[생명과학실험]단백질의 변성과 응집 2부

실험 기구 및 시약

1. 실험 기구

1) 시험관, 시험관 거치대, 파스퇴르 피펫, 수조.

 

2. 실험 시약

1) 증류수, 5% 탈지우유 (skim milk) 용액 (단백질 성분), 1N HCl 용액, 1N NaOH 용액 

2) 황산암모늄 분말 (ammonium sulfate powder)

실험 방법

1. 실험 과정

1) 색깔별로 표시된 5 개의 시험관에 탈지우유 용액을 각각 1 ㎖씩 넣는다.

 

2) 탈지 우유 용액이 들어간 5 개의 시험관 각각에 1N HCl 용액 1 ㎖, 1N NaOH 용액 1 ㎖, 증류수 1 ㎖, 증류수 1㎖ 그리고 황산암모늄 파우더를 넣어준 다음 잘 섞어준다.

 

3) 실온에 약 5-10분 정도로 방치한다.

 

4) 증류수를 1 ㎖ 넣어준 시험관 중 하나는 5분간 물 중탕 (95 ℃ 이상) 해준 다음 실온에 5-10 분 정도 방치한다.

 

5) 5 개의 시험관에 들어있던 탈지 우유 용액이 어떻게 변했는지 관찰한다.

주의 사항

1. 염산과 수산화나트륨용액은 강산과 강알칼리용액으로 매우 위험

2. 용액을 시험관에 넣을 때에는 정해진 피펫을 각각 사용

토의 사항

1. 실험 고찰

1) 산-염기, 열, 염 (Salt) 이 단백질의 변성에 미치는 영향을 생각해서 결과를 해석하시오.

단백질 용액에 산또는 알칼리를 가하면 (+), (-) 전하가 변하기 때문에 단백질의 이온결합이 변화를 일으켜 단백질이 변성된다. 단백질은 등전점에서 변성을 일으키며 침전하게 된다. 빨간색 시험관에서 침전물침 생긴 것을 통해 확인할 수 있다. 단백질의 열에 의한 변성은 응고 형태로 나타나는데 단백질의 응고는 단백질 분자의 형태가 변하여 변성 형태로 된 다음 단백질 분자의 상호간의 결합에 의해 일어난다. 이는 파란색 시험관에서 위에 투명한 막이 생김을 통해 확인 할 수 있다. 염에 의한 단백질의 변성은 염 농도가 증가할수록 단백질 분자의 전하가 중화되어 용해도가 낮아져서 서로 엉겨 가라앉는다. 이는 하얀색 라벨 시험관에서 확인 할 수 있었다.

 

2) 단백질의 변성은 어떤 현상을 의미하는가?

단백질 변성을 2차 구조 수준에서 설명하면 단백질의 알파 나선(α-helix), 베타 병풍(β-pleated sheet)과 같은 규칙적인 반복 패턴이 모두 사라지고 부정형의 임의의 코일 구조로 바뀌게 된다. 단백질 3차 구조의 변성은 시스테인(cycteins) 측쇄(side chain) 사이의 이황화 결합(disulfide bridge)이 환원제에 의해 끊어지고, 극성 아미노산(polar amino acid) 측쇄 사이의 비공유 쌍극자-쌍극자 상호작용과 비극성 아미노산(nonpolar amino acid) 측쇄 사이의 반데르발스 상호작용 등이 없어진다. 단백질 4차 구조의 변성에서는 단백질의 작은 단위(subunit)들이 서로 해리되고 공간 배열이 파괴된다.

 

참고 문헌

1. 미생물학입문, 월드사이언스, p.46-47

2. 일반생물학, 김훈수, p.45

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