background image

 

Oznaczanie aktywności enzymów amylolitycznych. 

Zajęcia 3 godzinne – część A, zajęcia 4 godzinne część A i B. 

Cel ćwiczenia 

Ćwiczenie  poświęcone  jest  zapoznaniu  się  z  metodami  oznaczania  aktywności 

enzymów  amylolitycznych,  na  podstawie  pomiaru  przyrostu  redukcyjności  mieszaniny 
reakcyjnej oraz na podstawie zmiany zabarwienia skrobi z jodem – metoda SKB (Sandstedta, 
Kneena i Blisha). 

Wprowadzenie 

Enzymy  amylolityczne

 

występują  w  roślinach,  zwierzętach  oraz  w  organizmie 

człowieka.  Rozkładają  one  skrobię,  glikogen  oraz  pokrewne  im  oligo-  i  polisacharydy.  Są 
jednymi  z  najwcześniej  poznanych  enzymów,  zaliczamy  je  do  hydrolaz,  podklasy 

 α

-

glukanaz.  Najważniejsze  z  nich  to:  α-amylaza  (EC  3.2.1.1),  β-amylaza  (EC  3.2.1.2)  oraz 
glukoamylaza (EC 3.2.1.3). 

Wykorzystywany na ćwiczeniach substrat - skrobia jest polisacharydem zbudowanym 

z  reszt  sześciowęglowego,  redukującego  cukru  α-D-glukozy.  Cząsteczki  glukozy  połączone 
są  wiązaniami  α-1,4-  i  α-1,6-glikozydowymi.  Wskutek  polimeryzacji  glukozy  w  cząsteczce 
skrobi  dochodzi  do  wytworzenia  jej  dwóch  frakcji:  amylozy  i  amylopektyny.  Amyloza 
zbudowana  jest  z  nierozgałęzionych  łańcuchów  połączonych  wiązaniami  α-1,4-
glikozydowymi,  podczas  gdy  cząsteczki  amylopektyny  są  rozgałęzione,  a  rozgałęzienia  w 
łańcuchach utworzone są przez wiązania α-1,6glikozydowe.  

W  katabolizmie  skrobi  w  układzie  pokarmowym  ludzi  i  zwierząt  oraz  w  roślinach 

obok  α-  i  β-amylaz  bierze  udział  wiele  innych  enzymów  rozkładających  węglowodany. 

α

-

glukanazy  są  typowymi  enzymami  katabolicznymi  występującymi  powszechnie  w 
organizmach  zwierzęcych,  w  roślinach  i  drobnoustrojach.  Szczególnie  duże  ilości  α-  i  β-
amylazy  znajdują  się  w  skiełkowanych  ziarniakach  zbóż  (słód  pszenny  lub  jęczmienny), 
natomiast  sok  z  ssaczej  trzustki  składa  się  głównie  z 

α

-amylazy,  niewielkiej  ilości 

glukoamylazy, natomiast nie występuje w nim 

β

-amylaza. 

α-amylaza  katalizuje  rozrywanie  wyłącznie  wiązań  α-1,4-glikozydowych  wewnątrz 

cząsteczki substratu (endoamylaza), działa dość szybko na substrat, a produktami jej działania 
są dekstryny, maltotrioza, izomaltoza, maltoza i glukoza. Uwalniane reszty glukozylowe mają 
konfigurację  przy  węglu  C1  α  i  stąd  pochodzi  symbol  α  przy  nazwie  enzymu.  W  wyniku 
działania  α-amylazy  następuje  początkowo  szybki  spadek  lepkości  substratu,  zmiana 
zabarwienia kompleksu z jodem i stosunkowo powolny przyrost redukcyjności w mieszaninie 
reakcyjnej.  α-amylazy  różnego  pochodzenia  wykazują  optimum  aktywności  w  zakresie  pH 
4,5–7,0, chociaż znane są enzymy pochodzenia bakteryjnego, dla których wartość ta wynosi 
10,0–10,5;  w  przypadku  α-amylazy  słodowej  optimum  pH  wynosi  5,3.  Dla  amylazy 
trzustkowej  optimum  pH  wynosi  6,7-7,0.  Optymalna  temperatura  działania  α-amylaz  mieści 
się  w  granicach  30–50°C,  a  tylko  dla  niektórych  termostabilnych  enzymów  bakteryjnych 
(Bacillus licheniformis) jest wyższa i wynosi 90–100°C. 

β-amylaza  działa  na  substrat  od  strony  nieredukującego  końca  łańcucha  i  dlatego 

nazywana  jest  egzoamylazą.  Hydrolizuje  co  drugie  wiązanie  α-1,4-glikozydowe,  odrywając 
jednostki  β-maltozy.  Podczas  hydrolizy  występuje  przegrupowanie  Waldena  i  dlatego 
uwalniana  maltoza  jest  β-anomerem.  β-amylaza  nie  działa  na  wiązanie  α-1,6-glikozydowe  i 
nie  jest  w  stanie  go  ominąć  jak  α-amylaza,  działanie  jej  zatrzymuje  się  więc  po  dojściu  do 
tego  wiązania.  W  wyniku  działania  β-amylazy  na  substraty  rozgałęzione  (zawierające 
wiązanie  α-1,6-glikozydowe  np.  skrobia)  produktami  są  β-maltoza  i  wysokocząsteczkowa 

background image

 

dekstryna  graniczna.  W  mieszaninie  reakcyjnej  β-amylazy  ze  skrobią  obserwuje  się  szybki 
przyrost  redukcyjności,  natomiast  nie  występuje  szybki  spadek  lepkości  i  obserwowana  jest 
powolna  zmiana  zabarwienia  skrobi  z  jodem,  gdyż  jednym  z  produktów  jest  wyżej 
wspomniana  wysokocząsteczkowa  dekstryna  graniczna.  β-amylazy  pochodzenia  roślinnego 
wykazują  optymalną  aktywność  w  zakresie  pH  4,0–5,5  i  przypisuje  im  się  kluczową  rolę  w 
degradacji  skrobi  syntetyzowanej  w  chloroplastach.  Zakres  temperatur  optymalnych  dla 
działania β-amylaz bakteryjnych obejmuje 40–55°C, a optymalne pH dla ich działania wynosi 
6,0–7,0. W budowie centrum aktywnego tych enzymów występują reszty cysteinowe (grupy –
SH),  natomiast  brak  jonów  metali,  powoduje  to  szybką  inaktywację 

β

-amylaz  w  obecności 

takich związków jak np. HgCl

2

, AgNO

3

, czy też jodu. 

Glukoamylaza  nazywana  także 

γ

-amylazą  jest  wytwarzana  głównie  przez 

drobnoustroje  oraz  grzyby,  występuje  także  we  krwi,  mięśniach  i  wątrobie  u  zwierząt. 
Końcowym  produktem  działania  glukoamylazy  na  substrat  (skrobia,  dekstryny, 
oligosacharydy)  jest  glukoza  z  konfiguracją  przy  węglu  C1 

β

.  Preparaty  techniczne  tego 

enzymu  wykorzystywane  są  do  produkcji  glukozy  w  przemyśle  spożywczym.  Enzym  ten 
katalizuje  głównie  hydrolizę  wiązań  α-1,4-glikozydowych  w  skrobi,  odrywając  kolejno 
jednostki  glukozy  od  nieredukującego  końca  cząsteczek  polisacharydu.  Znacznie  wolniej 
hydrolizuje  wiązania  α-1,6-glikozydowe,  obecne  w  amylopektynie.  Ze  względu  na  sposób 
działania  glukoamylaza  określana  jest,  podobnie  jak  β-amylaza,  jako  egzoamylaza.  W 
początkowej  fazie  działania  glukoamylazy  na  skrobię  obserwuje  się  szybki  przyrost 
redukcyjności  oraz  powolną  zmianę  barwy  z  jodem,  a  także  powolny  spadek  lepkości  w 
mieszaninie reakcyjnej. Optymalne pH dla tego enzymu mieści sie w zakresie od 4,0 do 5,6, a 
optymalna  temperatura  w  przedziale  40-65ºC.  Charakterystyczne  dla  tego  enzymu  jest 
również  hamujące  dzianie  jonów  Ca

2+

  na  aktywność  hydrolityczną  glukoamylazy,  w 

przeciwieństwie  do 

α

-amylazy,  dla  której  to  jony  wapnia  często  powodują  zwiększenie 

szybkości reakcji hydrolizy skrobi. 

Mechanizm i sposób działania amylaz. Amylazy działając na substrat niezależnie od 

długości  jego  łańcucha  i  stopnia  rozgałęzienia  rozrywają  wiązanie  glikozydowe  pomiędzy 
węglem glikozydowym a tlenem wiązania glikozydowego (Rys. 1.). 

 

Rys. 1. Schemat działania amylaz na amylopektynę. 

Poszczególne  enzymy  amylolityczne  mają  określone  wymagania  co  do  położenia 

wiązania  podatnego  na  hydrolizę  oraz  określoną  kolejność  rozrywania  wiązań.  Sposób 
działania  amylaz  uwarunkowany  jest  budową  ich  centrum  aktywnego  i  substratu,  a  także 
zależy od pH, temperatury i obecności inhibitorów i aktywatorów. 

W  budowie  centrum  aktywnego  amylaz  wyróżnia  się  region  katalityczny  i  region 

wiążący  substrat.  Pierwszy  z  nich  bierze  bezpośredni  udział  w  rozrywaniu  wiązania 
glikozydowego.  Natomiast  region  wiążący  jest  to  odcinek  łańcucha  polipetydowego  białka, 
który musi połączyć się  z określoną liczbą reszt glukozy  w łańcuchu substratu, aby  centrum 
katalityczne mogło spełnić swoją funkcję, tzn. aby nastąpiło rozerwanie wiązania. 

background image

 

Metody oznaczania aktywności enzymów amylolitycznych. Oznaczanie aktywności 

enzymów amylolitycznych można przeprowadzić na podstawie pomiaru: 

1) przyrostu redukcyjności w mieszaninie reakcyjnej, 
2) zmian zabarwienia skrobi z jodem, 
3)  szybkości  rozkładu  substratów  syntetycznych  –  p-nitrofenylomaltotriozy  –  PNP

β

-

G3  (substrat  specyficzny  dla 

β

-amylazy,  zbyt  mała  ilość  reszt  glukozy  dla 

α

-amylazy)  oraz 

zablokowanej  nitrofenylomaltoheptaozy  -  BPNPG7  (substrat  specyficzny  dla 

α

-amylazy, 

blokada uniemożliwia działanie 

β

-amylazie), 

4)  zmian  natężenia  barwy  mierzonej  przy  długości  fali  595  nm,  po  reakcji  ze 

zmodyfikowaną skrobią (starch azure, Sigma), 

5) 

zmiany 

lepkości 

roztworu 

jako 

efektu 

spadku 

masy 

cząsteczkowej 

hydrolizowanego substratu, 

6)  natężenia  światła  rozproszonego  przez  zawiesinę  lub  roztwór  koloidalny,  miarą 

rozproszenia światła jest turbidancja, która proporcjonalna jest do stężenia cząstek zawiesiny, 
które to z kolei spada w miarę postępu hydrolizy skrobi. 

Ze  względu  na  niską  specyficzność  substratową  enzymów  amylolitycznych  w 

stosunku  do  skrobi,  w  nieoczyszczonych  homogenatach  (np.  wyciągu  słodowym)  występuje 
współdziałanie  różnych  amylaz  i  efekt  końcowy  tj.  powstawanie  dekstryn  oligosacharydów 
oraz glukozy jest wypadkową działania poszczególnych enzymów. 
 

A.

 

Metody wykorzystujące przyrost redukcyjności w mieszaninie reakcyjnej. 

Metoda  z  heksacyjanożelazianem  (III)  potasu.  W  tej  metodzie  podobnie  jak  w 

metodzie Bernfelda, wykorzystuje się właściwości redukujące cukrów uwalnianych w trakcie 
hydrolizy  polisacharydów  przez  enzymy  amylolityczne,  które  reagują  z  alkalicznym 
roztworem heksacyjanożelazianu (III) potasu - K

3

Fe(CN)

6

 (Robyt i wsp. 1972, Kidder i wsp. 

1972).  Heksacyjanożelazian  (III)  potasu  posiada  żółty  kolor,  który  po  zredukowaniu  przez 
uwalniane w trakcie hydrolizy skrobi dekstryny, oligosacharydy oraz glukozę przekształca się 
w bezbarwny heksacyjanożelazian (II) potasu – K

4

Fe(CN)

6

. Stopień osłabienia intensywności 

zabarwienia  alkalicznego  roztworu  heksacyjanożelazianu  (III)  potasu  jest  zależny  od  ilości 
uwalnianych cukrów redukujących i może być miarą aktywności enzymów amylolitycznych. 

Odczynniki. 

1.  Wyciąg  enzymu  do  oznaczania  aktywności  enzymów  amylolitycznych  sporządza 

się z 1 g trzustki zhomogenizowanej w 1000 ml  0.9% NaCl. Ekstrakt po  homogenizacji jest 
wirowany i jeśli to konieczne dodatkowo sączony przez gazę.  

2. 0,9% NaCl, odważyć 9 g NaCl, początkowo rozpuścić w 900 ml H

2

O destylowanej, 

następnie uzupełnić do 1000ml. 

3. 1-proc. roztwór skrobi rozpuszczalnej w 0,05 M buforze Tris-HCl o pH 7,0. 
4.  3,5  g  K

3

Fe(CN)

6

  oraz  20,0  g  węglanu  sodowego  (Na

2

CO

3

)  rozpuścić  w  800  ml 

wody  następnie  po  rozpuszczeniu  uzupełnić  wodą  do  1000  ml,  przechowywać  w  ciemnej 
butelce 4ºC.  
 
Wykonanie. 

Otrzymany  w  kolbie  miarowej  na  10  ml  wyciąg  z  trzustki  wieprzowej  (1)  uzupełnić 

0,9%  NaCl  (2)  i  wymieszać.  W  razie  konieczności  przelać  do  czystej  próbówki,  w  celu 
pobrania pipetą automatyczną do oznaczeń. 

Do  3  enzymatycznie  czystych  probówek  pobrać  po  0,3  ml  1%  zbuforowanego 

roztworu  skrobi  (3)  i  wstawić  na  5  min  do  łaźni  wodnej  o  temp.  37°C.  Po  5  minutach  do  2 
probówek  dodać  po  0,2  ml  wyciągu  enzymu  z  kolby  na  10  ml  (próby  właściwe  -  P)  i 

background image

 

przeprowadzić  reakcję  hydrolizy  skrobi  w  ciągu  15  min  w  temp.  37°C.  Następnie  do 
wszystkich  3  probówek  dodać  po  1,5  ml  alkalicznego  roztworu  heksacyjanożelazianu  (III) 
potasu  (4),  a  do  trzeciej  probówki  zawierającej  substrat  i  1,5  ml  alkalicznego  roztworu 
heksacyjanożelazianu (III) potasu dodać dodatkowo 0,2 ml enzymu (próba materiałowa - M). 
Do  czystej  probówki  dodać  0,5  ml  wody  destylowanej  oraz  1,5  ml  alkalicznego  roztworu 
heksacyjanożelazianu (III) potasu (próba odczynnikowa – O). 

Po dokładnym wymieszaniu wszystkie 4 probówki wstawić do wrzącej łaźni wodnej, 

ogrzewać  10  minut,  a  następnie  schłodzić  do  temperatury  pokojowej.  Po  schłodzeniu  do 
każdej  probówki  pobrać  po  10  ml  H

2

O  wody  destylowanej,  dobrze  wymieszać.  Odczytu 

wartości  absorbancji  dokonać  w  fotometrze  przy  długości  fali  420  nm,  zerując  fotometr 
względem wody destylowanej. 
Przykładowe obliczenia. 
 

Absorbancja 

P1 

Absorbancja 

P2 

Średnia 

absorbancja 

Absorbancja 

Absorbancja 

1,078 

1,122 

1,100 

1,374 

1,505 

 

Od  absorbancji  dla  próby  odczynnikowej  (O  –  jej  wartość  powinna  być  zbliżona  u 

wszystkich w grupie) odejmujemy absorbancję dla prób materiałowych i średnią dla pełnych 
(niejednakowych  wobec  różnych  stężeń  otrzymanego  wyciągu  enzymu  w  zadaniu 
kontrolnym): 

1,505 – 1,374 = 0,131 
1,505 – 1,100 = 0,405 
Z  różnicy  tak  obliczonych  absorbancji:  P  –  M,  odpowiednio:  0,405  –  0,131  =  0,274 

możemy  wnioskować  o  aktywności  amylolitycznej  użytego  do  doświadczenia  ekstraktu  z 
trzustki. 

Dla  obliczonej  różnicy  odczytujemy  z  krzywej  wzorcowej,  w  której  użyto 

wzorcowych roztworów maltozy ilość maltozy, dla 0,274 było to 350 

µ

g maltozy. 

W 0,2 ml próby znajduje się 350 µg maltozy 
Enzym w 10 ml, (w kolbce) – uwolniłby 17500 

µ

g maltozy, czyli 17,5 mg maltozy 

Do kolbki, przed dopełnieniem jej wodą do objętości 10 ml wlano np. 0,1 ml wyciągu 

z  trzustki  (wartość  tą  poda  prowadzący  ćwiczenie,  po  zanotowaniu  absorbancji  średniej  dla 
zadania kontrolnego). 

0,1 ml wyciągu z trzustki umożliwiłoby uwolnienie 17,5 mg maltozy, zatem 1000 ml: 

17,5 mg maltozy x 1000/0,1 = 175000 mg maltozy, czyli 175 g maltozy, masa cząsteczkowa 
maltozy  wynosi  342g,  zatem  aktywność  enzymów  amylolitycznych  wyrażona  w  µmolach 
uwolnionej maltozy na 1 g trzustki i na 1 min. w tym wypadku wynosi:  
175 g maltozy/ 342 g/mol= 0,512 mola maltozy = 512 mmola  
512/ 15 min = 17,466 mmola maltozy x 1 min

-1

 

17,466 mmola maltozy x 1 min

-1

 / 1 g trzustki = 17,466 mmola uwolnionej maltozy x 1 min

-1

 

x 1 g trzustki

-1

 

Opracowanie wyników 

Prowadzącemu  ćwiczenia  podać  różnicę  średnią  wartość  absorbancji  z  równoległych 

prób pełnych po odjęciu absorbancji dla próby materiałowej. 

Na  podstawie  uzyskanej  różnicy  absorbancji  odczytać  z  krzywej  wzorcowej 

odpowiednią wartość maltozy w µg. Krzywą wzorcową dla maltozy z alkalicznym roztworem 
heksacyjanożelazianu (III) potasu przygotowuje się stosując roztwór maltozy o stężeniach od 
0  do  1600 

µ

g  na  1  ml. Uwzględniając  rozcieńczenia  obliczyć  aktywność  amylaz  z  trzustki i 

wyrazić ją w mmolach uwolnionej maltozy na 1 g trzustki i na 1 min. 

background image

 

Inne metody wykorzystujące przyrost redukcyjności w mieszaninie reakcyjnej. 

Metoda Bernfelda. W metodzie Bernfelda (1958), zmodyfikowanej przez Jamiesona i 

współpracowników  (1968)  wykorzystuje  się  właściwości  redukujące  maltozy  i  innych 
cukrów,  które  w  środowisku  zasadowym  redukują  grupę  nitrową  soli  sodowej  kwasu  3,5-
dinitrosalicylowego  (DNS)  w  pozycji  3  do  grupy  aminowej  (Rys.  2.).  Powstałe  pochodne 
aminowe mają barwę pomarańczową, silnie absorbują świtało przy długości fali w zakresie od 
450-540  nm.  Intensywność  powstałej  barwy  zależy  od  ilości  w  próbie  cukrów  redukujących 
uwalnianych podczas działania enzymów, dlatego reakcja ta może stanowić podstawę do ich 
oznaczenia fotometrycznego. 

 

 

kwas 3,5-dinitrosalicylowy 
 

 

 

kwas 3-amino-5-nitrosalicylowy 

Rys.  2.  Wzory  kwasu  3,5-dinitrosalicylowego  (DNS)  oraz  kwasu  3-amino-5-
nitrosalicylowego. 

 
Metoda  Somogyi  i  Nelsona.  W  tej  metodzie  (Somogyi,  1952)  podobnie  jak  w 

poprzednio  opisanych  metodach,  wykorzystuje  się  właściwości  redukujące  sacharydów 
(głównie  mono-  i  disacharydów),  które  w  środowisku  zasadowym  redukują  jony  miedzi  (II) 
do jonów miedzi (I) w obecności winianu sodowopotasowego z wytworzeniem tlenku miedzi 
CuO  w  postaci  ceglastego  osadu.  Po  dodaniu  kwasu  arsenomolibdenowego  do  utworzonego 
tlenku  miedzi  zachodzi  redukcja  tego  kwasu  do  odpowiedniego  barwnika  o  kolorze 
błękitnym,  intensywność  otrzymanej  barwy  można  mierzyć  w  zakresie  od  500  do  620  nm  i 
jest  ona  proporcjonalna  do  ilości  utworzonych  cukrów  redukujących  w  czasie  działania 
enzymów  amylolitycznych.  Metoda  Somogyi  i  Nelsona  stosowana  jest  najczęściej  do 
oznaczania aktywności egzoamylaz. 

B.

 

Reakcja skrobi z jodem. Metoda Sandstedta, Kneena i Blisha (SKB). 

Cząsteczki  skrobi  zależnie  od  ilości  zawartej  w  nich  amylozy  i  amylopektyny 

adsorbują  jod  na  swojej  powierzchni,  dając  zabarwienie  niebieskie  lub  niebieskofioletowe 
(Rys.  3).  Natomiast  produkty  częściowej  degradacji  skrobi  zależnie  od  wielkości  ich 
cząsteczek  dają  zabarwienie  fioletowe  (dekstryny  wysokocząsteczkowe),  czerwone  i 
czerwonobrunatne 

(dekstryny 

średniej 

masie 

cząsteczkowej), 

dekstryny 

niskocząsteczkowe nie dają zabarwienia z jodem. 

 

Rys. 3. Tworzenie się kompleksu amylozy z jodem.  

background image

 

Metoda  Sandstedta,  Kneena  i  Blisha  (SKB,  1939)  oznaczania  aktywności  amylaz 

polega na pomiarze ilości rozłożonej skrobi, na podstawie zmiany intensywności zabarwienia 
w mieszaninie reakcyjnej z jodem po określonym czasie działania enzymu np. w pH 7,0 i w 
temp.  37°C.  Stosowana  w  ćwiczeniu  jako  substrat  skrobia  ziemniaczana  daje  z  jodem 
zabarwienie niebieskie (ze względu na znaczną zawartość w niej amylozy – ok. 20%).  

Po  przerwaniu  reakcji  enzymatycznej  i  wprowadzeniu  jodu  w  próbie  materiałowej 

(bez enzymu) oznacza się pochłanianie barwnego kompleksu powstałego z całą ilością skrobi 
wprowadzonej  do  reakcji,  natomiast  w  próbie  z  udziałem  enzymu  oznacza  się  absorbancję 
kompleksu  skrobi  nie  rozłożonej  i  dekstryn.  Ilość  rozłożonej  skrobi  znajduje  się  z  różnicy 
pomiarów tych dwóch prób. 

Odczynniki. 

1.  Wyciąg  enzymu  do  oznaczania  aktywności  enzymów  amylolitycznych  sporządza 

się z 1 g trzustki zhomogenizowanej w 1000 ml  0.9% NaCl. Ekstrakt po  homogenizacji jest 
wirowany i jeśli to konieczne dodatkowo sączony przez gazę.  

2. 0,9% NaCl, odważyć 9 g NaCl, początkowo rozpuścić w 900 ml H

2

O destylowanej, 

następnie uzupełnić do 1000ml. 

3. 1-proc. roztwór skrobi rozpuszczalnej w 0,05 M buforze Tris-HCl o pH 7,0. 
5. 0,5-molowy kwas solny. 
6.  Roztwór  jodu  a)  podstawowy:  0,6  g  jodku  potasowego  rozpuścić  w  0,5  ml  wody, 

dodać 0,6 g krystalicznego jodu i mieszać do całkowitego rozpuszczenia, uzupełnić wodą do 
200  ml.  Przenieść  do  ciemnej  butli  ze  szlifem;  roztwór  jest  trwały  przez  kilka  tygodni;  b) 
roboczy:  10  ml  roztworu  podstawowego  przenieść  do  kolby  miarowej  na  500  ml,  uzupełnić 
wodą, a następnie sprawdzić absorbancję przy długości fali 470 nm i ustalić na wartość równą 
0,160 Abs za pomocą stężonego roztworu jodu lub wody. 

Wykonanie. 

Otrzymany  w  kolbie  miarowej  na  10  ml  wyciąg  enzymów  (1)  amylolitycznych 

trzustki  uzupełnić  0,9%  NaCl  (2)  do  kreski  i  wymieszać.  Do  3  enzymatycznie  czystych 
probówek pobrać po 1 ml 1% zbuforowanego roztworu skrobi (3), wstawić na 5 min do łaźni 
wodnej o temp. 37°C, następnie do dwu z nich dodać po 1,0 ml roztworu enzymu z kolby na 
10 ml (próby właściwe - P), a do trzeciej 1 ml wody (próba materiałowa - M). Po dokładnym 
wymieszaniu  próby  inkubować  15  min  w  temp.  37°C.  Reakcję  enzymatyczną  przerwać  w 
łaźni    dodając  5  ml  0,5M  kwasu  solnego  (5).  Następnie  pobrać  po  0,25  ml  mieszaniny 
reakcyjnej i dodać do 5 ml roztworu jodu (6). Po dokładnym wymieszaniu odczytu dla próby 
właściwej  i  materiałowej  dokonać  przy  długości  fali  670  nm  w  fotometrze  nastawionym  na 
zero wobec wody.  
 
Przykładowe obliczenia. 

Absorbancja 
próby pełnej 

Absorbancja 
próby pełnej 

Średnia 

absorbancja 

próby pełnej 

Absorbancja 

próby 

materiałowej 

Różnica Absorbancja 

materiałowa – Absorbancja 

pełne 

0,416 

0,424 

0,420 

0,746 

0,326 

 

Różnica absorbancji  0,326 
Abs

670

 – dla próby materiałowej wynosiła 0,746 co odpowiadało 10 mg skrobi 

Spadek  Abs

670

  o  0,326  oznacza  rozłożenie  3,48  mg  skrobi  przez  1  ml  roztworu  słodu 

pobranego z 10 ml kolbki.  

Dla 10 ml, (w kolbce) mamy odpowiednio 34,80 mg rozłożonej skrobi 

background image

 

Do  kolbki,  przed  dopełnieniem  jej  wodą  do  objętości  10  ml  wlano  np.  0,1  ml  wyciągu  z 

trzustki (wartość tą poda prowadzący ćwiczenie, po zanotowaniu absorbancji średniej dla 
zadania kontrolnego). 

0,1 ml wyciągu z trzustki umożliwiłoby spadek absorbancji roztworu skrobi z jodem o 3,260, 

zatem  1000  ml:  34,80  x  1000/0,1  =  348000,00  mg  skrobi,  czyli  348  g  skrobi,  zatem 
aktywność enzymów amylolitycznych wyrażona w g rozłożonej skrobi na 1 g trzustki i na 
1 min. w tym wypadku wynosi:  

348 g skrobi/ 15 min = 23,2 g skrobi x 1 min

-1

  

23,2 mg skrobi x 1 min

-1

 / 1 g trzustki = 23,2 g rozłożonej skrobi x 1 min

-1

 x 1 g trzustki

-1

 

Opracowanie wyników. 

Absorbancja  próby  materiałowej  odpowiada  tej  ilości  skrobi,  która  została 

wprowadzona do reakcji (1 ml 1% roztworu – 10 mg). Absorbancja próby pełnej odpowiada 
ilości  skrobi  pozostałej  po  hydrolizie  enzymami  amylolitycznymi.  Z  różnicy  między 
absorbancją próby materiałowej i pełnej wnioskujemy o ilości rozłożonej skrobi. 

Prowadzącemu  ćwiczenia  należy  podać  różnicę  między  absorbancją  próby 

materiałowej  i  pełnej.  Uwzględniając  rozcieńczenia  obliczyć  aktywność  α-amylazy  w  mg 
rozłożonej skrobi w czasie 1 minuty w przeliczeniu na enzym wyekstrahowany z 1 g trzustki. 

Pytania 

1.

 

Do jakiej klasy enzymatycznej należą amylazy? Jakie reakcje katalizują? 

2.

 

Narysować  fragment  łańcucha  amylopektyny  i  wskazać  na  nim  miejsca  działania 

poszczególnych amylaz. 

3.

 

Na  czym  polega  różnica  w  sposobie  działania  na  skrobię  pomiędzy  α-  i  β-amylazą? 

Które enzymy określa się jako endoamylazy, a które jako egzoamylazy i dlaczego? 

4.

 

Na czym polegają metody oznaczania aktywności amylaz? 

5.

 

Wymienić  typy  organizmów,  w  których  występują  α-,  β-  i  glukoamylazy.  Jakie 

funkcje pełnią w nich te enzymy? 

6.

 

Uzasadnić  celowość  wykonywania  prób  materiałowych  w  metodzie  wykorzystującej 

przyrost  redukcyjności  w  mieszaninie  reakcyjnej.  Czy  odczyty  absorbancji  będą  w 
nich  większe  czy  mniejsze  niż  w  próbach  pełnych  (z  działającymi  enzymami 
amylolitycznymi) odpowiedź uzasadnij. 

7.

 

Podaj nazwę i napisz wzór produktu reakcji cukrów redukujących z DNS (kwasem ,5-

dinitrosalicylowym).  W  jakiej  metodzie  wykorzystywany  jest  ten  substrat? 
Aktywności  których  amylaz  (egzo-,  czy  endoamylaz)  częściej  oznaczane  są  z 
wykorzystaniem DNS, odpowiedź uzasadnij. 

8.

 

Wyjaśnić,  na  czym  polega  zasada  metody  SKB  oznaczania  aktywności  enzymów 

amylolitycznych? 

9.

 

Wyjaśnić,  na  czym  polega  zasada  metody  z  wykorzystaniem  alkalicznego  roztworu 

heksacyjanożelazianu 

(III) 

potasu 

do 

oznaczania 

aktywności 

enzymów 

amylolitycznych? 

Literatura. 

1.

 

Bernfeld, P. (1955) Amylases, alpha and beta. Methods in enzymology I: 149-158, 

2.

 

Jamieson A. D., Pruitt K. M. Caldwell R. C. (1969) An Improved Amylase Assay J Dent Res; 48; 483, 

3.

 

Kidder, D. E., Hill F.W.G., Stevens J. A. (1972) Automatic measurement of some mucosal carbohydrases. Clin. Chim. Acta 

37:491. 

4.

 

Robyt, J. F., Ackerman R. J., Keng J. G. (1972) Reducing value methods for maltodextrins: II. Automated methods and 

chainlength independence of alkaline ferricyanide. Anal.Biochem. 45: 517. 

5.

 

Sanstedt, R. M., Kneen, E., Blish, M. J. (1939) A standardized Wohlgemuth procedure for alpha-amylase activity. Cereal 

Chem., 16, 712-723.  

6.

 

Somogyi, M., (1952) Determination of reducing sugars by Nelson-Somogyi method. J. Biol. Chem., 200: 245-245.