Enzymkinetik (katalase, amylase)

Biologi A · STX · A-niveau · Eksperimentelt arbejde

🧬 Enzymkinetik (katalase, amylase)

Enzymer er biologiske katalysatorer (proteiner) der øger reaktionshastigheden uden selv at blive forbrugt.

Aktivitetsbetingelser: enzymer har optimal pH og temperatur. Udenfor denneszone falder aktivitet (denaturering ved høj T).

Katalase (i lever, blod, kartoffel): nedbryder hydrogenperoxid (H₂O₂) til vand og ilt: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂. Klassisk forsøg: kartoffelstykke + H₂O₂ → bobler (O₂). Måles ved at vende reagensglas i vand og opfange ilt-volumen over tid.

Amylase (i spyt og pankreas): nedbryder stivelse til maltose. Test med Lugol — stivelse giver blå farve, men forsvinder når stivelsen nedbrydes.

Michaelis-Menten kinetik: hastighed v = V_max · [S] / (K_M + [S]), hvor V_max = maksimal hastighed (når enzym er mættet med substrat), K_M = substratkoncentration ved halv V_max (mål for enzym-affinitet — lav K_M = høj affinitet). Plot v vs. [S] giver hyperbel. Lineweaver-Burk-plot (1/v vs. 1/[S]) giver ret linje med skæringer der angiver V_max og K_M.

Faktorer der påvirker enzymaktivitet:

1. substrat-koncentration (øger til mætning).

2. enzym-koncentration (lineær).

3. pH (klokkekurve omkring optimum — pepsin pH ~2, amylase pH ~7, trypsin pH ~8).

4. temperatur (stiger til ~37 °C, derefter denaturering).

5. inhibitorer (kompetitive vs. ikke-kompetitive).

Skoleforsøg

Fyld 5 reagensglas med kartoffel + H₂O₂ ved forskellige T (0°C, 20°C, 40°C, 60°C, 80°C). Mål O₂-volumen efter 3 min. Plot grafen → finder optimal T omkring 37-40°C, falder ved højere T

Læringsmål

• Undersøge katalasens nedbrydning af H2O2 som funktion af substratkoncentration
• Bestemme amylasens aktivitet ved variation af temperatur og pH
• Opstille Michaelis-Menten-kurve ud fra eksperimentelle data
• Diskutere biologisk betydning af enzymers optimale aktivitetsbetingelser

Sådan kan du arbejde med emnet

• Planlæg et eksperiment, der måler katalases nedbrydning af hydrogenperoxid ved forskellige temperaturer
• Beskriv, hvordan amylases nedbrydning af stivelse kan måles eksperimentelt
• Diskutér, hvilke fejlkilder der kan påvirke et enzymkinetik-eksperiment

Eksperiment-forslag

• Gennemfør skoleforsøget med kartoffel + H₂O₂ ved 0°C, 20°C, 40°C, 60°C og 80°C, mål O₂-volumen, og plot en graf over reaktionshastighed vs. temperatur.
• Lav et amylase-forsøg, hvor I tester nedbrydning af stivelse med Lugol-test ved forskellige pH-værdier (2, 7, 9), og find det optimale pH.
• Beregn V_max og K_M fra jeres egne data ved at plotte et Lineweaver-Burk-diagram (1/v vs. 1/[S]).

Brobygning

Enzymer er også centrale, når man skal arbejde med DNA i laboratoriet — det fører videre til 'Gel-elektroforese af DNA'.