background image

WICZENIE 

K

INETYKA 

E

NZYMÓW

 

 

Wyci g z kart charakterystyki substancji niebezpiecznych 

Kwas octowy – C 

 

Triton X-100 – Xn, Rakotw. kat.3 

 

 

Wyznaczanie stałej Michaelisa-Menten dla N-acetylo-ββββ-D-glukozaminidazy 

ze  linianek szczura 

 
N-acetylo-

β-D-glukozaminidaza  (EC.3.2.1.30)  hydrolizuje  wi zanie  β-N-acetyloglukoz-

aminylowe  (na  nieredukuj cym  ko cu  ła cucha  cukrowego)  w  oligosacharydach  takich  jak 

kwas  hialuronowy  czy  siarczan  chondroityny.  W  celu  wyznaczenia  aktywno ci  acetylo-

glukozaminidazy stosuje si  substraty syntetyczne: glikozydy np. fenylowe lub p-nitrofenylo-

we. 

 

O

NO

2

O

CH

2

OH

O

OH

NHAc

O

CH

2

OH

OH

HO

NHAc

OH

NO

2

HO

H

2

O

+

p-nitrofenylo-N-acetylo-

β

-D-glukozamina

p-nitrofenol

N-acetylo-

β

-D-glukozamina

 

 

Uwolniony  p-nitrofenol  wykazuje  charakterystyczne  maksimum  absorbancji  przy  długo ci 
fali 

λ = 405 nm. 

 

Bufor do reakcji enzymatycznej: 

st enie ko cowe                                                          ilo  

58 mM kwas cytrynowy    

 

1,520 g 

41 mM NaH

2

PO

4   

 

 

0,707 g 

100 ml, doprowadzi  przy u yciu  

0,1% Triton X-100 

 

 

0,1 ml   

NaOH do pH 4.2 

 

Substrat: 
p-nitrofenylo-N-acetylo-

β-D-glukozamina   

 

2 mg/ml buforu 

 

Stoper: 

0,4 M glicyna – NaOH pH 10.7 

 

Wykonanie: 

Przygotowa  kolejne rozcie czenia wyj ciowego roztworu substratu o st eniu 2mg/ml – w 
tym celu pobra  do oddzielnej probówki 200 

µl wyj ciowego roztworu substratu i uzupełni  

buforem do obj to ci 400 

µl. Cało  wymiesza . Z tak przygotowanego rozcie czenia pobra  

obj to   200 

µl  i  uzupełni   buforem  do  obj to ci  400  µl.  Otrzymany  roztwór  wymiesza . 

Post powa  analogicznie, a  do otrzymania 5 kolejnych rozcie cze . 
Do  pi ciu  oddzielnych  probówek  odpipetowa   po:  600 

µl  buforu  i  180  µl  homogenatu. 

Nast pnie  do  ka dej  mieszaniny  doda   substratu  o  innym  st eniu  w  ilo ci  180 

µl. 

Wymiesza . Mieszaniny inkubowa  w temp. 37

°C i po czasie 1, 2, 4, 6 i 8 min pobiera  po 

background image

160 

µl mieszaniny i przenosi  do uprzednio przygotowanych probówek zawieraj cych 0.5 ml 

stopera.  Absorbancj   powstałego  produktu  zmierzy   wobec  lepych  odczynnikowych 
(przygotowanych  dla  ka dego  st enia  substratu)  przy  długo ci  fali 

λ  =  405  nm  w 

spektrofotometrze  Bio-Rad.  lepe  odczynnikowe  przygotowa   nast puj co:  do  pi ciu 
kolejnych probówek odpipetowa  po 130 

µl buforu i 30 µl odpowiedniego st enia substratu, 

inkubowa   w  temp.  37

°C  przez  5  min,  a  nast pnie  zatrzyma   reakcje  dodaj c  po  0,5  ml 

stopera. Mno c warto  absorbancji przez stał  k = 1007 otrzymujemy st enie rozło onego 

substratu/powstałego produktu w nmol/ml. Masa 1 mola substratu = 342.3 g. 

 

 

Opracowanie wyników: 

Dla ka dego z u ytych st e  substratu

 s wykre li  krzywe kinetyczne wyra aj ce zale no  

przyrostu produktu 

c od czasu inkubacji t. Znale  graficzne szybko ci pocz tkowe V

0

 i po 

sporz dzeniu wykresu Lineweavera-Burka wyznaczy  graficznie warto ci 

K

m

 i 

V

max

 

s =    0,125  (mg/ml)  =   

(mmol/l)   

 

 

 

nr 

próbki 

405

 

(

µM) 

(min) 

v

0  

(

µM/min) 

1/v

(min/

µM)  

1/s 

(1/mM) 

K

(mM) 

V

max 

(

µM/min) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s =    0,250  (mg/ml)  =   

(mmol/l)   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

 

 

 

s =    0,500  (mg/ml)  =   

(mmol/l)   

 

 

 

11 

 

 

 

 

 

 

 

12 

 

 

 

 

 

 

 

13 

 

 

 

 

 

 

 

14 

 

 

 

 

 

 

 

15 

 

 

 

 

 

 

 

s =    1,000  (mg/ml)  =   

(mmol/l)   

 

 

 

16 

 

 

 

 

 

 

 

17 

 

 

 

 

 

 

 

18 

 

 

 

 

 

 

 

19 

 

 

 

 

 

 

 

20 

 

 

 

 

 

 

 

s =    2,000  (mg/ml)  =   

(mmol/l)   

 

 

 

21 

 

 

 

 

 

 

 

22 

 

 

 

 

 

 

 

23 

 

 

 

 

 

 

 

24 

 

 

 

 

 

 

 

25 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

Oznaczanie aktywno ci trypsyny na substracie syntetycznym – wpływ pH i 

temperatury na aktywno  enzymatyczn . 

 

Trypsyna  (EC  3.4.21.4;  enzym  proteolityczny  soku  trzustkowego,  endopeptydaza  z  klasy 

hydrolaz)  katalizuje  m.in. reakcj  hydrolizy wi za  peptydowych, utworzonych przez grupy 

karboksylowe argininy (Arg) lub lizyny (Lys), w ła cuchu polipeptydów i białek. 

Trypsyna  katalizuje  równie   hydroliz   wi zania  estrowego  czy  amidowego  w  substratach 

syntetycznych  b d cych  pochodnymi  Arg  lub  Lys.  Je li  substratem  jest  benzoilo-L-argininy 

p-nitroanilid  (BAPNA)  to  po  reakcji  hydrolizy  uwalnia  si   wolna  p-nitroanilina,  która 
wykazuje charakterystyczne maksimum absorbancji przy długo ci fali 

λ = 405 nm. 

 

trypsin

H

2

O

H

2

N

NO

2

C

NH

2

+

Cl

-

COOH

C

NH

CH

(CH

2

)

3

NH

2

C

NH

2

+

Cl

-

NO

2

C

NH

C

NH

CH

(CH

2

)

3

NH

2

+

BAPNA (bezbarwny)

 p-nitroanilina (zólty) 

 

 

Wykonanie: 

1.  Do  jednej  probówki  odpipetowa   100 

µl  roztworu  trypsyny  roboczej  a  do  drugiej 

100 

µl 1 mM HCl. Do obu probówek doda  po 1 ml 0,2 M buforu Tris-HCl o pH 8,0 i 

po 20 

µl roztworu substratu BAPNA. Wymiesza  i inkubowa  15 min w temp. 37°C. 

Reakcj  zatrzyma  dodaj c 100 

µl st onego kwasu octowego i zmierzy , wzgl dem 

wody  destylowanej,  absorbancj   powstałej  p-nitroaniliny  przy  długo ci  fali 

λ  =  405 

nm w spektrofotometrze Bio-Rad. Oceni  przydatno  metody. 

2.  Do  siedmiu  probówek  odpipetowa   po  100 

µl  roboczego  roztworu  trypsyny,  a  do 

ósmej 100 

µl 1 mM HCl. Do siedmiu pierwszych probówek doda  po 1 ml buforów o 

pH 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, a do ostatniej probówki doda  1 ml buforu o pH 7. Nast pnie do 
ka dej probówki doda  po 20 

µl substratu BAPNA i inkubow  w temp. 37°C przez 15 

min.  Reakcje  zatrzyma   dodaj c  po  100 

µl  st onego  kwasu  octowego  i  dokona  

pomiaru absorbancji wzgl dem próby  lepej (ósma probówka) przy długo ci fali 

λ = 

405 nm w spektrofotometrze Bio-Rad. 

 

Opracowanie wyników: 

Wykre li   wykres  zale no ci  aktywno ci  wła ciwej  od  pH  roztworu  i  wyznaczy  

optimum  działania  trypsyny  dla  BAPNA  jako  substratu,  przyjmuj c  jako  jednostk  

aktywno ci przyrost absorbancji o 0,1 w warunkach do wiadczenia. Aktywno  wła ciwa 

to ilo  jednostek aktywno ci przypadaj ca na 1 mg enzymu. 

 

 

 

background image

pH  A (405 nm)  Aktywo  enzymatyczna 

U (

µmol/min) 

Aktywno  wła ciwa

  U/mg 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

 
3.  Do pi ciu probówek odpipetowa  po 50 

µl roboczego roztworu trypsyny a do szóstej 

probówki 50 

µl 1 mM HCl. Nast pnie do wszystkich probówek doda  po 1 ml 0,2 M 

buforu  Tris-HCl  o  pH  8,0  i  po  20 

µl  roztworu  substratu  BAPNA.  Wymiesza   i 

inkubowa  30 min w temp. 0, 25, 37, 48 i 60

°C. Reakcj  zatrzyma  dodaj c po 100 µl 

st onego  kwasu  octowego  i  zmierzy   absorbancj   wzgl dem  próby  lepej  (szósta 
probówka) przy długo ci fali 

λ = 405 nm w spektrofotometrze Bio-Rad. 

 

Opracowanie wyników: 

Wykre li  wykres zale no ci aktywno ci wła ciwej trypsyny od temperatury inkubacji. 

Przedyskutowa  wyniki. 

 

Temp. 

(

°C) 

A (405 nm)  Aktywo  enzymatyczna 

U (

µmol/min) 

Aktywno  wła ciwa 

U/mg 

 

 

 

25 

 

 

 

37 

 

 

 

48 

 

 

 

60 

 

 

 

 

Odczynniki: 

0,01  mM  trypsyna  (2,4  mg  trypsyny  w  10  ml  1  mM  HCl)  –  przechowywana  w  lodzie. 

Roztwór trypsyny roboczej – rozcie czy  trypsyn  10 razy przy pomocy 1 mM HCl tzn. 
odpipetowa  100 

µl wyj ciowego roztworu trypsyny i doda  900 µl 1 mM HCl. Roztwór 

roboczy  enzymu  przechowywa   w  lodzie.  Substrat  –  25  mM  benzoilo-L-argininy  p-

nitroanilid (BAPNA) w dimetylosulfotlenku (DMSO) (11 mg/ml). St ony kwas octowy 

do przerywania reakcji enzymatycznej. Bufory: 0,2 M Tris-HCl o pH 4, 5, 6, 7, 8, 9 i 10. 

 

Materiały i sprz t laboratoryjny: 

pipety automatyczne, termostatowana ła nia wodna, spekrofotometr, probówki, lód 

 

Literatura: 

1) B.D. Hames, N.M.Hooper: „Krótkie wykłady. Biochemia” (red. J. Michajda, A. 

Augustyniak, K. Ziemnicki), Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2004, str. 95-

104. 

2) „Techniki bada  fizjologicznych” (red. A. Lity ska, M.H. Lewandowski), str. 78-79.