Hier soll die Hemmung des Enzyms Katalase mithilfe von Schwermetallionen gezeigt werden.
Anstelle von Bleisalzen können auch Quecksilbersalze, Cadmiumsalze und andere Schwermetallsalze verwendet werden. Am besten ist dieser Versuch mit Blei- und Quecksilbersalzen durchzuführen.
Geräte:
2 Uhrglasschalen, 1 Becherglas, Pinzette
Chemikalien:
Wasserstoffperoxid 3%
Blei(II)-nitrat
Kartoffelscheiben
Durchführung:
Man gibt einen halben Spatel Blei(II)-nitrat in ein Becherglas und füllt mit destilliertem Wasser auf 50 mL auf. Nun gibt man eine Kartoffelscheibe in die Lösung und lässt eine Minute stehen. In der Zwischenzeit gibt man in 2 Uhrglasschalen je 10 mL Wasserstoffperoxid.
Dann legt man die Kartoffelscheibe aus dem Becherglas in die eine, eine frisch abgeschnittene Kartoffelscheibe in die andere Uhrglasschale.
Man beobachtet, dass sich das Wasserstoffperoxid an der frischen Kartoffelscheibe zersetzt, an der mit Blei behandelten jedoch nicht.
Entsorgung:
Die Blei(II)-nitratlösung wird mit Natriumcarbonat gefällt und filtriert. Das Filtrat kann verdünnt ins Abwasser gegeben werden. Der Filterkuchen wird entweder aufgearbeitet oder zu den Schwermetallabfällen gegeben.
Erklärung:
Die Kartoffel enthält das Enzym Katalase. Dieses zersetzt Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff.
2 H2O2 ----> 2 H2O + O2
Als enzymatische Gleichung kann man diesen Vorgang auch so formulieren :
2 H2O2 + EnKatalase <----> [EnKatalase-H2O2 Komplex] ---> 2 H2O + O2 + EnKatalase
Enzyme sind also Biokatalysatoren und gehen unverändert aus der Reaktion hervor.
Allerdings sind sie auch für ein bestimmtes Substrat spezifisch. Alle Enzyme bestehen aus Proteinen und haben somit eine Tertiärstruktur. In dieser Tertiärstruktur sind oft Einbuchtungen, wo sich das Substrat einlagern kann. Wird nun ein Schwermetallion hinzugegeben, so bindet dieses an Disulfidbrücken, die die Tertiärstruktur des Enzyms ausmachen, und verändert diese dadurch. So kommt es zu nicht-kompetitiver Enzymhemmung.
Bilder
Die Kartoffelscheibe im Becherglas mit der Blei(II)-nitratlösung
Die "normale" Kartoffelscheibe
Die mit Blei(II)-nitrat behandelte Kartoffelscheibe
