일반생물학1 실험보고서1. 제목 촉매와 효소반응2. 일시 2020년 07월 15일3. 서론3-1. 실험 목표아밀라아제를 이용하여 pH, 효소농도 및 기질 농도에 따른 효소 활성도의 변화를 파악할 수 있다.3-2. 이론적 참고 사항- 촉매 : 반응 과정에서 소모되거나 변화되지 않으면서 반응 속도를 변화시키는 물질. 주로 전체 반응의 활성화 에너지를 낮춰줘서 반응의 속도를 빠르게 함.- 효소 : 생물체에서 합성돼서 생체 화학반응을 촉진하는 생체촉매. 주성분은 주로 단백질. 입체적인 구조를 통해 기질과 특이하게 결합하는 활성부위를 가짐.- pH가 효소 활성에 영향을 미치는 요인- 농도는 효소의 활성 부위에 영향을 미침- 대체로 과다한 산이나 염기는 효소를 변성시켜 작용할 수 없게 하므로, 중성 부근인 pH6~8정도에서 활성이 크며, 효소에 따라 가장 잘 작용하는 최적 pH가 존재- 기질의 농도가 효소 활성에 영향을 미치는 요인- 다른 조건이 일정할 때 기질의 농도가 증가할수록 반응 속도는 어느 수준까지는 기질의 농도에 비례하여 증가- 기질이 일정 농도에 이르면 효소 포화상태에 도달하여 반응 속도는 일정한 상태를 유지4. 재료 및 기구(1) pH 변화에 따른 아밀라아제의 활성1% 전분 용액, 아밀라아제 용액, 요오드 용액, 0.2N 아세트산 완충용액, 시험관,피펫(2) 기질 농도에 따른 아밀라아제의 활성1% 전분 용액, 아밀라아제 용액, 요오드 용액, 0.2N 아세트산 완충용액, 시험관,피펫5. 방법(1) pH 변화에 따른 아밀라아제의 활성1) 4개의 시험관에 각각 pH 5.0, 6.0, 7.0, 8.5의 완충용액을 5㎖씩 넣습니다.2) 효소를 각각 0.2㎖씩 넣고 잘 흔듭니다.3) 전분 용액을 5㎖씩 넣고 잘 흔듭니다.4) 2분 후 다른 시험관에 혼합액을 각 3㎖씩 옮겨, 요오드 용액을 2방울씩 넣고 잘 흔들어준 뒤 그 색깔을 비교 관찰합니다.5) 2분 간격으로 요오드 반응을 하여 각 시험관의 가수분해시간을 결정합니다.(즉, 전분의 100% 가수분해될 때의 시간을 표. 1에 기록합니다.)6) 표에 나타난 결과를 표. 2 위에 그리고 pH의 효과를 평가합니다.(2) 기질 농도에 따른 아밀라아제의 활성1) 5개의 시험관에 각각 5㎖씩의 증류수를 넣습니다.2) 시험관 1에 5㎖의 전분 용액을 넣고 잘 섞습니다. (1:2 희석)3) 시험관 1의 5㎖를 시험관 2로 옮기고 잘 섞습니다. (1:4 희석)4) 시험관 2에서 5㎖를 시험관 3으로 옮기고 잘 섞습니다. (1:8 희석)5) 시험관 3에서 5㎖를 시험관 4로 옮기고 잘 섞습니다. (1:16 희석)6) 시험관 4에서 5㎖를 뽑아 버립니다.7) 희석된 각각의 시험관에 100㎕의 효소를 넣은 뒤 잘 섞습니다.8)1 실험 4), 5)를 행한 뒤 표. 3의 결과를 표. 4위에 그리고 기질 농도의 효과를평가합니다.6. 결과pH에 따라 아밀라아제의 활성 반응 속도가 다르고 그로 인해 모두 2분일 때 관찰했지만 모두 약간씩 다른 색을 나타내고 있다. 이 때 대조군을 제외하고는 용액의 색 차이가 거의 없으므로 2분이라는 시간이 이미 반응이 끝났을 때가 아닐까 생각이 든다. 그래서 결론은 이 사진으로는 실험결과에 대해 논할 수 없는 것으로 보인다.기질의 농도에 따라 아밀라아제의 활성 반응 속도가 다르고 그로 인해 같은 시간일 때 본 실험 결과이지만 모두 색이 다르다. 특히나 왼쪽의 용액일수록 대조군과 색이 비슷한 것을 보아 반응 속도가 빠르다는 것을 알 수 있다.7. 논의아밀라아제의 활성 반응에 영향을 미치는 것은 pH, 온도, 기질 농도가 있다. 그 중 pH와 기질 농도에 대한 실험을 해보았다.먼저 pH에 대한 아밀라아제의 활성 반응에 대해서 이야기하겠다. 이 실험에서는 각 pH를 유지시키기 위해 아세트산 완충용액을 이용했다. 이후 5.0, 6.0, 7.0, 8.5로 나누어 pH를 준비했는데 이는 이론 상, 아밀라아제의 활성은 다음 사진에서 볼 수 있다시피 pH 5~8일 때 크고 pH 6.7~7.0에서 유독 크다고 알고 있었기에 독보적으로 활성 속도가 빠른 것을 볼 수 있을 거라 예상을 했다. 하지만 결과를 보면 가장 왼쪽의 시험관을 제외한 4개의 용액의 색이 거의 비슷한 것을 보아 결과를 확인했을 때인 2분은 이미 반응이 끝났을 때가 아닐까 생각이 든다. 앞서 말한 것과 같이 아밀라아제의 활성 반응은 pH가 7일 때 가장 커야하는데 그 모습을 육안으로는 확인할 수가 없기 때문이다.여기에서 대조군으로 증류수를 사용한 이유는 이론상 아밀라아제의 활성이 가장 큰 pH 7.0이고 증류수는 이론상 pH가 7.0이기 때문이라고 본다. 하지만 이 실험에서는 그 점에 대해 알 수 없어 아쉽게 느껴진다.두 번째 실험인 기질의 농도에 대한 아밀라아제의 활성 반응에 대해 이야기하겠다. 이 실험에서는 시험관 1~4까지 기질의 농도를 1:2, 1:4, 1:8, 1:16로 설정하고, 마지막 시험관5에는 기질 없이 효소와 증류수만 넣고 실험을 한다. 이 때 마지막 시험관5는 대조군이 된다. 이 때 이론상으로 기질의 농도가 높으면 효소와 결합할 수 있는 기질의 수가 많아지기 때문에 빠르게 반응을 하게 된다. 하지만 이 때 기질이 일정 농도에 이르면 효소 포화상태에 도달하여 반응 속도는 일정한 상태를 유지하게 된다. 이 두 번째 실험은 이론과 맞게 진행이 되었다고 본다. 왼쪽일수록 기질의 농도가 높기 때문에 반응속도가 빨라 동일한 시간에 관찰 했을 때 가장 반응을 많이 한 것으로 보이며 오른쪽으로 갈수록 반응속도가 느린 것으로 보인다. 또한 가장 오른쪽의 대조군은 기질이 없기 때문에 반응이 일어나지 않는 것을 볼 수 있다.
