做淀粉酶实验,需要测定酶活,看淀粉酶解产物-二糖的含量,少不了用DNS显色法。
DNS即3,5-二硝基水杨酸法,是利用碱性条件下,二硝基水杨酸(DNS)与还原糖发生氧化还原反应,DNS中含有的硝基使其有较强的氧化性,
与醛基在加热的条件下发生氧化还原反应,
生成3-氨基-5-硝基水杨酸,该产物在煮沸条件下显棕红色,且在一定浓度范围内颜色深浅与还原糖含量成比例关系的原理,用比色法测定还原糖含量的。因其显色的深浅只与糖类游离出还原基团的数量有关,而对还原糖的种类没有选择性,故DNS方法适合用在多糖(如纤维素、半纤维素和淀粉等)水解产生的多种还原糖体系中。
3,5-二硝基水杨酸是一种氧化剂,能与还原糖作用,使硝基还原成氨基,溶液变为橙色。在一定的还原糖浓度范围内,橙色的深度与还原糖的浓度成正比.
二硝基水杨酸试剂
称取酒石酸钾钠91 g,溶于500 ml水中,再依次加入3,5-二硝基水杨酸3.5 g,NaOH
2O g,加热搅拌、溶解,再加入重蒸酚2.5 g,无水亚硫酸钠2.5 g,加热搅拌、溶解,冷却后定容至 1000
ml。储棕色瓶中,放置一周后使用。
分别取葡萄糖(单糖)或者麦芽糖(这是二糖)标准液(1mg/ml)0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0
ml于15 ml试管中,用蒸馏水补足至1.0ml, 分别准确加入DNS试剂2ml,沸水浴加热2min,流水冷却,用水补足到15
ml刻度。
如果用5 ml刻度,则浓度是否提高三倍?是的!
在540
nm波长下测定吸光度。也有520 nm测定的介绍。有文献报道,木糖与葡萄糖与DNS试剂反应,最大吸收峰出现在490
nm,460nm和480nm二处的吸光度数值也都超出仪器可检出的上限。但在520 nm处,标准曲线在8-40
mg/L,也就是40 ug/ml时,R值最接近1。标准曲线用浓度为1mg/ml
的葡萄糖标准液配制,往往最小浓度设定在200
ug/ml。
EC3.2.1.1 α-淀粉酶;EC3.2.1.2
β-淀粉酶;EC3.2.1.3 糖化酶;EC3.2.1.10 低聚α-1,6-葡萄糖苷酶;EC3.2.1.20
麦芽糖酶。
凡是酶的测定方法都分为两种,一种是底物的减少,另一种是产物的增加。
具体到α-淀粉酶,首先说一下测定底物的减少方法。
测定α-淀粉酶活力所用的底物很多,包括种类繁多的人工底物,那些东西我没做过就不说了。自然底物主要是生淀粉,比如生木薯粉玉米粉大麦小麦等等,实验室所用的可溶性淀粉就是用这些生淀粉做出来的,结构已经有了改变,即使没有淀粉结合域也能降解。
测定淀粉的减少用碘法,原理为淀粉长链中每六个葡萄糖残基构成一个螺旋,可以络合一个碘原子,长链淀粉络合物呈蓝色(颜色深时近黑色),随着淀粉链长度减少,络合物颜色产生变化,减少到少于6个葡萄糖残基后不络合不呈色,可以通过测定吸光度的变化来检测淀粉的减少。测定用波长,我做过试验,600-630nm都稳定,当然,附近波长也可以。通过这个方法来测定的已有成熟流程,称为YOO改良法,不过所用碘浓度较低,我加大到10倍了。值得注意的是,这种方法测出来的酶活力可能有两种定义方法,一种是淀粉减少的量为克的倍数,另一种为OD值变化,个人推荐前一种。
测定产物的增加就麻烦了,作用产物为糊精和麦芽寡糖,葡萄糖,但所幸它们都有还原端,可以通过测定还原端的数量来检测产物释放量,这就是DNS法。值得注意的是,还原端的数目并不是与DNS呈色反应成线性关系的,分子量不同,还原性大小稍有差别。
另外,酶的来源不同,也对底物特异性有影响。所以,两种都不是绝对准的。
Q:β-淀粉酶水解产物是β-麦芽糖,用DNS法测定是否准确度够高。
A:只要用麦芽糖来做标准曲线,测定产物释放量就行,用DNS法也可以。
Q:还有如果你的底物(如淀粉)中含有游离的还原糖怎么办?还能用这样的方法来测吗?
A:换淀粉吧,要不就测定底物减少量。
质量好的淀粉产品里,不会含有太短链的麦芽寡糖的,更不会有葡萄糖,我用葡萄糖氧化酶试剂盒测过国药生产的可溶性淀粉,发现有一点点吸光值,可以忽略。所以如果用的淀粉不好,有了麦芽寡糖和葡萄糖,就不能准确测定产物的增加,因为本底要扣除。如果要扣除的本底和酶降解释放的产物量相差不大,就容易引入误差了。所以还是测定底物减少量的好。底物减少量可以用淀粉做一条标准曲线,横轴是淀粉量,纵轴是吸光度,R值可以达到三个九甚至四个。依据吸光度变化可以求出淀粉量的变化。
还是换淀粉产品稳妥点。值得注意的是,可溶性淀粉也是有还原性的,浓度太高时用DNS测定也是有一定吸光度的,只不过比较小。
问:
1 DNS中重蒸苯酚,氢氧化钠,酒石酸钾钠,和无水亚硫酸钠的作用各是什么?
2 还原糖的含量和吸光值在一定范围内成线性关系,这个范围是多少?
3 葡萄糖标准曲线 是否一定过原点?excel计算标准曲线的方程时要包括(0,0)点吗?
4 DNS的配方有好几个版本,这些不同的配方对最后的结果有影响吗?
5 测定加的DNS的量不同,对最后的结果有影响吗?
答:
1、葡萄糖之类的还原糖在碱性条件下,将3,5-二硝基水杨酸(DNS)还原,生成棕红色的氨基化合物,在540nm波长处有最大光吸收,在一定范围内还原糖的量与反应液的颜色强度呈比例关系。
2、苯酚作用:增加色泽强度,使显色液重现性、稳定性更好。
亚硫酸钠:和苯酚差不多,但是用量太多太少均不利于显色。
氢氧化钠:加快反应速度,增强色泽,但是会引起糖损失。
酒石酸钾钠:消除溶解氧,对色泽强度影响不大,但是可以提高其稳定性。
3、线性范围需要自己实验确定,这个不同的人不一样。
4、不一定过原点,这是碱对糖的降解作用导致。
5、肯定有的,你找一个你觉得好的,用加样回收实验验证一下。测不同的糖应该有所区别。
6、加的DNS量是过量的,必须要保证能与所有还原糖完全反应,就ok!
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