일반화학실험 화학실험2 캐털레이즈의 반응속도 (서울대 자연대생, 2021년 2학기)

소개

2021년 2학기 일반화학실험 화학실험2 서울대 실험보고서입니다.

학점 후회 없으실 것입니다.

목차

I. Abstract

II. Introduction
1.효소
2.Catalase
3.반응 속도

III. Procedure

IV. Data & Results
1.실험의 Raw 데이터 처리
2.Michaelis-Menten plot과 Lineweaver-Burk plot

V. Discussion
1.Michaelis-Menten plot과 Lineweaver-Burk plot에서 각 요소 (Vo, Km, Vmax 등)들이 의미하는 것
2.Lineweaver-Burk plot의 유용성

VI. Reference

VII. <과제>
1.Q1-1 강염기 용액에서 catalase가 비활성화된 원리는 무엇인지 구체적으로 조사해봅시다.
2.Q1-2 효소 용액을 열로 처리해도 catalase가 비활성될 수 있습니다. 그 이유는 무엇입니까?
3.Q1-3 체온 38.5℃ 이상의 고열이 지속되면 사람은 사망할 수도 있습니다. 그 이유는 무엇입니까?
4.Q2 Michaelis-Menten equation을 유도해 봅시다. (힌트: 6번, 14번 슬라이드를 참고)
5.Q3 catalase가 없으면 생체 내에서 어떤 문제가 생길지 조사해봅시다.
6.Q4 열이나 염기 용액의 영향으로 어떤 용액 속 catalase의 절반이 변성되었다고 생각해 봅시다.

본문내용

I. Abstract
본 실험에서는 여러 과산화수소 농도(0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 6%)를 가지는 용액과 감자 추출액을 반응시켜 발생하는 기체에 대한 압력을 측정하는 실험을 진행하였다. 강염기 용액을 통해 감자즙 안의 효소를 비활성화시킨 후 기체압력변화를 측정하였을 때 지속적인 기체 발생을 측정하지 못 했으므로 negative control로 사용하였다. 과산화수소의 농도에 따라 발생하는 기체압력 변화를 측 정하여 초기반응속도를 구하였고 이는 각각 0.2642, 0.5284, 1.3212, 1.3212, 2.906, 3.962 hPa/sec 이었 다. 이후 Michaelis-Menten plot과 Lineweaver-Burk plot을 그려 Km/Vmax = 0.6293은 구했지만 Km과 Vmax은 Vmax = -14.8357 hPa/s, Km = -0.1071 M으로 음수 값으로 계산되는 오차를 얻을 수 있었다.
이를 통해 Michaelis-Menten plot과 Lineweaver-Burk plot에 대한 이해를 제고하고 기질과 효소, 그리고 반응속도의 관계를 탐구할 수 있었다.

II. Introduction
2.1 효소
효소란 생명활동에 필요한 생화학적 반응을 촉진하거나 억제하는 생체촉매이다. 효소는 보통 단백질인 경우가 많고 특정 기질에 특이성을 보인다. 효소와 기질의 특이성을 설명하기 위한 Lock-and-key mechanism은 효소의 기질과의 결합부위인 active site가 기질의 분자구조와 정확히 일 치하여 결합한다는 mechanism이다. 이는 이후 효소와 기질이 약간의 분자구조적 변화를 동반하여 결합을 한다는 induced-fit mechanism으로 대체되었다. 기질은 효소의 active site에 위치된 후에 반응 이 진행되며 반응이 끝나면 active site에서 떨어져 나오게 되고 다른 기질이 다시 active site에 결합 하게 된다 (1).

참고자료

· Atkins, P.; Jones, L.; Laverman, L. Chemical Principles: The Quest for Insight, 7th ed.; W.H. Freeman and Company: New York, NY, 2016; p. 635.
· Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry, 7th ed.; W.H. Freeman and Company: New York, NY, 2017; pp. 201-202.
· Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry, 7th ed.; W.H. Freeman and Company: New York, NY, 2017; p. 209.
· Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry, 7th ed.; W.H. Freeman and Company: New York, NY, 2017; pp. 205-206.