Study of the properties of β-galactosidase

소개글

이번 실험에서는 enzyme kinetics의 기본이라 할 수 있는 Michaelis-Menten kinetics을 이해하고, 이를 바탕으로 Michaelis-Menten equation과 Lineweaver-Burk equation를 이용하여 효소 촉매 반응의 최대속도 와 Michaelis constant 을 구하였다. 이를 이용하여 최종적으로는 enzyme tatal activity와 specific activity를 구해보았다. 이를 통해 효소반응에 반응시간, 기질농도가 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 실험에서 사용된 enzyme은 E.coli에서 생성된 β-galactosidase로서 이 β-galactosidase는 ONPG(O-nitrophenyl-β-galactoside)가 ONP(O-nitrophenyl)와 galactose로 분해되는 반응에 촉매작용을 한다. 또한, 효소의 활성에 온도와 pH가 어떠한 영향을 미치는지에 대해서도 알아보고 좀 더 나아가 최적 온도와 pH에 대해서도 생각해보았다.

목차

Abstract:
Introduction:
Materials & Methods:
Result:
Discussion:
Reference:

본문내용

Abstract:
이번 실험에서는 enzyme kinetics의 기본이라 할 수 있는 Michaelis-Menten kinetics을 이해하고, 이를 바탕으로 Michaelis-Menten equation과 Lineweaver-Burk equation를 이용하여 효소 촉매 반응의 최대속도 와 Michaelis constant 을 구하였다. 이를 이용하여 최종적으로는 enzyme tatal activity와 specific activity를 구해보았다. 이를 통해 효소반응에 반응시간, 기질농도가 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 실험에서 사용된 enzyme은 E.coli에서 생성된 β-galactosidase로서 이 β-galactosidase는 ONPG(O-nitrophenyl-β-galactoside)가 ONP(O-nitrophenyl)와 galactose로 분해되는 반응에 촉매작용을 한다. 또한, 효소의 활성에 온도와 pH가 어떠한 영향을 미치는지에 대해서도 알아보고 좀 더 나아가 최적 온도와 pH에 대해서도 생각해보았다.
Introduction:
β-galactosidase는 젖당을 포도당과 갈락토오스로 가수분해하는 과정에 촉매 작용을 한다. 이 실험에서는 β-galactosidase가 ONPG(O-nitrophenyl-β-galactoside)를 galactose와 ONP(O-nitrophenyl)로 분해하는데, 이 때 ONP는 pH 7.7 alkaline solution 조건에서 이온화하며, 420 nm에서 빛을 흡수하여 노란색의 발색작용을 한다.
효소의 촉매 반응의 속도에 영향을 주는 핵심 요소 중의 하나는 기질의 농도 [S]이다. 그러나 시험관 내에서 기질 농도에 의한 영향을 조사한다고 하여도 반응 과정에서 기질은 생성물로 변환되기 때문에 그 기질 농도의 변화도 실제로는 복잡한 것이다. 속도론적 실험을 간단하게 하는 한 가지 방법으로는 기질 농도[S]가 효소 농도[E]보다 훨씬 클 때 initial velocity()를 측정하는 것이다. 전형적인 반응에서 효소는 nanomolar quantities로 존재하며 반면에 기질 농도[S]는 이보다 5~6차수 높게 존재한다. 속도론 실험에서 기질 농도는 일반적으로 효소의 농도보다 훨씬 크기 때문에 반응이 시작된 후에 대단히 짧은 시간내에는 기질농도[S]의 변화는 거의 없이 일정하다고 볼 수 있다. 기질농도[S]의 변화에 따라서 을 측정할 수 있게 된다. 효소의 농도가 일정할 때, 기질농도의 변화가 에 미치는 영향은 <figure.1>에서 보는 바와 같다.

참고 자료

- 강병철, 세포학, 2000, 한우리, pp.27~29, p.203~207
- 전진석, 세포학(분자적 접근), 2004, 월드사이언스, pp.197~198
- David L.Nelson, Lehninger, 생화학, 2005, W.H.Freeman and Company, pp261~267