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《酶工程实验》word版

实验一过氧化氢酶米氏常数的测定一、目的了解米氏常数的意义,测定过氧化氢酶的米氏常数。

二、实验原理H2O2被过氧化氢酶分解出H2O和O2,未分解的H2O2用KMNO4在酸性环境中滴定,根据反应前后H2O2的浓度差可求出反应速度。

本实验以马铃薯提供过氧化氢酶,以1/ν~1/[S]作图求Km三、实验器材1.锥形瓶100~150ml(×6)。

2.吸管1.0ml(×2)、0.5ml(×2)、2.0ml(×2)、5ml(×2)、10.0ml(×1)。

3.温度计(0~100℃)。

4.微量滴定管5ml(×1)。

5.容量瓶1000ml(×1)。

四、实验试剂1、0.02mol/L磷酸缓冲液(Ph7.0)取磷酸二氢钾 0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液 29.1ml,用水稀释至100ml,即得。

2、酶液:称取马铃薯5g,加上述缓冲液10ml,匀浆,过滤。

3、0.02mol/L KMnO4:称取KMnO4(AR)3.2g,加蒸馏水1000ml,煮沸15min,2d后过滤,棕色瓶保存。

4、0.004mol/L KMnO4:准确称取恒重草酸钠0.2g,加250ml冷沸水及10ml浓硫酸,搅拌溶解,用0.02ml/L的KMnO4滴定至微红色,水浴,加热至65℃,继续滴定至溶液微红色并30s不褪,算出KMnO4的准确浓度稀释成0.004mol/L即可。

5、0.05 mol/L H2O2:取30% H2O223ml加入1000ml容量瓶中,加蒸馏水至刻度(约0.2mol/L),用标准KMnO4(0.004mol/L)标定其准确浓度,稀释成0.05mol/L(标定前稀释4倍,取2.0ml,加25% H2SO42.0ml,用0.004mol/LKMnO4滴定至微红色)。

6、25% H2SO4五、操作取锥形瓶6只,按下表顺序加入试剂:表一过氧化氢酶米氏常数的测定管号试剂0123450.05mol/L H2O2/ml蒸馏水/ml酶液/ml9.50.51.008.500.51.258.250.51.677.830.52.57.00.55.004.500.5先加好0.05mol/L H2O2及蒸馏水,加酶液后立即混合,依次记录各瓶的起始反应时间。

各瓶时间达5min时立即加 2.0ml 25%硫酸终止反应,充分混匀。

用0.004mol/L KMnO4滴定各瓶中剩余的H2O2至微红色,记录消耗的KMnO4体积。

六、计算分别求出各瓶的底物浓度[S]和反应速度v。

[S]=c1V1/10式中[S]:底物物质的量浓度(mol/L);c1:H2O2物质的量浓度(mol/L);V1:H2O2体积(ml);10:反应的总体积(ml);υ:反应速度(m mol/min);c2:KMnO4物质的量浓度(mol/L);V2:KMnO4体积(ml);以1/υ对1/[S]作图求出Km。

实验二酶促反应中初速度时间范围测定一、实验目的1.了解酶促反应中初速度时间范围测定的基本原理;2.掌握酶促反应中初速度时间范围的测定方法。

二、实验原理酸性磷酸酯酶(acid phosphatase, EC 3.1.3.2)广泛分布于动植物体中,尤其是植物的种子、动物肝脏和人体的前列腺中。

它对生物体内核苷酸、磷蛋白和磷脂的代谢起着重要作用。

酸性磷酸酯酶能专一性水解磷酸单酯键。

以人工合成的对硝基苯磷酸酯(4-nitrophenyl phosphate, NPP)作底物,水解产生对硝基苯酚和磷酸。

在碱性溶液中,对硝基酚的盐离子于405nm处光吸收强烈,而底物没有这种特性。

利用产物的这种特性,可以定量的测定产物的生成量,从而求得酶的活力单位。

即通过测定单位时间内405nm处光吸收值的变化来确定酸性磷酸酯酶的活性。

酸性磷酸酯酶的一个活力单位是指在酶反应的最适条件下,每分钟生成1μmol产物所需的酶量。

要进行酶活力测定,首先要确定酶反应时间。

而酶的反应时间应该在初速度时间范围内选择。

可以通过进程曲线的制作来求出酶的初速度时间范围。

进程曲线的制作是指在酶反应的最适条件下,采用每隔一定时间测定产物生成量,以酶反应时间为横坐标,产物生成量为纵坐标绘制而成。

从进程曲线可知,在曲线起始的一段时间内为直线,其斜率代表初速度。

随着反应时间的延长,曲线趋于平坦,斜率变小,反应速度下降。

要真实反映出酶活力大小,就应在初速度时间内测定。

三、实验试剂与器材1.试剂(1)酸性磷酸酯酶原液(从绿豆芽中提取)(2)酸性磷酸酯酶液(通过原酶液稀释得到)取原酶液,用0.05mol/L、pH5.0柠檬酸盐缓冲液稀释,使进程曲线中第11号管吸光度A在0.6~0.7之间。

405(3)1.2mmol/L对硝基苯磷酸酯精确称取NPP0.4454g,加缓冲液定容至100mL。

(4)0.3mol/LNaOH溶液2.器材恒温水浴槽,可见分光光度计,试管,刻度吸管,离心机。

四、操作步骤1.酸性磷酸酯酶原酶液的制备称取一定重量的绿豆,浸泡24h,在25~30°C温箱中培养5~7d。

长出的豆芽取其颈部,依次用自来水和重蒸水冲洗干净,置滤纸上吸干水分,称30g 放入研钵中匀浆,加0.2mol/L乙酸盐缓冲液4mL,置4°C冰箱中6h以上。

然后用双层纱布挤压过滤,滤液6000r/min离心15min,上清液置透析袋用蒸馏水充分透析,间隔换水10次,透析24h以上。

将透析后酶液稀释至最终体积与豆芽质量(g)相等,以6000r/min离心30min,所得上清液即为原酶液,置冰箱待用。

2.酶促反应取试管12支,按表1.1编号,0号为空白。

各管加入1.0mL1.2mol/LNPP;另外2支试管,各加入稀释好的酶液7mL,在酶反应前底物与酶都放入35°C恒温水浴槽中预热2min。

然后向1~11号管内各加入1.0mL预热的酶液。

立即摇匀并开始计时。

按时间间隔为3min、5min、7min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、40min、50min进行反应。

待反应进行到上述各相应时间时,加入3.0mL 0.3mol/L NaOH终止反应。

冷却后以0号管作空白(0号管加入1.0mL NPP 后保温25min,然后加入3.0mL 0.3mol/L NaOH,再加入1.0mL酶液),在分光光值。

度计上测定各管A4053.数据处理值为纵坐标绘制进程曲线。

由进程曲线中直线部以反应时间为横坐标,A405分求出酸性磷酸酯酶反应初速度的时间范围。

表1.1 制作酶促反应进程曲线时各物质加入量五、实验报告绘出酶促反应进程曲线,记录实验结果,计算酸性磷酸酯酶反应初速度的时间范围。

实验三酵母蔗糖酶的部分纯化与酶活测定一、目的:了解酶的纯化方法。

二、原理:酵母中含有丰富的蔗糖酶(EC.3.2.1.26),本实验以酵母为原料,通过破碎细胞方式得到粗酶,并用热变性法除杂蛋白纯化。

(请参考相关教材)三、试剂与仪器1、试剂与材料:(1)干酵母(2)石英砂(3)1 mol/L醋酸溶液(4)2 mol/L氢氧化钠溶液(5)醋酸缓冲液(pH 4.6)(6)5% 蔗糖溶液(7)D NS(3,5-二硝基水杨酸)试剂2、仪器:电子天平、离心机、分光光度计、水浴锅、电炉、研钵、试管、三角瓶、量筒、移液管。

四、操作方法1、破碎细胞取2 g干酵母于研钵中,加入2 g石英砂,加30 ml去离子水,研磨15 min,放入冰箱冷冻室(-20℃)冰冻约20 min(研磨液面上刚出现冰结为宜)。

取出冷冻酵母,再研磨5 min后,在5000 r/min条件下离心12 min,小心取出上清液(组分一)并量出体积V,分别取0.5 ml上清液到试管A、B中,余1者倒入三角瓶。

2、纯化把三角瓶中的上清液用1 mol/L醋酸溶液调pH 5.0(试纸)。

然后迅速放入到55 ℃的水浴中,保温30 min。

之后在冰浴中迅速冷却。

在5000 r/min条件,分别取0.5 ml上清液到下离心12 min。

取出上清液(组分二)并量出体积V2试管C、D中。

3、酶反应取四支试管,分别按顺序加入反应物:试管中反应物在55 ℃水浴中反应5 min(秒表计时)后,B、D管立即..各加入1 ml氢氧化钠溶液(2 mol/L)终止反应,A、C管中各加入1 ml蒸馏水。

4、酶催化产物检测取5支试管,分别加入反应物:试管中反应物在沸.水浴中反应5 min,然后冷却。

加入4 ml蒸馏水。

将各试管摇匀,用空白管溶液(5号管)调零点,测定它们的吸光度值A540。

五、结果计算1、酶活力单位的定义:本实验中,蔗糖酶的活力单位指在55℃条件下,每1 min 催化底物转化为1 mg 还原糖的酶量。

2、酶活计算:粗酶的计算酶活(组分一):5.05.45545)(⨯⨯⨯-ABS ABS A B 纯化后酶的计算酶活(组分二):5.05.45545)(⨯⨯⨯-ABS ABS C D3、总酶活的计算:总酶活1(组分一,粗酶):计算酶活×稀释倍数⎪⎭⎫⎝⎛5.01V总酶活2(组分二,纯化后酶):计算酶活×稀释倍数⎪⎭⎫⎝⎛5.02V4、酶活回收率的计算:酶活回收率 = %10012⨯总酶活总酶活附:还原糖和总糖的测定——3,5-二硝基水杨酸比色法还原糖的测定是糖定量测定的基本方法。

还原糖是指含有自由醛基或酮基的糖类,单糖都是还原糖,双糖和多糖不一定是还原糖,其中乳糖和麦芽糖是还原糖,蔗糖和淀粉是非还原糖。

利用糖的溶解度不同,可将植物样品中的单糖、双糖和多糖分别提取出来,对没有还原性的双糖和多糖,可用酸水解法使其降解成有还原性的单糖进行测定,再分别求出样品中还原糖和总糖的含量(还原糖以葡萄糖含量计)。

还原糖在碱性条件下加热被氧化成糖酸及其它产物,3,5-二硝基水杨酸则被还原为棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸。

在一定范围内,还原糖的量与棕红色物质颜色的深浅成正比关系,利用分光光度计,在540nm 波长下测定光密度值,查对标准曲线并计算,便可求出样品中还原糖和总糖的含量。

实验四蔗糖酶包埋及固定化酶活测定一、目的:了解凝胶包埋法及固定化酶活测定方法。

二、原理:海藻酸钠在遇到Ca2+时成胶,从而把酶包埋在其中。

(请参考相关教材)三、试剂与仪器1、试剂与材料:(8)干酵母(9)海藻酸钠(10)无水氯化钙(11)5% 蔗糖溶液(12)DNS(3,5-二硝基水杨酸)试剂2、仪器:电子天平、分光光度计、水浴锅、电炉、烧杯、玻棒、量筒、试管、量筒、移液管、注射器(带7号针头)、纱布。

四、操作方法4、配A液取0.75 g海藻酸钠溶在25 ml蒸馏水中,沸水浴(勿用电炉直接加热)充分溶胀。

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