Задание 21. Определение активности каталазы газометрическим методом

Каталаза так же, как и пероксидаза, относится к оксидазам, окисляющим субстрат кислородом перекиси водорода. Но главная функция каталазы - расщепление перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. Ядовитый для живых тканей продукт обмена веществ Н₂О₂ обезвреживается при участии каталазы. По химической природе каталаза - гемопротеид. Содержится она во всех тканях и органах растений, но активность её различна и часто коррелирует с активностью процессов жизнедеятельности организма.

Принцип метода определения активности каталазы основан на учете количества кислорода, выделяющегося при разложении перекиси водорода. Если непосредственно измеряется объем газа, то такой метод называется газометрическим.

Ход работы. При определении активности каталазы газометрическим методом использовать прибор «каталазник» (рис. 2). Он состоит из реактора - соединенных двух пробирок, где происходит расщепление перекиси водорода за счет каталазы изучаемого субстрата. Реактор резиновой трубкой соединяется с бюреткой, с помощью которой измеряют объем кислорода. Бюретку заполняют водой, слегка подкрашенной какой-либо краской, например метиленовой синью, чтобы заметнее был её мениск. По вытеснению воды из бюретки можно судить о количестве освобождающегося в реакторе кислорода. Для установления мениска на определенном уровне к бюретке присоединена резиновой трубкой стеклянная груша. Бюретка и груша являются сообщающимися сосудами.

Обязательным условием работы прибора служит его герметичность. Для проверки на герметичность присоединить к прибору реактор, закрыть зажим у бюретки и поднять вверх грушу. Если мениск в бюретке не поднимается до мениска воды в груше, то прибор герметичен, и на нем можно работать.

Активность каталазы неодинакова в различных тканях, поэтому, вначале надо определить оптимальный размер навески (от 0,25 г до 5,0 г и более). Взятую навеску поместить в фарфоровую ступку и растереть с добавлением небольшого количество битого стекла (для лучшего измельчения растительной ткани) и щепотки мела (для создания слабощелочной среды, оптимальной для работы каталазы).

Однородную кашицу количественно перенести через воронку строго в одно колено реактора. При этом затратить 20 мл воды, которую отмерить цилиндром. Воду добавлять в ступку небольшими порциями. В другое колено реактора пипеткой налить 5 мл 3%-й перекиси водорода. Заряженный реактор присоединить к прибору.

При открытом зажиме, то есть при атмосферном давлении, поднимая или опуская грушу, установить в бюретке уровень жидкости на нулевом делении. Зажим закрыть, суспензию растительной ткани в реакторе смешать с перекисью водорода. С момента начать отсчет времени. Время отмерять по песочным часам. Начнется выделение кислорода, который поступит в бюретку, и жидкость в ней опустится. Для равномерного выделения кислорода смесь в реакторе постоянно перемешивать переливанием из одного колена в другое. Реакция должна происходить при атмосферном давлении, для создания которого жидкости в бюретке и груше поддерживать на одном уровне. Кислород будет выделяться до тех пор, пока не разложится вся перекись водорода, но обычно активность каталазы измеряется в первые 3-5 мин.

Рис. 6. Прибор для определения активности каталазы: 1 - каталазник; 2 - бюретка на 100 мл; 3 - стеклянная груша; 4 - стеклянный тройник; 5 - зажим Мора.

Как только закончится время наблюдения, особенно тщательно установить мениски жидкости в бюретке и груше и по бюретке определить количество выделенного кислорода. Активность каталазы выражается в миллилитрах О₂, выделенного за время опыта, в расчете на 1 г сырой растительной ткани.

Таблица 17.

Схема записи опыта

В выводе указать активность каталазы исследуемого объекта и сравнить с активностью других объектов.

Занятие 6. Определение интенсивности дыхания