ATP的生物合成
一、目的
1.了解ATP生物合成的意義。
2.掌握無機磷的測定方法。
3.掌握DEAE-纖維素薄板層析法測ATP的形成。二、原理
在適當條件下,釀酒酵母分解發酵液中的葡萄糖,釋出能量,同時還利用無機磷,使AMP轉變成ATP,一部分能量即貯存于ATP分子中。因此,在發酵過程中,可測得發酵液中的無機磷含量降低和ATP含量的上升。三、實驗器材
1.釀酒酵母,新鮮釀酒酵母懸浮于蒸餾水中,離心,棄去上清液。如此用蒸餾水洗滌酵母數次,最后將洗凈的酵母沉淀冷凍保存①。
2. AMP、 ATP標樣
3.燒杯50 或100ml (1)。
4.電子分析天平。
5.水浴鍋。
6.離心機4000rpm
7.722型(或7220型)分光光度計。 四、實驗試劑
1.2%三氯醋酸溶液:2g三氯醋酸,溶于100 ml蒸餾水。
2.過氯酸溶液:0.8 ml過氯酸,加蒸餾水8.4 ml
3.阿米酚試劑:稱取阿米酚[amidol,二氫氯化-2,4-二氨基苯酚,分子式: (NH4)2C6H3OH?2HCl]2g,與亞硫酸氫鈉(NaHSO3)40g共同研磨,加蒸餾水200ml,過濾貯棕色瓶內備用。
4.鉬酸銨溶液:20.8g(NH4)6Mo7O24%26#8226;4H2O,溶于蒸餾水并稀釋至200ml.
5.1mol/L KOH溶液。
6.1mol/L HCl溶液。
7.ATP溶液:稱取ATP晶體(或粉末)50mg,溶于5.0ml蒸餾水,臨用時配制。
8.DEAE-纖維素薄板:參看輔助試驗。
9.1mol/L NaOH溶液。
10.0.05mol/L pH3.5檸檬酸鈉緩沖液:見輔助試驗。 五、操作
1.發酵
將0.1g KH2PO4及0.58g K2HPO4溶于3ml蒸餾水。
另將0.1g AMP溶于1ml蒸餾水,傾入上述磷酸鉀溶液內,加熱至37℃。酵母液5ml,再加4ml蒸餾水稀釋,加熱至37℃,倒入上述溶液中,再加MgCl2 0.016g及葡萄糖0.5g,再加蒸餾水3ml,混勻,立即取樣0.2ml,檢測AMP及無機磷的含量。
此時測得的磷稱為初磷。薄板層析圖譜上只有AMP斑點,無ATP斑點。以后每隔30min取樣測定,至明顯看出無機磷及AMP含量下降、ATP含量上升即可(約2h~3h)。
2發酵液樣品處理
將所取之0.2ml樣液置離心管中,立即加入2%三氯醋酸溶液1ml,搖勻,離心(3000r/min)10min。上清液用以測無機磷及ATP含量。
3.無機磷測定
吸取上清液0.3ml置于干試管內加過氯酸溶液8.2ml、阿米酚試劑①0.8ml、鉬酸銨溶液0.4ml,混勻,10min后比色測定A650nm。
本實驗無需求出無機磷的絕對量,故不作標準曲線。A650nm數值下降即表示無機磷下降。一般情況下,當A650nm下降至比初磷A650nm小0.2單位時,發酵液中既有較多的ATP。
4.DEAE-纖維素薄板層析法測ATP的形成:方法見輔助試驗,同時用ATP溶液作對照。
最好放在低溫冰箱冷凍結冰。經深凍得酵母,發酵效果好。
阿米酚試劑為還原劑。如用抗壞血酸,效果不好。
輔助試驗
一、目的
掌握DEAE―纖維素薄板層析法測定核苷酸的原理和方法。
二、原理
二乙氨基乙基纖維素,簡稱DEAE―纖維素,結構式如下:帶負電荷的核苷酸離子就被交換上去。控制溶液的pH,使各種核苷酸所帶凈電荷不同,與DEAE―纖維素的親和力也就不同,從而達到分離的目的。
三、實驗器材
1. 玻璃片4×15cm(×4)。
2. 尼龍布。
3. pH試紙(pH1~14)。
4. 電動攪拌器。
5. 水平板。
6. 水平儀。
7. 鉛筆。
8. 紫外分析儀(254nm)。
9. 電吹風。
10. 燒杯1 000ml(×1)。
11. 吸濾瓶1 000ml(×1)。
12. 布氏漏斗%26oslash;20cm(×1)。
13. 微量點樣管10%26micro;l(×1)。
四、實驗試劑
1. 核苷酸樣品。
2. DEAE―纖維素(層析用)。
3. 1mol/L NaOH溶液。
4. 1mol/L HCl溶液。
5. 0.05 mol/L檸檬―檸檬鈉緩沖液(pH3.5):稱取檸檬酸12.20g,檸檬酸鈉6.70g,溶于蒸餾水,稀釋至2 000ml。
五、 操作
1.DEAE―纖維素的處理
先用水洗,抽干后用4倍體積1mol/L NaOH溶液浸泡4h(或攪拌2h),抽干,蒸餾水洗至中性,再用4倍體積1mol/L HCl浸泡2h(或攪拌1h)抽干蒸餾水洗至pH4備用。
2.鋪板:將處理過的DEAE―纖維素放在燒杯里,加水調成稀糊狀,攪勻后立即倒在干凈玻璃板上,涂成均勻的薄層,放在水平板上,自然干燥或60℃烘干,備用。
3.點樣:在已烘干的薄板一端2cm處用鉛筆輕劃一基線,用微量點樣管取樣液10%26micro;l②,點在基線上,用冷風吹干。
4.展層:在燒杯內置pH3.5檸檬酸鈉沖液(液體厚度約1cm),把點過樣的薄板傾斜插入此燒杯內(點樣端在下),溶劑由下而上流動,當溶劑前沿到達距離玻板上端約1cm處(10min左右)取出薄板,用熱風吹干,用260nm紫外線照射DEAE―纖維素層觀看斑點。DEAE―纖維素經處理可反復使用。此法具有快速、靈敏的特點① 如長期不用,需于60℃以下烘干保存。
② 可用腺三磷粗品或藥用腺三磷結晶作樣品,樣液核苷酸濃度為每毫升5mg左右時,點樣量為5~10%26micro;l。可按此標準控制點樣量。