Ферменти прискорюють протягом багатьох хімічних реакцій, н o роблять це вибірково. У кожного з них своя вузька «спеціальність», один і той же процес прискорюється іноді декількома ферментами. В цьому ми зараз переконаємося.
Розглянемо ферменти, що руйнують крохмаль з приєднанням до його «осколках» молекул води, тобто гідролітичні ферменти. Серед них - амілази, про яких ми вже розповідали на сторінці «Досліди з вуглеводами». Оскільки суть дії таких ферментів ви вже знаєте, займемося відразу порівняльними дослідами: перевіримо, як діють на крохмаль амілази людини і тварин.
Джерелом амілази людини буде служити слина. Амілази тваринного походження ви знайдете в бджолиному меді.
Приготуйте спочатку п'ять розчинів. Перший розчин: зберіть в пробірку близько 0,5 мл слини і розведіть холодною кип'яченою водою в двадцять разів. Другий розчин: дуже рідкий крохмальний клейстер (чверть чайної ложки крохмалю на склянку води). Третій розчин: розбавлена водою в двадцять разів аптечна иодная настоянка. Четвертий розчин: дві-три краплі бджолиного меду, розведені водою в десять разів і ретельно перемішані. П'ятий розчин: половина чайної ложки харчової соди на десять ложок води,
Вам потрібно дев'ять пробірок. У всі пробірки налийте близько 5 мл клейстеру. У пробірки 1, 4 і 7 додайте піпеткою по 5 крапель оцту, а в пробірки 2, 5 і 8 - стільки ж розчину соди. В інші пробірки додайте по 5 крапель чистої води. Вміст усіх пробірок перемішайте і в кожну внесіть по 10 крапель розведеної слини.
Через 10 хв в пробірки 1, 2 і 3 додайте одну-дві краплі розчину йоду і перемішайте суміш. Спостерігайте за зміною забарвлення. Ще через 15 хв додайте таку ж порцію йоду в пробірки 4, 5 і 6, а ще через 10 хв - в інші пробірки. Крохмаль і декстрини, як ви пам'ятаєте, дають різну забарвлення з подом, і по мірі руйнування крохмалю амилазой колір змінюється. Так можна судити не тільки про розпад крохмалю, але і про те, яка середа - кисла, нейтральна або лужна - більш сприятлива для цього процесу.
Досвід з бджолиним медом ставиться точно так само. Активність амілаз у різних зразках може сильно коливатися, тому, можливо, час гідролізу доведеться зменшити або збільшити. Наприклад, у слині завзятих курців амілази міститься дуже мало.
Для наступного досвіду знадобиться ячмінний солод - пророслі зерна ячменю. Опустіть зерна в воду на кілька годин і залиште їх проростати на блюдце протягом 4-5 днів, кожен день підливаючи трохи води. Проростки зніміть, промийте водою і ретельно розітріть дерев'яним товкачем або ложкою. Кашку розбавте подвійною кількістю дистильованої води і відіжміть через щільну тканину в склянку. Такий екстракт містить два ферменту: альфа-амілазу і бета-амілазу. Додатковою обробкою можна зруйнувати один з них, щоб спостерігати дію іншого. Альфа-амілазу зруйнуємо нагріванням. До однієї частини екстракту з ячменю додайте три частини води, розмішайте суміш і нагрівайте її 20 хв на водяній бані при 70°С, ретельно перемішуючи. Охолоджений розчин містить бета-амілазу.
Тепер, щоб отримати розчин альфа-амілази, потрібно зруйнувати бета-амілазу кислотою. Близько 5 мл екстракту охолодіть до 2-3°С в холодильнику або на льоду, додати неповну чайну ложку охолодженого оцту і долийте в пробірку майже доверху холодну воду. Суміш перемішайте і залиште на 15-20 хв, а потім нейтралізуйте розчин, додаючи порошок крейди до припинення виділення пухирців. Ще раз розмішайте суміш, розбавте в два рази водою, дайте відстоятися і злийте рідину над осадом у чисту пробірку. На цьому підготовка до досвіду закінчена.
У десять пробірок налийте по 1 мл розчину крохмалю і по 9 мл води. У пробірки 1-5 додайте піпеткою десять крапель розчину альфа-амілази, в інші пробірки - стільки ж розчину бета-амілази. Вміст усіх пробірок перемішайте. Через 3 хв в пробірки 1 і 6 додайте одну краплю розчину йоду і розмішайте. Те ж виконайте з пробірками 2 і 7 через 5 хв, 3 і 8-через 10 хв, 4 і 9-через 20 хв, 5 і 10-за 30 хв.
Ви помітите, що в присутності альфа-амілази забарвлення швидко змінюється: синя-фіолетова - рожева-жовта: при цьому утворюються декстрини - осколки молекул крохмалю. Бета-амілаза діє інакше: вона як би «відкушує» шматочки від молекул крохмалю, і тому забарвлення з йодом залишається синім, але по мірі розпаду крохмалю її яскравість зменшується.
Результати цього досвіду наочно показують різноманітність властивостей навіть у схожих ферментів. В живих організмах ферменти зазвичай діють спільно. Відбуваються при цьому перетворення набагато складніше тих порівняно простих реакцій, які ви спостерігали в пробірках. Але пізнання простого - це перший крок до пізнання складного.
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986
