ENZÝMY
Kataláza – zeleninová pena
Peroxid vodíka poznáme ako 3% roztok bežne používaný na dezinfekciu. Vo fľaštičke z lekárne sa pomaly rozkladá na kyslík a vodu, čo môže trvať mesiace až roky. So správnym enzýmom sa však táto reakcia udeje za pár minút.
Peroxid vodíka vzniká pri rôznych chemických procesoch vo väčšine buniek. Pretože je veľmi reaktívny, mohol by bunky poškodiť. Bunky sa chránia enzýmom katalázou, ktorá peroxid premieňa na kyslík a vodu.
Kataláza je extrémne výkonný enzým – jediná molekula katalázy dokáže za sekundu rozložiť milióny molekúl peroxidu vodíka! Nachádza sa takmer vo všetkých organizmoch, vrátane rastlín, pričom niektoré druhy majú jej vysoké množstvo.
Potrebujeme:
ovocie, zeleninu alebo iné rastlinné vzorky
strúhadlo,
čajovú lyžičku a vidličku,
špajdle,
3% roztok peroxidu vodíka (z lekárne)
kadičky (alebo poháre) s objemom 50–100 ml,
rýchlovarnú kanvicu
jemné kuchynské sitko
Postup
Ovocie a zeleninu (každý druh zvlášť) nastrúhame na malé kúsky. Listy alebo podobné vzorky pokrájame a roztlačíme vidličkou, aby sa uvoľnil obsah buniek.
Do každej kadičky nalejeme 10 ml 3% peroxidu vodíka a pridáme jednu čajovú lyžičku vzorky.
Zamiešame (špajdľou) a sledujeme bublinky plynu.
Porovnanie
Pripravíme dve vzorky nastrúhaných zemiakov. Jednu zalejeme studenou vodou, druhú horúcou (opatrne!) a necháme 3 až 5 minút stáť. Potom precedíme.
Každú vzorku pridáme do kadičky s 10 ml peroxidu vodíka a porovnáme tvorbu bubliniek.
Kataláza rozkladá peroxid vodíka na vodu a plynný kyslík, preto pri reakcii vznikajú bublinky. Niektoré rastliny, ako napríklad zemiaky, obsahujú látky, ktoré s bublinkami kyslíka vytvárajú súdržnú penu. Táto pena môže dokonca vytvoriť „čiapku“ nad horným okrajom kadičky, podobnú pivnej pene.
Rôzne druhy a časti rastlín obsahujú rôzne množstvá katalázy, a preto sa intenzita bublania medzi vzorkami líši. Slabú aktivitu však budete pozorovať u všetkých testovaných rastlín.
Rovnako ako iné bielkoviny, aj enzýmy sa vysokou teplotou denaturujú. To znamená, že ich molekuly zmenia tvar a už nemôžu plniť svoju funkciu v organizme – podobne ako vaječný bielok, keď uvaríme vajce na tvrdo. Preto v zemiakoch preliatych vriacou vodou nezistíme prakticky žiadnu aktivitu katalázy, zatiaľ čo kontrolná vzorka preliata studenou vodou bude šumieť.
Proteáza – Medveďožravé ovocie
Čerstvá šťava z niektorých rastlín obsahuje enzýmy nazývané proteázy, ktoré rozkladajú bielkoviny. To sa prejavuje napríklad tým, že „požierajú“ gumové medvedíky. Proteázy „štiepia“ molekuly bielkovín na menšie časti alebo ich rozkladajú až na ich základné stavebné jednotky – aminokyseliny.
Tieto enzýmy nájdeme v tráviacom trakte živočíchov a človeka, pretože sú nevyhnutné na trávenie bielkovín. V rastlinnej ríši sa s nimi stretávame u mäsožravých rastlín, ktoré chytajú hmyz. Veľké množstvo proteáz však nájdeme aj v niektorých druhoch ovocia alebo zeleniny. Ich úloha tu zatiaľ nie je úplne jasná. Vyzerá to tak, že rastlinám pravdepodobne pomáhajú bojovať proti hmyzožravým bylinožravcom.
Aktivitu proteáz si môžeme dobre ukázať na želatíne. To je v podstate zmes bielkovín vyrábaná najčastejšie spracovaním prasiat a hovädzích koží, kostí alebo šliach.
Potrebujeme
ovocie a zeleninu (proteázy sa nachádzajú napríklad v plodoch kiwi a ananásu alebo v zázvore, chýbajú v jablkách, citrónoch či pomarančoch)
„gumové“ medvedíky (na obale skontrolujeme, že sú vyrobené zo želatíny)
strúhadlo
jemnejšie kuchynské sitko,
väčšie kadičky alebo podobné nádoby (na šťavu)
menšie kadičky alebo podobné nádobky (na vzorky s medvedíkmi)
pravítko
Postup
Vybrané ovocie a zeleninu (každý druh zvlášť) nastrúhame na jemno, aby sa z nich uvoľnilo čo najviac šťavy. Citrusy a iné dužinaté plody môžeme odšťaviť.
Šťavu s nastrúhaným materiálom precedíme cez sitko do väčšej kadičky alebo inej nádoby.
Gumové medvedíky (o jedného viac, než koľko máme druhov šťavy) ponoríme ich na 10 minút do studenej vody, aby sa navlhčili.
Do každej menšej nádoby položíme na dno jedného navlhčeného medvedíka. Zalejeme ho šťavou tak, aby bol úplne ponorený.
Do jednej nádoby nalejeme namiesto šťavy studenú vodu ako kontrolu.
Vzorky necháme stáť niekoľko hodín pri izbovej teplote.
Každé zhruba 2 hodiny sa pozrieme, ako sa zmenšila veľkosť medvedíkov. Počkáme, až budú medvedíky v niektorých vzorkách výrazne menšie než na začiatku pokusu, alebo až prvý z nich úplne zmizne. Potom ich všetky vyberieme z nádobiek, opatrne osušíme a odmeriame pravítkom ich dĺžku. Ako kontrolu zmeriame aj suchého medvedíka.
Zaujímavosť
Niektoré enzýmy sú dokonca schopné prežiť v termálnych prameňoch alebo hlbokomorských sopkách. Práve tieto vedci skúmajú, aby ich mohli využiť v nových technológiách, ako sú odstraňovanie ropných škvŕn alebo recyklácia plastov.
