Glükoosisisalduse määramine ensümaatilisel meetodil Teooria Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides kasutatakse laialdaselt ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi (GOx) ja peroksüdaasi (POx) kasutamisel. Täna GOx-i substraadispetsiifilisusele -D-glükoosi suhtes võimaldab see meetod määrata glükoosisisaldust ka teiste suhkrute juuresolekul. GOx katalüüsib -D-glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja ,D-glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D- glükoonhappe. Järgmises etapis kasutatakse POx-i mis sisaldab mittevalgulise komponendina heemi. POx katalüüsib spetsiifiliste substraatide oksüdeerumist kasutades elektronide akseptorina teist substraati, H 2O2, mille oksüdeerumisel moodustub H2O. POx-i toimel oksüdeeruva kromogeense substraadina kasutatakse mitmeid bensidiini derivaate, nagu
..1014, enamasti on ensüümid anorgaanilistest katalüsaatoritest 105...106 korda aktiivsemad. Ensüümi kogust väljendatakse tihti aktiivsusena, st tema poolt esilekutsutava katalüütilise efekti järgi ehk ühes ajaühikus produktideks konverteeritud substraadi moolide arvu/tekkinud produktide moolide arvu järgi. Ühik: 1 katal (kat)= 1 mol* s-1 Üks katal on selline ensüümi hulk, mis konverteerib 1 sekundi jooksul ensüümile optimaalsetel tingimustel 1 mooli substraati reaktsiooniproduktideks. 1 mkat=10-3 kat 1 mikrokat=10-6 kat 1 nkat=10-9 kat Levinud on ka aktiivsuse väljendamine rahvusvahelistes ühikutes IU-des (International Units). 1 IU = 1 mikromool minuti kohta 1 IU on selline ensüümi hulk, mis katalüüsib 1 minuti jooksul 25 kraadi juures ensüümile optimaalsetel tingimustel 1 mikromooli substraadi konversiooni reaktsiooniproduktideks. Kui toimimiseks optimaalne 25 kraadi, siis 1kat=6*107 IU, ehk 1 IU=16,67 nkat
..1014, enamasti on ensüümid anorgaanilistest katalüsaatoritest 105...106 korda aktiivsemad. Ensüümi kogust väljendatakse tihti aktiivsusena, st tema poolt esilekutsutava katalüütilise efekti järgi ehk ühes ajaühikus produktideks konverteeritud substraadi moolide arvu/tekkinud produktide moolide arvu järgi. Ühik: 1 katal (kat)= 1 mol* s-1 Üks katal on selline ensüümi hulk, mis konverteerib 1 sekundi jooksul ensüümile optimaalsetel tingimustel 1 mooli substraati reaktsiooniproduktideks. 1 mkat=10-3 kat 1 mikrokat=10-6 kat 1 nkat=10-9 kat Levinud on ka aktiivsuse väljendamine rahvusvahelistes ühikutes IU-des (International Units). 1 IU = 1 mikromool minuti kohta 1 IU on selline ensüümi hulk, mis katalüüsib 1 minuti jooksul 25 kraadi juures ensüümile optimaalsetel tingimustel 1 mikromooli substraadi konversiooni reaktsiooniproduktideks. Kui toimimiseks optimaalne 25 kraadi, siis 1kat=6*107 IU, ehk 1 IU=16,67 nkat
4 Proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine Üliõpilane: Juhendaja: Tallinn 2010 Töö teoreetilised alused Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on rühm ensüüme, mis katalüüsivad peptiidsidemete hüdrolüüsi valkudes ja peptiidides. Reaktsiooniproduktideks on peptiidid ja vabad aminohapped. Valkude hüdrolüüsi nimetatakse proteolüüsiks. Proteolüütiliste ensüümide aktiivsus avaldatakse valgu hüdrolüüsil vabanevate produktide (aminohapete ja peptiidide) hulga kaudu, sest hüdrolüüsunud peptiidsidemete hulk ei ole otseselt mõõdetav. Aktiivsuse määramisel kasutatakse erinevaid substraate ja iga ensüümipreparaat lahustatakse talle sobiva pH-ga puhvris. See sõltub uuritava proteaasi substraadi spetsiifilisusest ja
3 GLÜKOOSISISALDUSE MÄÄRAMINE ENSÜMAATILISEL MEETODIL Teooria Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides, nagu vereseerum, toiduained, taimne tooraine jm kasutatakse laialdaselt ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi (GOx) ja peroksüdaasi (POx) kasutamisel. GOx-i süstemaatiline nimetus ,D-glükoosi: O2-oksüdoreduktaas näitab, et ta katalüüsib, D glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja ,Dglükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe. GOx kujutab endast liit- ehk konjugeeritud valku, flavoproteiini, mis sisaldab mittevalgulise komponendina flaviinadeniindinukleotiidi (FAD), mis toimib koensüümina. Vaadeldava meetodi järgmises etapis kasutatakse peroksüdaaside perekonna üht esindajat, rõika peroksüdaasi, mille süstemaatiline nimetus on doonor: H2O2 oksüdoreduktaas.
Ensüüm: Alkalaas 2. Teooria Proteoluutilised ensuumid ehk proteaasid (EC 3.4.4., peptiid - peptiidhudrolaasid) on arvukas ruhm ensuume, mis kataluusivad peptiidsidemete hudroluusi valkudes ja peptiidides. Reaktsiooniproduktideks on erineva molekulmassiga peptiidid ja vabad aminohapped. Proteoluutilise aktiivsuse uhikuks 1 mikro kat loetakse sellist ensuumi hulka, mis põhjustab 1 mikro mooli peptiidsidemete hudroluusi 1 s vältel 30 °C juures. Kuna hudroluusunud peptiidsidemete hulk ei ole otseselt mõõdetav, siis on
Arvutus parandada. Järeldus? 12.04. M.K. 1 PROTEOLÜÜTILISE ENSÜÜMI AKTIIVSUSE MÄÄRAMINE (3.4.) Teooria Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on rühm ensüüme, mis katalüüsivad peptiidsidemete hüdrolüüsi valkudes ja peptiidides. Reaktsiooniproduktideks on erineva molekulaarmassiga peptiidid ja vabad aminohapped. Valkude hüdrolüüsiks nim proteolüüsi. Proteolüütilise aktiivuse ühikuks 1 µkat loetakse sellist ensüümi hulka, mis põhjustab 1 µmooli peptiidsidemete hüdrolüüsi 1 s vältel 30 oC juures. Kuna hüdrolüüsunud peptiidsidemete hulk ei ole otseselt mõõdetav, siis on üldlevinud proteolüütiliste ensüümide aktiivsuse avaldamine valgu hüdrolüüsi produktide hulga kaudu.
G ensüümipreparaadi kaalutis, g (0,0147g) A10= (13,2 -2,7) * 26 * 5 * 103 /( 600 * 180 * 1 * 1 * 0,0147) = 859,8 µkat/g A20=(22-2,7) * 26 * 5 * 103 /( 1200 * 180 * 1 * 1 * 0,0147) = 790,2 µkat/g A =( A10 + A20) / 2 = (859,8 + 790,2)/2= 825,0 µkat/g Mida näitab/väljendab invertaasi aktiivsus 825 µkat/g? 1 katal on selline ensüümi hulk, mis konverteerib 1 sekundi jooksul ensüümile optimaalsetel tingimustel 1 mooli substraati reaktsiooniproduktideks. Kuna see on aga väga suur ühik, siis praktikas kasutataksegi tihti ühikuna hoopis µkatalit. Defineerisid ühiku 1 katal. Antud töös leiti, et invertaasi preparaadi aktiivsus on 825 µkat/g. Mida väljendab konkreetselt 825 µkat/g? St kui palju taandavaid suhkurid tekib, mis aja jooksul, mis preparaadi koguse kohta? 825 µkat/g väljendab seda, et taandavaid suhkruid tekib 825 mikromooli 1 sekundi jooksul 1 g preparaadi kohta. Järeldus
1. Töö teoreetilised alused Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides (vereseerum, toiduained) kasutatakse laialdaselt ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümde glükoosi oksüdaasi ja peroksüdaasi kasutamisel. Tänu GOx-i substraadispetsiifilisusele ,D-glükoosi suhtes võimaldab see meetod määrata glükoosisisaldust ka teiste suhkrute juuresolekul. GOx katalüüsib ,D-glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel, reaktsiooniproduktideks vesinikperoksiid ja ,D-glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe. GOx on liitvalk, flavoproteiin, mis sisaldab mittevalgulise osana flaviinadeniindinukleotiidi (FAD), mis toimib koensüümina. FAD seob glükoosi molekulilt 2 vesiniku aatomit, redutseerudes FADH2-ks ning kannab need molekulaarsele hapnikule, mis sisaldub lahustunult reaktsioonikeskkonnas. Reaktsiooni tulemusena tekib ekvimolaarses koguses D- glükoonhapet ja vesinikperoksiidi.
Sissejuhatus Selles praktikumis sooritasin töö teemal glükoosisisalduse määramine ensümaatilisel meetodil. Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides kasutatakse laialdaselt ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümide glükoois oksüdaasi (GOx) ja peroksüdaasi (POx) kasutamisel. GOx-i süstemaatiline nimetus β,D-glükoosi:O2-oksüdoreduktaas näitab, et ta katalüüsib β,D- glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja δ,D-glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D- glükoonhappe. FAD seob glükoosi molekulilt kaks vesiniku aatomit, redutseerides FADH2-ks ning kannab need molekulaarsele hapnikule, mis sisaldub lahustunult reaktsioonikeskkonnas. Reaktsiooni tulemusena tekib ekvimolaasrses koguses D-glükoonhapet ja vesinikperoksiidi. Meetodi järgmises etapis kasutatakse rõika peroksüdaasi, mille süstemaatiline nimetus on doonor:H2O2-oksüdoreduktaas
Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides (vereseerum, toiduained, taimne tooraine) kasutatakse laialdaselt ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi ja peroksüdaasi kasutamisel. Tänu glükoosi osküdaasi substraadispetsiifilisusele glükoosi suhtes võimaldab meetod määrata glükoosisisaldust ka teiste suhkrute juuresolekul. Glükoosi oksüdaas katalüüsib ,D-glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja ,D-glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe. Glükoosi oksüdaas kujutab endast joonisel näidatultki liit- ehk konjugeeritud valku, flavoproteiini, mis sisaldab mittevalgulise komponendina flaviinadeniindinukleotiidi , mis toimib koensüümina. Glükoosi oksüdaasi molekul on dimeerne valk (kaks subühikut, mis joonisel on eritooniliste siniste värvustega näidatud). Roosaga on joonisel näidatud FAD-i molekulid
koostisesse. Loomsetes organismides on glükoos energiaallikaks, seda glükogeeni kujul. Taimedes on glükoos oluline rakukesta komponent, moodustades tselluloosi polümeerse molekuli. Taimede glükoosivarud on tärklisena seemnetes ja mugulates. Glükoosisisalduse määramine põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi (GOx) ja peroksüdaasi (POx) kasutamisel. GOx katalüüsib β,D-glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on H2O2 ja δ,D-glükonolktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe (H2O2 ja D-glükoonhape Joonis 1: glükoosi anomeerid moodustuvad ekvimolaarses koguses). POx katalüüsib spetsiifiliste substraatide oksüdeerumist. Värvilise produkti puhul saab POx- reaktsiooni jälgida spektrofotomeetriliselt. Seejuures on värvilise ühendi
kasutusel ensümaatiline meetod, mis põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi (GOx) ja peroksüdaasi (POx) kasutamisel. Tänu GOx-i substraadispetsiifilisusele β,D- glükoosi suhtes võimaldab see meetod määrata glükoosisisaldust ka teiste suhkrute juuresolekul. GOx-i süstemaatiline nimetus β,D-glükoosi:O 2-oksüdo-reduktaas näitab, et ta katalüüsib β,D-glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja δ,D-glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D- glükoonhappe. GOx kujutab endast liit- ehk konjugeeritud valku (flavoproteiini), mis sisaldab mittevalgulise komponendina flaviinadeniindinukleotiidi (FAD), mis toimib koensüümina. GOx-i molekul on dimeerne valk (kaks subühikut). Ensüümivalku stabiliseerivad polüsahhariidi ahelad. FAD seob glükoosi molekulilt kaks vesiniku aatomit, redutseerudes FADH 2-ks ning kannab need molekulaarsele hapnikule
punase sademena ja lahusesse jääb ekvivalentses koguses vaba triloon B.Reaktsioonil vabanenud triloon B määratakse tiitrimisel 0,02 M vasksulfaadi lahusega, kasutades inikaatorina mureksiidi vesilahust. Invertaasi aktiivsus avaldatakse mikrokatalites 1 ml ensüümilahuse kohta (µkat/ml) Proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine Proteaasid on arvukas rühm ensüüme , mis katalüüsivad peptiidsidemete hüdrolüüsi valkudes ja peptiidides. Reaktsiooniproduktideks on erineva molekulmassiga peptiidid ja vabad aminohapped. Valkudes hüdrolüüs kannab proteolüüsi nimetust. Proteolüütilise aktiivsuse ühikuks 1 µkat loetakse sellist ensüümi hulka, mis põhjustab 1 µmooli peptiidsidemete hüdrolüüsi 1 s vältel 30 C juures.Kuna hüdrolüüsunud peptiidsidemeye hulk ei ole otseselt mõõdetav , siis on üldlevinud proteolüütiliste ensüümide aktiivsuse avaldamine valgu hüdrolüüsi produktide( aminohapped, peptiidid) hulga kaudu
GOx endast liit- ehk konjugeeritud valku, flavoproteiini, mis sisaldab mittevalgulise komponendina flaviinadeniindinukleotiidi (FAD), mis toimib koensüümina. POx on koostiselt liitvalk, mis sisaldab mittevalgulise komponendina heemi, olles seega hemo- ehk kromoproteiin 2.Kirjeldage GOx-i ja POx-i poolt katalüüsitavaid reaktsioone. GOx ( ,D-glükoosi:O2-oksüdoreduktaas), ta katalüüsib ,Dglükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja ,Dglükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe. POx katalüüsib spetsiifiliste substraatide (elektronide doonorite) oksüdeerumist (= dehüdreerumist), kasutades elektronide aktseptorina teist substraati, H2O2, mille redutseerumisel moodustub H2O. Peroksüdaas Oksüdeeritud substraat + H2O2 Taandatud substraat + 2 H2O 3. Millist koensüümi vajab GOx ja milles seisneb koesüümi roll? FAD mis toimib koensüümina.
Tänu GOx-i substraadispetsiifilisusele ,D-glükoosi suhtes võimaldab see meetod määrata glükoosisisaldust ka teiste suhkrute juuresolekul. GOx-i süstemaatiline nimetus ,D-glükoosi:O2-oksüdo- reduktaas (EC 1.1.3.4) näitab, et ta katalüüsib ,D- glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. Reaktsiooniproduktideks on vesinikperoksiid ja ,D- glükonolaktoon, mis kiiresti hüdrolüüsudes moodustab D-glükoonhappe. Nagu juuresolevalt pildilt näha, kujutab GOx endast liit- ehk konjugeeritud valku, flavoproteiini, mis sisaldab mittevalgulise komponendina flaviinadeniindinukleotiidi (FAD), mis toimib koensüümina. GOx-i molekul on dimeerne valk (kaks subühikut, pildil erineva sinise tooniga). Roosaga on näidatud FAD-i molekulid
annaabi.ee 
