수질분석)과산화수소분해효소 역가

1. 과산화수소 분해 효소(Catalase)

 

카탈레이스(catalase)는 과산화수소를 물과 산소로 분해하는 효소이다. 그리고 카탈레이스는 인체의 조직과 세포를 공격하고 산화시켜 세포노화를 촉진시키는 활성산소를 분해하며 그 찌꺼기를 해독시키는 작용을 한다.

 

과산화효소(peroxidase)와 똑같이, 과산화수소 2분자로부터 물 2분자와 산소 1분자가 생기는 반응을 촉매하는 효소. 혐기성(嫌氣性)세균을 제외한 거의 모든 생물에 존재한다.

카탈라아제와 과산화효소는 히드로페록시다아제(hydroperoxidase)라는 공통 명칭을 갖고 있다.

동물조직의 과산화물 분해는 카탈라아제에 의해 촉매된다.

카탈라아제 활성(活性)은 간·적혈구·신장에서 특히 강하다.

카탈라아제는 유해한 과산화물의 축적을 막기위해 존재하는 것으로 생각된다.

철포르피린 효소의 하나로, 결정화(結晶化)되는 데 1분자에 4개의 철을 가지며, 분자량은 22만 5,000이다.

3% 과산화수소수로 상처를 소독할 때 거품이 나는 것은 적혈구에 함유된 카탈라아제에 의해 과산화수소에서 산소가 발생하기 때문이다.

칼탈라아제 1분자는 1분 동안 500만 분자의 과산화수소를 분해하는데, 효소반응 중 가장 빠르다.

과산화 효소 반응 : 

참조 : https://www.scienceall.com/%EC%B9%B4%ED%83%88%EB%9D%BC%EC%95%84%EC%A0%9Ccatalase/

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B9%B4%ED%83%88%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%8A%A4

카탈라아제(catalase) | 과학문화포털 사이언스올

2. 측정원리 

 

과산화수소를 기질용액으로 사용하여 과수분해효소와 반응시킨 후 남아있는 과산화수소는 요오드칼륨과 반응하여 요오드를 생산하고 요오드를 티오황산나트륨으로 적정하여 소모된 티오황산나트륨의 농도와 양을 통해 효소제의 역가를 계산한다.

 

3. 과수분해효소 역가(f) 정의

 

효소의 촉매 성능을 나타내는 지표. 주어진 조건하에서 단위 시간당 전환되는 기질의 양으로 정의되며 unit(U)로 나타낸다. 일반적으로 1U은 1분당 1μmol의 기질을 전환시킬 수 있는 효소의 양을 의미한다.

효소제 역가 1유니트(U)는 30도씨, pH 6.8 에서 1시간에 266mg의 과산화수소를 분해시키는 효소제의 능력

 

4. 분석방법

㉮검체를 미리 희석하여 약 3.5 Baker units를 함유하는 효소원액(또는 효소희석액)을 1.0mL 이하 되는 양 취하여 200mL 비이커에 넣는다.

㉯미리 25℃로 유지시킨 기질용액 100mL를 취하여 빨리 가하고 즉시 5～10초간 저어준다.

㉰비이커에 뚜껑을 덮고 반응이 끝날 때까지 25±1℃에 유지시킨다. 5초간 세게 저어주고 이 액 4mL를 정확히 취하여 50mL 삼각플라스크에 넣는다.

㉱2N 황산 5mL를 가하여 혼합하고 새로 만든 40% 요오드칼륨용액 5mL와 1% 몰리브덴산암모늄용액 1방울을 가한다.

㉲전분지시약을 넣어준다(안 넣어주어도 된다)

㉳계속 흔들어 주며 0.25N 치오황산나트륨용액으로 적정하여 그 소비 mL수를 S로 한다. 따로, 기질용액 4mL를 정확히 취하여 공시험을 하여 그 소비 mL수를 B로 한다.

 

   다음 계산식에 따라 효소제의 역가를 구한다.

 

  

C : 100mL 기질용액에 첨가된 효소원액의 mL 수 또는 효소희석액 1mL를 사용하였을 경우의 C는 희석배수

 

요오드화 칼륨 용액 + 몰디브덴산 + 전분지시약을 다 넣어주었을 때 색깔

 

티오황산나트륨 용액으로 적정해주었을 때 나타난 색깔

5. 시약 제조 

   ⓐ 0.25N 치오황산나트륨용액 : 치오황산나트륨(Na2S2O3‧5H2O) 62.5g을 끓여서 식힌 물 750mL에 녹이고 안정제로 0.2N 수산화나트륨용액 3.0mL를 가하고 물로 1,000mL로 한다. 0.1N 치오황산나트륨용액에 따라 표정한다. 가능한 한 규정도는 0.250으로 조절한다.

  ⓑ 기질용액 : 인산이나트륨(무수) 25.0g 또는 인산이나트륨(12수화물) 70.8g을 1,500mL의 물에 녹이고 85% 인산을 사용하여 pH 7.0±0.1되게 조절한다. 조심하여 30% 과산화수소 100mL를 가하고 물로 2,000mL로 한다. 투명한 갈색 유리병에 넣어 마개를 느슨히 한다. 이 용액은 병의 목까지 채워 5℃에서 보관하면 1주일 이상 안정하다(새로 조제한 것은 공시험을 할 때 0.25N 치오황산나트륨용액 약 16mL가 소비된다. 만약 공시험의 소비 mL가 14mL 이하이면 기질용액은 불안정하므로 다시 조제한다. 효소액의 소비량은 공시험소비량의 50～80%의 범위이어야 한다).