katalas metabolismen
Hej vi utförde en laboration där vi skulle undersöka enzymaktiviteten för katalas i kycklinglever under olika förhållanden. Dess förmåga att bryta ner väteperoxid,
När vi tillsatte blyjoner, blev reaktionen långsam och liten.
När saltsyra tillsattes blev reaktionen något större men fortfarande liten.
Värme, kycklinglevern kokades innan och enzymaktiviteten blev liten.
Fryst kyckling - reaktionen blev kraftig.
Och när ammoniak tillsattes blev reaktionen kraftig och skumkronan hög.
Jag kan förklara de flesta av resultaten, men det jag funderar över är varför reaktionen blev stor när levern var fryst. Reaktionen är ju exoterm. Reaktionen var dessutom långsam i början. Jag förstår varför reaktionen ökade med tiden, eftersom energi frigjordes vilket ökade reaktionshastigheten. Men vad var det som gjorde att den satte igång från början? Beror det på att levern inte hade denaturerats då den var nedkyld? Till skillnad från när den kokades innan, då hade den väll denaturerats och därav skedde ingen reaktion?
Katalaset som ni studerade, tillsatte ni det till kycklinglevern, eller utnyttjades det katalas som redan fanns i kycklinglevern?
vi utnyttjade det katalas som fanns i kycklinglever
Okej, levercellernas katalas var det ni studerade.
De enskilda cellerna består/innehåller av en massa vatten. Vad tror du händer med cellerna i kycklinglevern när temperaturen sjunker under noll och vattnet fryser?
Om vattnet fryser i cellerna borde väll katalaset fungera sämre? Men reaktionen blev ju kraftigare, hur kan det förklaras?
Det stämmer att proteiner generellt inte gillar att vattnet runt omkring proteinet fryser till is. Och när vattnet fryser till is, bildas vassa iskristaller som dessutom har en större volym. Cellerna gillar inte detta, för de skärs/sprängs sönder av iskristallerna. Men samtidigt "öppnas" fler celler, när deras membran (och mycket annat) skadas av iskristallerna. Med trasiga membran kan alla proteiner i cellen komma ut när allt tinar igen.
Och det ni mäter är hur snabbt katalaset omvandlar väteperoxiden - och denna reaktions hastighet är bl.a. beroende av hur mycket av enzymet som finns tillgängligt att verka på väteperoxiden. I den obehandlade levern, är de flesta celler intakta, och det läcker endast ut proteiner från en liten andel av cellerna.
Men om iskristallerna spränger sönder en mycket större andel av cellerna, hur påverkar det koncentrationen av proteiner (som t.ex. katalaset) utanför cellerna där väteperoxiden finns?
okej då förstår jag. Då kommer det alltså finnas mer katalas tillgängligt som kan bryta ner väteperoxiden och därav en kraftigare reaktion. Right?
Exakt!
Det finns mycket mer fritt katalas (utanför cellerna), som kan bryta ner väteperoxiden i provet med fryst lever. En hel del av cellernas proteiner (däribland katalaset) skadats av infrysningen/tinandet och är inte längre aktiva, som du var inne på tidigare. Men det frigörs så mycket mer av alla proteiner att det fortfarande finns mer aktivt katalas i det frysta provet.
Red: tydliggjorde.
Super! Men kan proteinet denaturera då det är fryst?
När det är fryst är det ingen större risk för denaturering, proteinmolekylerna sitter fast i isen. Men precis kring fryspunkten sker det en hel del med vatten och proteiner som överlag ökar risken för att proteinerna skall denaturera.
I levercellerna så denaturerar nog en hel del proteinmolekyler, och samtidigt klarar sig många oskadda. Och bland de denaturerade kan i princip en del renaturera/veckas korrekt igen. I levercellerna finns det massvis med proteiner, det är mer eller mindre en sörja med proteiner, organiska ämnen och salter i cellen. Och bland dessa proteiner finns det några som denaturerar lätt, och några som klarar sig bättre (det beror på vilket protein det är). Och de proteinmolekyler som inte denaturerar, minskar risken för att andra proteinmolekyler skall denaturera (de ger varandra "frys-skydd"). Och omvänt när en proteinmolekyl denaturerar, geggar den gärna ihop med andra denaturerade proteinmolekyler, och den resulterande geggan kan få andra proteiner att denaturera.
