שלום, היום נצפה בסרטון על ניסוי אנזים קטלז שבוצע במכללה אקדמית ביתר. מטרת המעבדה הייתה בדיקת פעילות האנזים קטלז בטמפרטורות שונות. האנזים קטלז מזרז פירוק מחמצן למים וחמצן.
אנזים זה מצוי כמעט בכל התאים והאיברים של בעלי החיים וכן ברקמות של צמחים ובמקרואורגניזמים רבים. אנזים הקטלז מפרק מי חמצן למים וחמצן, בעיקר כדי שמי החמצן לא יתפרקו בצורה הומוליטית רדיקלית. הרדיקל יכול לתקוף כל דבר בתא, כולל את הדיאנאי, וזו אחת הסיבות להזדקנות.
זוהי החשיבות של אנזים הקטלז, פירוק מי חמצן שנוצרים בתא, בצורה שלא ייווצרו רדיקלים חופשיים שעלולים להזיק לתא. בניסוי שלנו נשתמש באנזים קטלז שנפיק מתפוח אדמה. נרצה לברר מהי הטמפרטורה האופטימלית עבור הפעילות של אנזים זה. לשם כך נכין מיצוי מטפוח אדמה, שכאמור מכיל בתוכה את אנזים הקטלס, נוסיף לו מי חמצן ונראה מה יקרה בכמה טמפרטורות שונות. תחילה נגרת טפוח אדמה על פומפיאר, נעביר אותו לקוס כימית ונכין קוס נוספת עם משפח ובתוכו צמר גבן.
נסנן את מיצוי טפוח האדמה דרך צמר הגבן, נכין את הכלים הדרושים למעבדה, כוסות כימיות, מבחנות, מטמפרטורה, סרגל וטוש. נכין גם שני מזרקים, אחד עבור מיצוי תפוח אדמה והשני עבור מי החמצן. נשאב במזרק 2 מיליליטר מיצוי תפוח אדמה שכאמור מכיל את האנזין קטלז. נעביר אותם למבחנה. כך נכין מספר מבחנות עם מיצוי תפוח אדמה לביצוע ניסוי בטמפרטורות שונות.
תחילה נבצעת בניסוי בטמפרטור התחדת, נחבר סרגל מאחורי המבחנה. נוסיף 2 מיליליטר מי חמצן למיצוי של המבחנה. וניתן לראות שמתחילות להיווצר בועות, קצף. הבועות נוצרות בעקבות תגובות הפירוק של מי החמצן על ידי האנזים קטלז, נפלת גס חמצן. גובה הבועות ממשיך לעלות ככל שעובר הזמן.
נבצע רישום של גובה הברועות כל 30 שניות באמצעות הסרגל במשך 5 דקות. בתום 5 דקות זה יהיה מבחינתנו הגובה הסופי. כעת נחזור על הניסוי בטמפרטורות שמות.
לצורך חימום המיצוי עם האנזים נשים את המבחנה בקוסט כימית עם מים חמים בטמפרטורה הרצויה, מספר דקות מראש, נעזר במט טמפרטורה, ראינו בניסוי שבתמפרטורה של 38 מעלות, קצב לבצרות הבועות היה נמוך יותר. ולאחר 5 דקות, היא הגיעה לגובה נמוך יותר לעומת הגובה בניסוי שבוצע בטמפרטורת החדר. כשנחזור על הניסוי ב-70 מעלות, נראה שכמעט ולא נוצר קצב.
נחזור על הניסוי גם בשתי טמפרטורות הנמוכות מטמפרטורת החדר, 14 ו-4 מעלות צלזוס. תוצאות הניסוי נרכז את תוצאות חמשת הניסויים בטבלה. נכתוב את גובה הבועות בכל זמן מדידה לאחר שהכשרנו את גובה הנוזל. ונציג אותן יחד בגרף אחד.
ניתן לראות שהגרף של הניסוי שבוצע ב-25 מעלות הוא עולה הכי גבוה, ואילו הגרפים של הניסויים שבוצעו ב-4 וב-70 מעלות הם אלה שנשארים הכי ממוחים. אם נסתכל על הגובה המקסימלי שאליו הגיעו הבועות בטמפרטורות השונות, נקבל את הגרף הבא. ניתן לראות שהגובה המקסימלי של הבועות היה בטמפרטורת החדר, והנמוך ביותר היה ככל שהטמפרטורה הייתה רחוקה מטמפרטורת החדר, ב-4 מעלות וב-70 מעלות.
לגבי הגרף הקודם, אם ניקח נתונים של ניסוי 1, לדוגמה ניסוי ב-25 מעלות, ונעביר קו מגמה, נקבל משוואה שמייצגת את הקצב של שינוי גובה הבועות ליחידת זמן. כאשר X הוא זמן המתידה, Y הוא גובה הבועות, השיפוע, 1.28 במקרה שלנו, הוא קצב שינוי גובה הבועות ליחידת זמן. מסקנות הניסוי. הטמפרטורה האופטימלית לפעילות אינזים קטלז של מקורו בתפוח אדמה היא בסביבות טמפרטורת החדר 25 מעלות. ראינו בגרף שמכל הניסויים קצת עליית גובה הברות וכן הגובה המקסימלי של הברות היה הגבוה ביותר בניסוי בטמפרטורה של 25 מעלות.
הסיבה היא שטפוח אדמה גדל באדמה. הטמפרטורה השנתית הממוצעת שלה היא בין 17 ל-25 מעלות. לכן האנזים שבתאי טפוח האדמה הכי מתאים לפעול בטמפרטורה זו.
כמובן שאם היינו עושים את הניסוי על אנזים קטלס שמקורו למשל בטווי דוף, הטמפרטורה האופטימלית הייתה שונה, בהתאם לטמפרטורת הגוף של בעל החיים. אנזימים שמבצעים את אותה הפעולה יכולים להיות שונים בתאים של ייצורים שונים, עקב מבנה רבעוני שונה. בנוסף, ראינו בגרף השני שבתמפרטורה נמוכה מדי, 14.4 מעלות, האנזים היה יותר איטי.
קצב הריאקציה היה נמוך בגלל הטמפרטורה. ואילו בטמפרטורה גבוהה מדי, 70 מעלות, האנזים כבר בר בנטורציה. הבועות המעטות שראינו היו מפירוק טרמי של 100 חמצה.
הניסוי שביצענו הינו ניסוי מולטי-דיסציפלינרי, משום שהוא משלב ביולוגיה, אנזימים, כימיה, תהליכי פירוק של מחמצן, מתמטיקה ופיזיקה, קצב תגובה מתוך קו מגמה בגרף ומיומנויות עבודה במעבדה, מיומנויות נגידה, בניית גרפים. תודה רבה.