background image

 

 

 

Enzymy proteolityczne  

 

Ćwiczenie 8 

Oznaczanie szybkości reakcji 

trawienia żelatyny przez trypsynę  

 

 

 

 

 

 

     

                                          

       

 

 
 

 

Biochemia 

 

 

Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa 

 

Centrum Bioimmobilizacji  

i Innowacyjnych Materiałów 

Opakowaniowych 

 

ul. Klemensa Janickiego 35 

71-270 Szczecin 

 

background image

 

Enzymy proteolityczne 

 

 

Enzymy  proteolityczne  katalizują  reakcje  rozpadu  wiązań  peptydowych  z  udziałem  wody. 

Międzynarodowa Unia Enzymatyczna zalicza je do klasy hydrolaz. Peptydazy nie wykazują 

najczęściej  ścisłej  specyficzności  w  stosunku  do  rozkładanego  substratu,  natomiast 

charakteryzują się wybiórczością w stosunku do położenia rozkładanego wiązania wewnątrz 

łańcucha polipeptydowego (endopeptydazy) i na jego skraju (egzopeptydazy).  

Endopeptydazy,  są  enzymami,  które  hydrolizują  wiązania  peptydowe  znajdujące  się 

wewnątrz  cząsteczki  białka  czy  peptydu  rozkładając  go  na  mniejsze  fragmenty  i  należą  do 

nich  pepsyna,  trypsyna,  chymotrypsyna.  Do  endopeptydaz  roślinnych  zaliczane  są  m.in. 

papaina, bromelanina, aktynidyna czy ficyna.  

Egzopeptydazy są enzymami, które hydrolizują wiązania peptydowe znajdujące się na C- lub 

N-końcu  białka,  odszczepiające  pojedyncze  aminokwasy.  Karboksypeptydazy  są  enzymami 

odszczepiającymi  aminokwas  na  C  końcu  peptydu  (wykazują  specyficzność  w  stosunku  do 

sąsiedniego wolnego ładunku ujemnego grupy karboksylowej), natomiast aminopeptydazy są 

enzymami  odszczepiającymi  aminokwas  na  N  końcu  peptydu  (wykazują  specyficzność  

w stosunku do sąsiedniego wolnego ładunku dodatniego grupy aminowej).   

Znana  jest  także  wybiórczość  niektórych  enzymów  w  stosunku  do  budowy  reszt 

aminokwasów  tworzących  rozkładane  wiązanie  peptydowe.  Preparaty  enzymów 

proteolitycznych  pozakomórkowych  i  wewnątrzkomórkowych  są  z  reguły  mieszaninami 

enzymów  o  różnej  specyficzności  i  dzięki  temu  białka  rozkładają  się  z  ich  udziałem  do 

wolnych aminokwasów.  

Szybkość  hydrolizy  poszczególnych  białek  nie  jest  jednakowa  i  zależy  od  liczby  i  układu 

wiązań  innych  niż  peptydowe,  które  mogą  utrudniać  dostęp  peptydaz,  a  także  od  zwartości 

cząsteczek  białkowych.  Dlatego  białka  zdenaturowane,  a  więc  o  częściowo  rozerwanych 

wiązaniach niepeptydowych, głównie disulfidowych i wodorowych, są trawione łatwiej.  

Budowa  centrum  katalitycznego.  Wśród  enzymów  proteolitycznych  występuje  kilka  grup  

o zróżnicowanej budowie centrum katalitycznego, a więc i mechanizmie działania, i na tym 

polega inny rodzaj ich klasyfikacji; wyróżnia się:  

-  proteazy  karboksylowe  (proteazy  kwasowe,  aspartylowe)  zawierające  w  centrum 

aktywnym  2  grupy  karboksylowe,  zarówno  w  charakterze  grupy  nukleofilowej,  jak  i  dawcy 

protonu;  działają  one  z  reguły  w  środowisku  o  małym  pH  np.  pepsyna,  podpuszczka, 

katepsyna IV, niektóre enzymy wewnątrzkomórkowe zwierzęce oraz grzybowe, 

background image

 

- proteazy serynowe – zawierają w centrum aktywnym serynę (często zestryfikowaną przez 

fosforan)  oraz  histydynę,  jako  dawcę  ładunku  dodatniego;  hamowane  przez 

diizopropylofluorofosforan  (DIFP)  np.  trypsyna,  chymotrypsyna,  elastaza,  trombina  (enzym 

układu krzepnięcia krwi), 

-  proteazy  cysteinowe  (zwane  inaczej  tiolowymi  lub  sulfhydrylowymi)  –  zawierające  

w centrum aktywnym grupę tiolową cysteiny (-SH) w bezpośrednim sąsiedztwie pierścienia 

imidazolowego  His  np.  katepsyna  II,  enzymy  roślinne:  papaina,  bromelaina,  ficyna  

i aktynidyna oraz niektóre proteinazy bakteryjne (klostripaina), 

Endoproteinazy  cysteinowe  mają  szczególne  znaczenie  w  metabolizmie,  np.  wywołanej 

stresem aktywacji białek (niska lub wysoka temperatura, deficyt  wody, zasolenie). Również 

istotne  znaczenie  mają  w  inicjowaniu  kiełkowania  nasion,  ze  względu  na  zdolność 

redukcyjnego, wstępnego degradowania białek zapasowych.  

-  metaloproteazy  –  których aktywność zależna jest  od obecności określonych jonów metali 

(cynku,  wapnia  czy  manganu)  np.  karboksypeptydaza  A  i  B,  bakteryjna  termolizyna  czy 

kolagenaza. 

 

Jak  każde  białko,  peptydazy  produkowane  są  w  komórkach,  ale  jedne  z  nich  działają 

wewnątrz  komórki,  natomiast  inne  wykazują  aktywność  enzymatyczną  poza  komórką  

i dlatego proteazy dzieli się również na: 

l) enzymy pozakomórkowe (zewnątrzkomórkowe),  

2) enzymy wewnątrzkomórkowe.  

Enzymy  pozakomórkowe  są  to  enzymy,  które  występują  we  krwi  i  innych  płynach 

pozakomórkowych  pełniąc  tam  różnorodne  funkcje  np.  biorą  udział  w  krzepnięciu  krwi, 

fibrynolizie,  aktywacji  czynników  dopełniających.  Proteazami  tego  typu  są  także  enzymy 

układu  pokarmowego  (enzymy  trawienne);  do  grupy  tej  należą  głównie  typowe 

endopeptydazy:  

- enzymy soku żołądkowego - pepsyna i podpuszczka,  

- enzymy soku trzustkowego - trypsyna, chymotrypsyna, karboksypeptydaza i elastaza.  

Pepsyna jest wydzielana do soku żołądkowego z gruczołów błony śluzowej jako pepsynogen, 

który jest formą nieaktywną, czyli proenzymem. Pepsynogen posiada odcinek prekursorowy 

złożony  z  44  reszt  aminokwasowych  (o  masie  cząsteczkowej  ok.  5  kDa)  usuwanych 

proteolitycznie  podczas  tworzenia  pepsyny.  Proces  ten,  jednoznaczny  z  aktywacją 

pepsynogenu  zachodzi  spontanicznie,  poniżej  pH  5.  W  cząsteczce  pepsynogenu  miejsce 

background image

 

aktywne  jest  całkowicie  uformowane,  jednakże  w  pH  neutralnym  dostęp  do  niego  jest 

zablokowany  przez  reszty  aminokwasowe  należące  do  odcinka  prekursorowego.  Aktywny 

enzym ma masę cząsteczkową 34,5 kDa i optymalne pH działania między 1,6 i 2

,

0 (zależnie 

od typu substratu), a przy pH 6 ulega denaturacji. Pepsyna w miejscu aktywnym zawiera dwie 

reszty  asparaginianu;  jedną  w  postaci  niezjonizowanej  (COOH),  drugą  w  postaci 

zjonizowanej (COO

-

). Pepsyna 

jako endopeptydaza - rozkłada większość białek i peptydów 

do oligopeptydów; ma ponadto właściwość ścinania mleka.  

Podpus

z

c

z

ka  (chymozyna,  rennina)  jest  wytwarzana  w  żołądku  młodych  ssaków  i  ma 

właściwość  ścinania  mleka,  a  przez  to  dłuższego  zatrzymywania  tego  pokarmu  w  żołądku. 

Substratem  dla  niej  jest  kazeina,  która  ulega  denaturacji  i  częściowej  hydrolizie  do 

parakazeiny,  a  ta  w  obecności  jonów  Ca

2

+

 

tworzy  nierozpuszczalny  skrzep  parakazeinianu 

wapnia.  

Działanie  tego  enzymu  ma  podstawowe  znaczenie  przy  odżywianiu  młodych  ssaków,  które 

po przejściu na odżywianie inne niż mleko, nie potrzebują już tego enzymu. Jest on natomiast 

stosowany do otrzymywania skrzepu podpuszczkowego w serowarstwie. Taki skrzep różni się 

od kwasowego, uzyskiwanego przy ukwaszaniu mlek

a

, ponieważ zawiera znaczną ilość łatwo 

przyswajanego  Ca

2

+

Podpuszczka  jest  wytwarzana  w  śluzówce  żołądka  w  postaci 

nieaktywnego  proenzymu  (

prochymozyny)

,  który  ulega  aktywacji,  podobnie  jak  pepsyna, 

przy udziale wyższego stężenia jonów wodorowych.  

Trypsyna, chymotrypsyna, karboksypeptydaza  i  elastaza  są wydzielane w soku trzustkowym 

do  jelita  cienkiego.  Należą  one  do  endopeptydaz  i  są  wydzielane  z  gruczołu  trzustkowego  

w  postaci  proenzymów,  np.  jako  trypsynogen  i  chymotrypsynogen.  Proenzymy  te  zawierają  

w  stosunku  do  enzymów  aktywnych,  dodatkowy  peptyd(y),  maskujący  ich  centra  aktywne. 

Aktywacja  odbywa  się  przez  odmaskowanie  (ograniczoną  proteolizę),  czyli  odłączenie 

przeszkadzającego  peptydu  (ów);  u  trypsyny  przy  udziale  towarzyszącej  enteropeptydazy, 

występującej  w  soku  jelitowym,  lub  samej  trypsyny  (autoaktywacja),  a  u  chymotrypsyny  i 

pozostałych  przy  udziale  trypsyny.  Mechanizm  aktywacji  trypsynogenu  do  trypsyny  przed-

stawiono na rys. 1

.  

background image

 

 

Rys. 

1. 

Mec

h

a

ni

zm 

aktywa

c

j

trypsynoge

n

wydzie

l

o

n

ego 

do 

dw

un

ast

n

icy;  

n

i

e

uk

szta

ł

towane  ce

ntrum 

kata

l

ityczne  enzym

u, 

2  -  gotowe  cen

tru

m,  3  -  od

ł

ączo

n

heksapeptyd  
 

Produktami  rozkładu  przy  udziale  enzymów  soku  trzustkowego  są  krótkie  peptydy  oraz,  ze 

względu  na  obecność  karboksypeptydazy,  wolne  aminokwasy.  Optimum  pH  działania 

trypsyny i chymotrypsyny wynosi ok. 7-9.  

Obecna  również  w  soku  trzustkowym  elastaza  jest  enzymem  bardzo  specyficznym  i  ma 

zdolność degradacji elastyny - drugiego obok kolagenu składnika tkanki łącznej.  

 

Wewnątrzkomórkowymi  protezami  są  zwierzęce  katepsyny  (umiejscowione  głównie  

w lizosomach). 

Katepsyny w szczególnie dużych ilościach występują w lizosomach komórek 

nerek, śledziony i tkanek nowotworowych, a także tkanki mięśniowej

Enzymy te biorą udział 

w katabolizmie białek komórki i największą aktywność proteolityczną przejawiają w pH 4-5. 

Wyróżniamy kilka rodzajów katepsyn – katepsynę I, II, II, IV. Katepsyny I i II są typowymi 

endopeptydazami. Katepsyna III jest aminopeptydazą, a katepsyna IV karboksypeptydazą, są 

one typowymi egzopeptydazami. Nie potrzebują aktywacji przez odmaskowanie, natomiast są 

aktywowane przez grupy CN

-

 

i -SH oraz kwas askorbinowy, a hamowane przez jony metali. 

Optymalne  pH  katepsyn  wynosi  4-6,  a  ich  rola  polega  na  utrzymywaniu  w  komórce 

równowagi  między  białkami  i  produktami  rozkładu,  m.in.  na  hydrolizie  enzymów  komór-

kowych,  co  w  powiązaniu  z  regulowaną  syntezą  stanowi  jeden  z  mechanizmów  regulacji 

przemiany materii

Uczestniczą też w autolizie (samotrawieniu) komórki po jej śmierci.  

Katepsyny  (podobnie  jak  kalpainy  umiejscowione  w  cytozolu  komórek  mięśniowych 

cisteinoproteazy) mają znaczenie w dojrzewaniu mięsa po uboju przez udział w częściowym 

rozkładzie  makrocząsteczek  białka  włókna  mięśniowego.  Dzięki  ich  działaniu  znacznie 

zwiększa  się  strawność  białek  (dostępność  dla  proteolitycznych  enzymów  trawiennych), 

background image

 

zawartość  białek  rozpuszczalnych  oraz  wolnych  aminokwasów  i  niewielkich  peptydów 

(polepsza się kruchość, miękkość i smak mięsa). 

Wewnątrzkomórkowymi  protezami  roślinnymi  są:  papaina  (z  soku  mlecznego  drzewa 

melonowego), bromelaina (z łodyg ananasa  i  soku ananasa), aktynidyna (z owocu  kiwi)  czy 

ficyna (z soku fig). Ich optimum działania przypada na pH 5-7. 

 

Peptydazy  bakteryjne  i  grzybowe.  Główne  znaczenie  mają  enzymy  produkowane  przez 

grzyby  Aspergillus  oryzae  oraz  bakterie  Bacillus  subtilis.  Otrzymywane  preparaty  stanowią 

mieszaniny endo- i egzopeptydaz o różnej specyficzności. Enzymy bakteryjne odznaczają się 

wyższym  pH  działania  i  wyższą  temperaturą  optymalną  (ponad  40-50

°

C)  niż  enzymy 

grzybowe.

  

Kolagena

z

a  jest  enzymem  bakteryjnym  o  znacznej  specyficzności  substratowej, 

produkowanym przez bakterie rodzaju Clostridium

Inne enzymy proteolityczne nie są zdolne 

do  rozkładania  kolagenu  ze  względu  na  jego  szczególną  strukturę  pierwotną  (obecność 

tripeptydowych  sekwencji  Gly-Pro

-

Hyp),  chroniącą  wiązania  peptydowe  przed  działaniem 

peptydaz.  

 

Zastosowania  przemysłowe. 

W  s

ero

wa

r

s

t

w

i

e  o

se

t

e

k  l

a

t  j

e

st 

wy

kor

zystywa

n

k

a

z

e

olit

y

czna  właściwość  ch

y

moz

y

n

(r

e

nnin

y),  s

to

s

o

wa

nej  prakt

y

c

z

ni

p

o

d  n

az

w

ą 

podpu

s

zczki,  mającej  zdolność  ścinania  mleka  „na

  s

łodko

” 

w  wyniku  b

a

rd

zo  sz

ybko 

pr

z

eb

i

egających hydrolitycznych zmian w jedn

e

j z frakcj

i

 

kaz

e

inowych. 

W wyniku hydrolizy 

wiązania  peptydowego  w 

-kazeinie  (pomiędzy  Phe105  i  Met106)  z  cząsteczek



-kazeiny 

odszczepiony 

zostaje 

C-końcowy 

fragment 

łańcucha 

polipeptydowego, 

tzw. 

glikomakropeptyd w wyniku czego powstaje para-

-kazeina. Glikomakropeptyd zawierający 

64  reszty  aminokwasowe  przechodzi  do  roztworu  (jest  on  łatwo  rozpuszczalny  w  wodzie)

.  

W  w

y

niku 

usunięcia  hydrofilowego  C-końca 

-kazeiny 

jony  wapnia  są 

w

i

ąza

n

pr

zez 

z

mi

e

nion

k

o

mpl

e

ks ka

ze

ino

wy

s

t

c

a s

i

ę 

r

e

s

z

ta 

-kazeiny

 i frakcja 

, c

o z 

kol

e

i p

ow

odu

je 

s

t

c

e

ni

e  s

i

ę 

frakcji 

  

w

ob

ec 

kt

óry

ch  frakcja 

  odgrywa 

r

ol

ę  k

oloidu  o

c

hronn

ego.  

W wyniku odłączenia glikomakropeptydu następuje utrata otoczki hydratacyjnej, powodująca 

wzrost  hydrofobowych  oddziaływań  pomiędzy  micelami  oraz  obniżenie  elektrostatycznych 

sił  odpychania  między  micelami.  Rozpoczyna  się  agregacja  micel  i  tworzy  się  skrzep  para-

kazeiny (dokładniej para-kazeinianu wapnia).  

P

o

n

a

dt

podpus

z

c

z

k

d

a

l

e

j  h

y

dr

o

li

z

uj

f

r

akcje  kazeinowe

  w 

c

zas

ie  do

j

rz

ewa

ni

a  sera, 

background image

 

p

ow

oduj

ą

c  ich 

częś

cio

we 

dopro

wa

dzenie  do  stadium  pept

y

w

.  D

a

l

sza 

h

y

dr

o

li

za 

p

e

pt

y

do  aminok

wasów  i 

i

c

ewe

ntu

alna  dezaminacja 

lub  de

k

arbok

sy

l

a

c

ja  jes

t  pr

zy

pis

yw

an

a  

(w se

r

ac

h podpuszc

z

ko

wych twardych) 

dzi

ała

lno

ś

ci 

e

nz

y

m

ów 

b

a

kt

e

r

y

jn

y

ch

.  

Wobec  stale  zwiększającego  się  zapotrzebowania  na  podpuszczkę  cielęcą  zastępuje  się  ją 

częściowo  lub  całkowicie  innymi  enzymami  proteolitycznymi  o  zbliżonym  działaniu,  jak 

pepsyną  wołową  lub  wieprzową  oraz  enzymami  pochodzenia  mikrobiologicznego  głównie 

pleśniowego np. z rodzaju Mucor.

 

E

n

zy

m

pro

te

olit

ycz

n

e  z

nal

az

ł

y  za

sto

s

o

wa

ni

e  w 

pi

w

o

w

ar

s

t

w

i

e.  Używa  się  ich  w  celu

 

ro

z

pu

sz

c

ze

ni

bi

a

ł

e

k  i 

za

pobi

en

i

z

m

ę

tni

e

n

i

om  pi

wa 

pr

zy 

j

ego  chłodzeniu.  Wa

rto  tu 

jedn

o

c

ześ

ni

dod

że  a

kt

y

wność  rod

z

im

yc

h  prote

az 

ujawnia  się  w  proce

s

i

e  s

łodo

wa

nia 

z

i

a

ren 

(zwy

kl

j

ę

c

z

mienia)

pr

zy

c

zy

ni

a

j

ą

s

i

ę 

j

e

dnoc

ześnie  do  sklaro

w

a

n

ia 

br

z

eczki  

i  p

o

dni

es

i

e

n

i

j

ej  wa

rtości

,  z

ar

ów

n

j

a

ko  sub

s

tr

a

tu  dla  drożdży;  jak  i  końcowego  produktu 

s

po

ży

w

czeg

o

.  

Peptydazy  pochodzenia  roślinnego  oraz  uzyskiwane  z  udziałem  drobnoustrojów  

w  biotechnologii,  mają  duże  znaczenie  w  przetwórstwie  żywności  i  innych  gałęziach 

przemysłu.  Najważniejszymi  peptydazami  pochodzenia  roślinnego,  stosowanymi  w 

przemyśle  są:  papaina,  ficyna  i  bromelaina.  Enzymy  roślinne,  podobnie  jak  enzymy 

pochodzenia mikrobiologicznego stosowane są do zwiększania kruchości mięsa. Podstawową 

różnicą między tymi enzymami jest to, że enzymy roślinne atakują przede wszystkim białka 

tkanki  łącznej  –  kolagen  i  elastynę,  a  tylko  w  nieznacznym  stopniu  działają  na  włókna 

mięśniowe,  wpływając  na  tkankę  łączną  tylko  w  pewnych  warunkach.  Papaina 

wykorzystywana  jest  także  w browarnictwie  do  klarowania  piwa.

 

Peptydazy  bakteryjne  i 

grzybowe mają ponadto  zastosowanie np.: przemyśle hydrolizatów białkowych, piekarskim, 

piwowarskim oraz w pralnictwie i przemyśle skórzanym.  

W  produkcji  hydrolizatów  mięsnych  i  rybnych  preparaty  peptydaz  zastępują  hydrolizę 

kwasową,  wskutek  czego  uzyskuje  się  mniej  niekorzystnych  produktów  ubocznych.  W 

przemyśle  piekarskim  dodatek  tych  enzymów  bywa  konieczny  przy  stosowaniu  pszenicy 

stepowej  w  celu  rozluźnienia  zbyt  „mocnego”  białka  glutenowego.  Dodatek  peptydaz 

zapobiega  mętnieniu  chłodzonego  piwa,  powstającemu  wskutek  wytrącania  się 

nierozłożonych  białek.  W  pralnictwie  stosuje  się  enzymy  bakteryjne  o  wysokim  pH 

optymalnym, jako dodatek do proszków enzymatycznych. Opracowano także wiele procesów 

polegających  na  sterowanej  proteolizie  białek  żywnościowych  w  celu  polepszenia  ich 

właściwości funkcjonalnych i smakowych. 

 

 

background image

 

W  prod

u

kcji  autoli

za

tów  dro

ż

d

żowych,  m

n

i

e

j  lu

więcej  skoncentrowanych  produktów, 

podobnych  do  hydro

l

i

z

a

t

ów  białkow

y

ch  j

a

ko  pr

zy

praw  t

ypu  bulionoweg

wy

kor

zy

stuj

si

ę 

as

ny komp

l

e

ks enzym

ó

w prot

e

ol

i

t

y

c

z

nych komórek drożdżowych 

(

t

zw

e

nd

o

tr

y

p

sy

ny

). 

w

y

n

i

ku 

e

n

zy

mat

y

c

z

n

e

j  h

y

droli

zy 

kwasów  rybonukleinowych

  w 

dr

d

żac

h  uz

ys

kuj

si

ę  z 

nukleot

y

d

ów  só

l  dwu

so

do

wą  kwasu  5’-inozynowego 

or

az  a

n

a

l

og

i

cz

n

ą  só

kwas

u  5’-

g

u

an

il

owego

kt

óre 

pod n

azwą rybotydów 

lu

b w s

kr

ó

ci

e  IMP 

GM

z

n

a

jdu

ją 

c

o

r

az sze

r

sze 

zas

t

osowa

ni

e w przemyśle spoż

y

wcz

y

jako śro

d

ki

 

popraw

i

a

j

ące s

m

a

k

.  

Lista  zastosowań  enzymów  proteolitycznych  w  technologii  ciągle  się  powiększa. 

Przykładowo można tu wymienić użycie tych enzymów w celu polepszenia rozpuszczalności 

żywności  sproszkowanej,  przyspieszenia  dojrzewania  solonych  i  marynowanych  śledzi  czy 

modyfikowania białek.  

Do jednych z nowszych zastosowań endopeptydaz, nie tylko do hydrolizy, ale i do tworzenia 

wiązań  peptydowych,  zaliczyć  należy  wykorzystanie  tych  enzymów  w  produkcji  plastein.  

W  produkcji  tej  koncentrat  lub  izolat  białkowy  poddaje  się  łagodnej  hydrolizie  za  pomocą 

peptydaz  i  usuwa  ze  zmodyfikowanego  białka  zanieczyszczenia  i  niepożądane  aminokwasy 

przez  wymywanie  organicznymi  rozpuszczalnikami.  Do  oczyszczonego  hydrolizatu  

o stężeniu 30-50% białka pH 4-7, zawierającego w dalszym ciągu endopeptydazy, dodaje 

się estry etylowe wybranych aminokwasów, ogrzewa do temp. ok. 37°C i przetrzymuje 

kilka 

dni. 

tych 

warunkach 

zachodzi 

reakcja 

plasteinowa, 

polegająca  

na  enzymatycznym  wiązaniu  peptydowym  pożądanych  reszt  aminokwasowych  

do peptydów hydrolizatu białkowego. Produktem tej reakcji są plasteiny.  

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

Część doświadczalna 

 
Oznaczanie  szybkości  reakcji  trawienia  żelatyny  przez  trypsynę 
(miareczkowanie formolowe) 
 

Cel ćwiczenia 

Celem ćwiczenia jest poznanie metody oznaczania aktywności enzymów proteolitycznych na 

przykładzie trypsyny. 

 

Zasada metody:  

W miarę postępowania hydrolizy białka przez trypsynę pojawia się w roztworze coraz więcej 

grup karboksylowych, które po uprzednim zablokowaniu grup aminowych przez formaldehyd 

można  oznaczyć  ilościowo,  miareczkując  wodorotlenkiem  sodowym  wobec  fenoloftaleiny 

(miareczkowanie  metodą  Sörensena,  miareczkowanie  formolowe).  Ilość  zasady  zużytej  do 

miareczkowania  jest  więc  miarą  stopnia  zhydrolizowania  białka.  Liczba  uwolnionych  grup 

karboksylowych jest równa liczbie związanych z formaldehydem grup aminowych. 

 

Wykonanie 

1.  Pastylkę  aptecznego  preparatu  trzustki  dokładnie  utrzeć  w  moździerzu  z  7  ml  0.1% 

węglanu wapnia. .  

2.  Przygotować 6 kolbek o obj. 50 cm

3

 i nalać do nich po 4 ml formaliny. 

3.  Przygotować 20ml 4% roztworu żelatyny (wodę lekko podgrzać, tak aby temperatura nie 

przekroczyła 40°C, ułatwi to rozpuszczenie żelatyny).  

4.  Do  probówki  typu  falkon  o  obj.  50  ml  odmierzyć  16  ml  4%  roztworu  żelatyny  i  4  ml 

przygotowanego  roztworu  preparatu  trzustki.  Natychmiast  po  zmieszaniu  pobrać  2  ml 

mieszaniny  i  przenieść  do  przygotowanej  w  punkcie  2  kolbki  nr1  o  obj.  50  cm

3

 

zawierającej 4 ml formaliny (próbka kontrolna).  

5.  Falkon  zawierający  mieszaninę  żelatyny  z  preparatem  trzustki  wstawić  do  łaźni  wodnej  

o  temperaturze  37

o

C  i  rozpocząć  pomiar  czasu.  Uwaga!  Zawartość  kolbki  należy 

intensywnie mieszać co ok. 3 min. 

6.  Do  próby  kontrolnej  dodać  5  kropel  fenoloftaleiny  i  miareczkować  0,02  M  roztworem 

NaOH, do uzyskania lekko różowego zabarwienia utrzymującego się przez minutę. 

7.  Kolejne  próbki  (po  2  ml)  z  inkubowanej  kolbki  zawierającej  mieszaninę  żelatyny  i 

preparatu trzustki pobierać po 10, 20, 30, 40 i 50 minutach. Po pobraniu poszczególnych 

background image

 

10 

próbek  postępować  jak  w  przypadku  próbki  kontrolnej,  czyli  miareczkować  0,02  M 

roztworem NaOH w obecności 5 kropel fenoloftaleiny. 

 

Opracowanie wyników 

1.  Ilość  zużytego  do  miareczkowania  0,02  M  roztworu  NaOH  przeliczyć  na  ilość 

mikromoli wiązanych protonów grup karboksylowych:  

      1 ml 0,02 M roztworu NaOH odpowiada 20 μmol grup karboksylowych (-COOH).  

2.  Po  odjęciu  ilości  μmol  grup  karboksylowych  (ilości  ml  0,02  M  roztworu  NaOH) 

przypadających na próbę kontrolną, wyniki przedstawić w postaci wykresu zależności 

między  ilością  uwalnianych  grup  karboksylowych,  a  czasem  inkubacji  (na  osi 

odciętych  –  czas  w  minutach,  na  osi  rzędnych  μmole  uwalnianych  grup 

karboksylowych).  

3.  Z  wykresu  należy  wyznaczyć  szybkość  początkową  (v

0

)  reakcji  enzymatycznej.  W 

tym  celu  należy  przeprowadzić  styczną  do  krzywej  w  punkcie  t  =  0.  Styczna  z  osią 

odciętych  utworzy  kąt  α,  którego  tangens  jest  miarą  szybkości  początkowej  (v

0

). 

Wartości tg α nie wolno odczytywać z tablic na podstawie wartości kąta w stopniach, 

ponieważ nanoszone na osi odciętych i rzędnych wartości nie są tej samej wielkości. 

Oblicza  się  go  ze  stosunku  wielkości  przyprostokątnej  przeciwległej  do  kąta  α, 

podanej  w  wartościach  odkładanych  na  osi  rzędnych  (w  μmolach  uwalnianych  grup 

karboksylowych),  do  przyprostokątnej  przyległej  do  kąta  α,  podanej  w  wartościach 

odkładanych na osi odciętych (czas w minutach). 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

11 

Literatura:

 

1) Podstawy biochemii. J. Kączkowski. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2005. 

2) Ogólna technologia żywności. Pijanowski E., Dłużewski M., Dłużewska A., Jarczyk A. 

Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2004. 

3) Praktikum z biochemii. Praca zbiorowa pod red. A. Dubina i B. Turyny. Instytut Biologii 

Molekularnej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999. 

4)  Przepisy  do  ćwiczeń  z  biochemii.  Praca  zbiorowa  pod  red.  M.  Stryjeckiej-Zimmer.    Akademia 

Medyczna im

prof

F

Skubiszewskiego w Lublinie, Lublin, 2004. 

5)  Ćwiczenia  z  biochemii.  Praca  zbiorowa  pod  red.  L.  Kłyszejko-Stefanowicz.  Wydawnictwo 

Naukowe PWN, Warszawa, 2003.