Practicum: Chemie van het leven – aminozuren, eiwitten en enzymkinetiek – Scheikunde Klas 5 VWO

In dit practicum voor klas 5 vwo onderzoek je het amfoterisch karakter van aminozuren, detecteer je eiwitten met de biureet-test en Bradford-test, en analyseer je de enzymkinetiek van amylase via substraatconcentratiemetingen (Michaelis-Menten).

Leerdoel

Na dit practicum kun je de zwitterionstructuur van aminozuren uitleggen, de pH-afhankelijkheid van aminozuren berekenen via pI = (pK_a1 + pK_a2)/2, eiwitten detecteren en kwantificeren, en de Michaelis-Menten-kinetiek interpreteren (K_M, V_max).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 5 | Vak: Scheikunde | Domein: G1 Chemie van het leven, L1 Structuur en functie | Aminozuur, zwitterion, iso-elektrisch punt, eiwit, enzymkinetiek, Michaelis-Menten, K_M

Benodigdheden

• Glycine (H₂N-CH₂-COOH), alanine, glutaminezuur (poeder, 0,1 g/mL)
• pH-meter, HCl (0,1 mol/L), NaOH (0,1 mol/L)
• Biureet-reagent (NaOH + CuSO₄)
• Amylase-oplossing (0,1 mg/mL)
• Zetmeeloplossingen: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 mg/mL
• Jood-oplossing (voor zetmeeldetectie), spectrofotometer of kleurenkaart

Achtergrondinformatie

Aminozuren zijn amfoteer: H₃N⁺-CHR-COOH (zuur) ↛ H₃N⁺-CHR-COO⁻ (zwitterion) ↛ H₂N-CHR-COO⁻ (base). Het iso-elektrisch punt pI = (pK_a1 + pK_a2)/2; bij pI heeft het aminozuur geen nettolading. Michaelis-Menten: v = V_max × [S] / (K_M + [S]). K_M = substraatconcentratie waarbij v = V_max/2.

Werkwijze

Deel A – Amfoteer karakter glycine

1. Los 0,75 g glycine op in 100 mL water. Meet pH. (Verwacht: pH ≈ 6,0 = pI)
2. Voeg 10 mL HCl (0,1 mol/L) toe. Meet pH. Voeg daarna 20 mL NaOH toe. Meet pH. Teken de titratie-curve en markeer de twee buffergebieden.

Deel B – Enzymkinetiek amylase

1. Meng 1 mL amylase met elk van de zetmeeloplossingen (6 concentraties). Incubeer 5 min (25°C).
2. Voeg 1 druppel jood toe. Meet kleurintensiteit (visueel of spectrofotometer bij 620 nm). Minder blauw = meer zetmeel afgebroken = hogere reactiesnelheid.
3. Teken v als functie van [S]. Bepaal V_max en K_M.

Verwerkingsvragen

1. Glycine: pK_a1 = 2,34; pK_a2 = 9,60. Bereken pI.
2. Verklaar waarom glycine in water een pH geeft van ≈ 6, niet van 7.
3. Bij welke [S] is v = V_max/2? Hoe heet deze concentratie?

Uitwerking

V1: pI = (pK_a1 + pK_a2) / 2 = (2,34 + 9,60) / 2 = 5,97 ≈ 6,0.

V2: Bij pH 6 bevindt glycine zich voornamelijk als zwitterion (H₃N⁺-CH₂-COO⁻). Dit is de neutrale, niet geladen vorm. Beide eindgroepen zijn deels geïoniseerd; de nettolading is nul. Het pH is 6, niet 7, omdat het zwitterion zwak zuur gedrag vertoont (de ammoniumgroep heeft een pK_a van 9,6).

V3: Bij [S] = K_M is v = V_max/2. Dit heet de Michaelis-constante K_M. Een lage K_M betekent hoge affiniteit (enzym al verzadigd bij lage substraatconcentratie).

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert aminozuursets, enzymoplossingen, spectrofotometers en pH-meters voor biochemie-praktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.