06.catalase와 protease 효소 확인 : 실험 시 이용되는 균주가 Catalase 와 Protease 활성을 나타내는 가를 확인해보고, 이 두 가지 효소에 대해서 이해한다.

소개글

06.catalase와 protease 효소 확인 : 실험 시 이용되는 균주가 Catalase 와 Protease 활성을 나타내는 가를 확인해보고, 이 두 가지 효소에 대해서 이해한다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험주제
2. 실험목적
3. 개요
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 출처

본문내용

티드 혼합물을 만드는 효소이다. Skim milk 배지에 세균을 배양하여 집락을 형성하게 되면 그 주위로 투명한 clear zone을 생성되어 단백질 가수분해능력이 있는 세균을 판단할 수 있다.
⇒Bacillus: 세균 집락 주위에 투명한 clear zone을 형성하였으므로 protease활성이 있는 세균이다.
E.coli, Enterococcus: 투명한 clear zone이 생성되지 않았으므로 protease활성이 없는 세균이다.
6.고찰
미생물들은 각각 생체반응에 필요한 효소를 가지고 있다. 효소란 생명체가 생명을 유지하기 위해 필수적인 성분으로 단백질로 이루어진 생체촉매이다. 효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응이 빨리 일어나도록 하는 물질이다. 실험을 통해 각각의 균들이 특정효소를 가지고 있는지를 확인할 수 있었다.
카탈라아제 활성 실험은 과산화수소를 분해하는 효소인 카탈라아제의 존재를 확인하는 실험이다. Enterococcus faecalis, Bacillus subtilis 균을 도말하고 3% 과산화수소 용액을 한 방울 떨어뜨린다. 균 내에 카탈라아제가 존재한다면 2H2O2 → 2H2O + O2의 반응으로 기포가 발생할 것이다. 이 때 기포가 발생하는 것을 양성반응이라 하고 기포를 발생시키는 균을 호기성균이라 한다. 또한 기포가 발생하지 않으면 음성 반응이라하고 균은 혐기성 균으로 판정한다.
프로테아제 활성은 단백질을 분해하는 효소인 프로테아제를 확인하는 실험이다. 프로테아제에는 펩신, 펩티다아제, 트립신, 트롬빈 등이 있다. 균 내에 이러한 프로테아제 효소가 존재한다면 우유단백질로 만들어진 skim milk 배지에 균을 배양했을 때 균의 집락주위에 투명한 clear zone이 형성될 것이다.
이번 실험에서 의문점은 첫 번째로 혐기성세균이 과산화수소를 분해하지 못하는 이유이다. 과산화수소는 세포 독성작용이 있어 세포내에 축적되면 세포가 죽게 되는 물질로 카탈라아제로 분해하면 산소가 발생되어 혐기성균의 생장이 불가능해질 것이고 그대로 두면 독성작용을 일으킬 수 있는데 과산화수소를 어떻게 분해하는지가 궁금하였다. 혐기성 세균의 내부에는 카탈라아제 효소 대신 peroxidase 효소를 가지고 있다. 혐기성세균의 카탈라아제 실험을 하면 peroxidase 효소에 의해 간섭을 받아 과산화수소를 분해하지 못한다. 대신 peroxidase 효소를 이용하여 탈수반응을 일으킨다. peroxidase 효소는 과산화효소라고도 하며 산화제로 작용하여 과산화수소를 이용해 기질을 탈 수소화시키는 반응을 촉매 하는 효소이다. peroxidase 효소의 탈수반응 과정은 AH2＋H2O2 → A＋2H2O 이다. 두 번째 의문점은 카탈라아제의 활성이 온도 및 pH 조건에 따라 왜 변화하는 지에 대한 것이다. 카탈라아제는 단백질이기 때문에 무기 촉매와는 달리 온도나 pH 등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받는다. 효소가 가장 활성을 띌 때는 자신만의 독특한 구조를 유지하고 있을 때이고 이러한 구조를 유지하기 위해서는 필요한 수소의 농도나 온도 등의 최적조건이 정해져있다. 온도가 올라가면 일반적으로 화학 반응 속도가 빨라져 카탈라아제의 촉매 반응도 커지지만, 온도가 일정 범위를 넘으면 단백질의 분자 구조가 변형을 일으켜 촉매 기능이 떨어진다. 또, 카탈라아제의 구조는 주변 용액의 pH의 변화에 따라 달라지는데 카탈라아제는 특정 구조를 유지하고 있을 때에만 작용할 수 있기 때문에 pH에 따라서 카탈라아제의 활성이 변화하게 된다. pH2 정도의 강산환경이 되면 수소가 카탈라아제의 3차원 구조에 영향을 미쳐 구조를 변화시켜 고유기능이 상실된다. 따라서 카탈라아제는 pH 6~7부근을 가장 적절한 pH로 보고 활성을 띄게 된다. 반대로 펩신의 경우에는 소소가 많아야 적절한 3차원구조를 가지게 되므로 pH가 높아지면 구조가 변화하여 활성이 떨어지게 된다. 따라서 펩신은 pH2정도의 강산환경에서 가장 활성을 띄게 된다. 세 번째는 카탈라아제 실험에서 생균만을 사용해야 한다고 하는데 그 이유가 궁금하였다. 모든 미생물 실험을 할 때는 기본적으로 배양한 지 얼마되지 않은 미생물을 사용해야하는데 특히 이 카탈라아제 실험에서는 카탈라아제가 생균에만 존재하기 때문에 실험을 할 때 생균만을 사용해야한다. 또한 24시간이 지난 균은 위음성을 초래할 수 있기 때문에 사용하지 않아야 한다. 위 음성이란 본래 양성이어야 할 검사결과가 잘못되어 음성으로 나온 경우로 결과에 혼란을 줄 수 있으므로 이와 같은 일이 없도록 충분히 주의해서 검사를 해야 한다.
이번 실험은 발표를 준비했던 실험이었기 때문인지 자료를 찾는 부분이나 이론을 이해하는 부분에서 좀 더 신경을 쓰고 준비했던 실험인 것 같다. 실험을 준비하면서도 잘 이해되지 않는 부분들이 있었는데 실험을 통해 쉽게 이해할 수 있었던 것 같다. 효소에 대해서는 잘 알지 못하고 이론적으로만 알고 있는 부분이 많았는데 이번 실험을 통해 내 몸의 효소들이 어떠한 과정을 통해 작용하고 생체 내에 도움을 주는 지에 대해 잘 알 수 있었다. 그리고 이번 실험에서 확인한 카탈라아제와 프로테아제 효소 이외에도 많은 효소들에 대해 관심을 가지게 되었고 이러한 효소들이 생명유지를 위한 생물학적 기능이외에도 음식, 의료, 미용 등 생활에 밀접하게 관련되는 다양한 분야에서 이용된다는 것을 통해 효소의 중요성에 대해 다시 생각해볼 수 있었던 기회였던 것 같다.
7.출처
-위키백과, 2001 http://www.wikipedia.org
-doopedia 두산백과, 두산동아 2010
-Clark, Martinko, Dunlap, Madigan 저, Brock의 미생물학, 바이오사이언스, 2009.04.15
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-화학용어사전편찬회, 화학용어사전, 일진사, 2011
-강영희, 생명과학대사전, 아카데미서적, 2008
-한국식품과학회, 식품과학기술대사전, 광일출판사 2008
-한국과학창의재단, 사이언스 올 지식백과
-류은주 외, 모발학 사전, 광문각
-PMG 지식엔진연구소, 시사상식사전, PMG 교육 박문각
-브리태니커, 하이탑 생물2, 두산동아

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