Nachweis der Substratspezifität am Beispiel der Urease
 
© Hans-Dieter Mallig

Material: 

 1 Reagenzglasständer
6 Reagenzgläser
6 Glasstäbe
3 Meßpipetten 25 ml
1 Meßpipette 1 ml
1 Tropfpipette 		 1 %ige Harnstoff-Lösung
1 %ige Thioharnstoff-Lösung
1 %ige Guanidin-Lösung
0,1 %ige Urease-Lösung
Phenophthalein.Lösung
Information:
 
Urease spaltet Harnstoff hydrolytisch in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid. Die biologische Bedeutung dieses Vorgangs liegt darin, dass der im Verlauf des tierischen Stoffwechsels im Harnstoff gebundene Stickstoff in anorganische, von Pflanzen verwertbare Stickstoffverbindungen zurückgeführt wird.
 Die Urease spielt damit im Stickstoffkreislauf eine bedeutende Rolle.
Im tierischen Organismus kommt Urease nicht vor, in Pflanzen dagegen häufig, zum Beispiel in Sojabohnen, Pilzen und Bakterien. 1926 wurde die Urease von Sumner aus Sojabohnen-Mehl als erstes Enzym in reiner kristalliner Form dargestellt.
Die Urease-Wirkung kann durch Zusatz geeigneter Indikatoren oder durch Leitfähigkeitsmessung im Versuchsansatz sichtbar gemacht und nachgewiesen werden.

Aufgabe:
Die Spezifität der Enzymwirkung soll durch einen Vergleich der Reaktionen mit den nahe verwandten Verbindungen Harnstoff, Thioharnstoff und Guanidin untersucht werden.

 Harnstoff 

 Thioharnstoff 

Guanidin 

Versuchsbeschreibung:

Beschicke eine entsprechende Anzahl von Reagenzgläsern mit folgenden Lösungen: (Rühre dabei jeweils nachdem du zum Substrat die Phenophthalein-Lösung gegeben hast und vor der Zugabe von Urease mit einem frischen Glasstab gut um.):
 
 Nr. 1  Nr. 2   Nr. 3   Nr. 4   Nr. 5   Nr. 6
Harnstoff-Lösung  15 ml  15 ml . . . .
Thioharnstoff-Lösung . .  15 ml  15 ml . .
Guanidin-Lösung . . . .  15 ml  15 ml
Phenophthalein-Lösung (in Tropfen)  5  5  5  5  5  5
Urease-Lösung  (in Tropfen)  2  .  2 .  2 .

 

Erläuterung zur Versuchsdurchführung:
 

Harnstoff wird durch Urease in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid gespalten. Sekundär entsteht aus Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser Ammoniumcarbonat, das Salz der sehr schwachen
Kohlensäure, das in wässriger Lösung sehr stark dissoziiert ist. Dabei kommt es zu einer pH-Verschiebung zum  Alkalischen, die durch den Phenolphthalein-Zusatz sichtbar wird und damit die Harnstoffspaltung durch Urease anzeigt.


Beobachteter Versuchsablauf :

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Versuchsdeutung:

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