8.1 Enzymet katalase

Alt i 1811 ble det oppdaget at katalase var et stoff som virket på hydrogenperoksid. Enzymet ble første gang krystallisert og molekylmassen bestemt i slutten av 1930-årene. Rekkefølgen av aminosyrene i proteinet ble bestemt i 1969 og 3D-strukturen i 1981.

Enzymet katalase finnes i alle dyr og planter. Det katalyserer nedbrytningen av hydrogenperoksid som dannes i cellene. Reaksjonen er:

 

2H2O2 → 2H2O + O2
 
I denne aktiviteten bruker vi potet som kilde til katalase. Vi skal studere hvordan reaksjonsfarten for den enzymkatalyserte reaksjonen blir påvirket av ulike faktorer.
 
 
Problemstillinger
Hva skjer med enzymet katalase ved høy temperatur, ved store pH-endringer og ved tilsetning av bly(II)?
Hvordan er reaksjonsfarten avhengig av konsentrasjonen av substratet (H2O2)?
 
UTSTYR
Fellesutstyr
·         3 % H2O2, hydrogenperoksidløsning
·         10 % H2O2
·         2 M NaOH*
·         1 M HCl*
·         0,1 M Pb(NO3)2*
 
Utstyr for hver elev
·         rå potet, kokt potet
·         8 vanlige reagensglass i stativ
·         dråpetellere
·         kniv
·         tørkepapir
 
*Oppskriftene står på side 195.
 
SIKKERHET
·         bruk briller
 
 
Fremgangsmåte og observasjoner
 
1) Skjær ut syv like store terninger av den rå poteten og én tilsvarende bit av den kokte poteten. Terningene må være så små at de lett går ned i reagensglassene.
2) Fyll 2 mL 3 % H2O2 i to reagensglass. Legg en rå potetbit i den ene reagensglasset og den kokte biten i det andre. Legg merke til omtrent hvor lang tid det tar før det dannes ca. 5 cm skum i reagensglasset med rå potet. Det bør ikke ta mer enn ca. 5 minutter. Hvis reaksjonen går for sakte, bør du gjøre forsøket om igjen med en mer konsentrert H2O2-løsning som du så bruker videre i punktene 3–4.
3) Sett seks rene reagensglass i stativet og nummerer dem fra 1 til 6. Lag forskjellige løsninger slik det fremgår av tabellen.
 

 

Reagensglass nr.
1
2
3
4
5
6
Hydrogenperoksid
2 mL
1 mL
0,5 mL
1 mL
1 mL
1 mL
Vann
-
1 mL
1,5 mL
 
 
 
Saltsyre
 
 
 
1 mL
 
 
Natronlut
 
 
 
 
1 mL
 
Pb2+(aq)
 
 
 
 
 
1 mL
Målt skum i cm 
 
 
 
 
 
 

 

 
4) Slipp en rå potetbit i hvert av de seks reagensglassene. La det gå så lang tid at det dannes minst 5 cm skum i glass nr. 1, og mål da hvor mye skum det er dannet i de andre glassene. Noter målingene i tabellen.
 
 
Resultater og spørsmål
a) Lag en oversiktlig rapport fra de undersøkelsene du har gjennomført og svar på spørsmålene i problemstillingene.
 
Anvendelser og sammenhenger
b) Hva kaller vi et stoff som virker slik bly(II) gjør i denne aktiviteten? Hvor i enzymet gjør bly(II) sin virkning?