Досі ви ставили досліди з рослинними тканинами. Спробуємо поекспериментувати з ферментами з тканин тварин. Об'єкт нового дослідження - дегідрогенази, які беруть участь у процесах тканинного дихання у тварин. З назви цих ферментів видно, що вони забирають у речовин атоми водню. Як це відбувається, ви побачите трохи пізніше, а поки приготуйте все необхідне для досвіду.
На цей раз вам знадобляться наступні речовини: 5 мл 0,5%-ного водного розчину формальдегіду (аптечний формалін розбавити водою в десять разів); стільки ж 0,02%-ного водного розчину метиленового синього (можна використовувати розбавлені сині чорнила); стільки ж водного розчину бурштинової кислоти, обережно нейтралізованого харчовою содою до припинення виділення пухирців; 10 мл вазелінового або рослинного масла. Ще потрібен термометр і об'єкти дослідження - свіже коров'яче молоко і м'ясо курки або кролика.
Спочатку подивимося, як окисляє формальдегід дегідрогеназа свіжого молока. Щоб це стало помітно, і знадобився розчин барвника метиленового синього: дегідрогеназа відніме у формальдегіду атом водню, перенесе його на легко відновлюється барвник, і він знебарвиться. А формальдегід окислиться при цьому до мурашиної кислоти. Знебарвлений після відновлення барвник легко окислюється киснем повітря і знову синіє. Тому реакційну суміш доведеться ізолювати від повітря шаром масла.
Пронумеруйте шість пробірок. У пробірки 1 і 2 налийте по 5 мл свіжого некип'яченого молока, а в пробірку 3 - таку ж кількість холодного кип'яченого молока.
Воду у водяній бані нагрійте до 37°С. У всі три пробірки додайте по 0,5 мл (близько 50 крапель) розчину формальдегіду і по 5 крапель розчину метиленового синього. Суміш стане блакитний. У кожний флакон налийте трохи олії, щоб утворився тонкий ізолюючий шар на поверхні, і поставте пробірки 1 і 3 на водяну баню. Пробірку 2 залиште при кімнатній температурі. Зауважте час початку реакції і спостерігайте за зміною забарвлення розчинів. Результати не забудьте записати в зошит.
Як і раніше, поставимо вам навідні запитання. При якій температурі розчин знебарвлюється швидше?
Чи зберігає фермент свою активність у кип'яченому молоці?
Що станеться, якщо продути через знебарвлений розчин повітря?
Перш ніж перевірити правильність своїх висновків, поставте ще один досвід з дегидрогеназой, а потім вже розглянемо результати обох дослідів.
В м'язах тварин міститься специфічний фермент - дегідрогеназа янтарної кислоти. Вона каталізує перетворення бурштинової кислоти в фумаровую з перенесенням забраного водню на відповідне речовина, наприклад, на метиленозый синій. Ця реакція протікає без участі кисню, як кажуть, в анаеробних умовах.
Сире м'ясо курки або кролика (близько 10 г ) дрібно наріжте і розітріть на блюдце. Кашку промийте кілька разів водою на марлі, щоб видалити розчинні речовини. Промиту кашку розмішайте з потрійним об'ємом води, в яку додано кухонна сіль - приблизно третина чайної ложки. Розведену кашку влийте в пробірки 4, 5 e 6 - по 5 мл в кожну. Пробірку 4 занурте на п'ять хвилин у киплячу водяну баню і охолодіть до кімнатної температури. Потім у пробірки 4 і 5 додайте по 0,5 мл розчину бурштинової кислоти і по 10 крапель розчину метиленового синього, а в пробірку 6 додайте 0,5 мл води і 10 крапель барвника. У кожний флакон долийте трохи олії, щоб ізолювати суміш від повітря. Простеживши зміну забарвлення, спробуйте відповісти на наступні питання.
Відновлюється чи барвник у присутності прокип'яченої кашки з м'яса?
Потрібна для цієї реакції бурштинова кислота?
Схоже поведінка ферментів з тканин при високій температурі?
А тепер - пояснення. Дегідрогенази у свіжому молоці прискорюють реакцію окислення формальдегіду (це помічено за знебарвлення метиленового синього). Поновленому барвнику можна повернути синій колір, окислюючи його киснем повітря. Дегідрогеназа молока при низькій температурі «працює» повільно; після кип'ятіння молока вона зовсім втрачає активність. Значить, у цього ферменту теж є оптимальна температура реакції.
У дослідах з кашкою з м'язів дегідрогеназа бурштинової кислоти, як і всі ферменти, втрачає активність після кип'ятіння. У відсутність бурштинової кислоти реакція також не йде (якщо ви добре промили кашку водою і видалили таким чином міститься в ній бурштинову кислоту). Фермент досить швидко окисляє бурштинову кислоту до фумарової, переносячи атоми водню на барвник.
І ще один досвід з цим же ферментом, але з іншим об'єктом - з мікроорганізмами. Досі ви мали справу з тваринами і рослинними тканинами. Однак мікроорганізми, мабуть, ще краще озброєні ферментами: адже у них немає інших засобів боротьби за існування, крім біохімічних. З одним з мікроорганізмів, а точніше - грибів, ми й поставимо досвід. Мова йде про звичайних пекарських дріжджах. Серед безлічі активних ферментів, які виробляються дріжджами, є і знайома нам дегідрогеназа.
Шматочок пресованих дріжджів розітріть на блюдце з двома чанными ложками кип'яченої води. Краще розтирати пластмасовою або алюмінієвою ложкою. Коли суміш стане однорідною, внесіть її чистою піпеткою у дві пробірки. Їх треба попередньо вимити з милом ватним тампоном на паличці, промити водою і висушити. Інший піпеткою додайте в обидві пробірки трохи олії.
Пробірку 1 поставте на п'ять хвилин в каструлю з киплячою водою і охолодіть до кімнатної температури. В обидві пробірки додати по щіпці цукрового піску і обережно збовтайте, щоб цукор розчинився. Третій піпеткою введіть в обидві пробірки по 10-15 крапель розчину барвника. Спостерігайте за забарвленням розчину.
Досвід можна дещо ускладнити, для цього знадобиться більше пробірок. Спробуйте змінювати температуру розчину, брати різні кількості дріжджів і цукрового піску. А висновки надаємо вам зробити самостійно, без будь-яких навідних питань. Тепер, коли ви накопичили достатній досвід, вам це цілком під силу.
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986
