 찾아라! (힌트: 가천관 언덕-그라찌에가는 길) - 다음 실험 준비물: 잎의 크기를 고려하여 넉넉히 5장 이상(조별)

20 오늘은 뒷정리 꼼꼼히!!!!!!^^