Practicum: Enzymkinetiek – selectiviteit en specificiteit – Scheikunde Klas 6 VWO

In dit examenpracticum voor klas 6 vwo onderzoek je de substraatspecificiteit van β-galactosidase en de invloed van een competitieve remmer op de kinetische parameters. Je past Michaelis-Menten toe en vergelijkt K_M en V_max met en zonder remmer.

Leerdoel

Na dit practicum kun je substraatspecificiteit onderscheiden van selectiviteit, competitieve remming herkennen in kinetische grafieken (hogere K_M, gelijkblijvende V_max), de Lineweaver-Burk-plot tekenen en interpreteren, en toepassingen noemen (enzyminhibitoren als geneesmiddelen).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 6 (examenjaar) | Vak: Scheikunde | Domein: E2 Selectiviteit en specificiteit, L2 Reactiviteit en selectiviteit (CE)

Benodigdheden

β-Galactosidase-oplossing (0,1 mg/mL)
ONPG (o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside, substraat; gele kleur bij hydrolyse)
Competitieve remmer: galactose (0,05 mol/L)
Fosfaatbuffer (pH 7,4)
Spectrofotometer (420 nm) of kleurenkaart
Maatcilinders, pipetten, stopwatch

Achtergrondinformatie

β-Galactosidase hydrolyseert galactoside-bindingen. Substraat ONPG → o-nitrofenol (geel, λ = 420 nm) + galactose. Michaelis-Menten: v = V_max × [S] / (K_M + [S]). Competitieve remmer (galactose) bezet het actieve centrum, concurrerend met ONPG: K_M,app = K_M × (1 + [I]/K_i); V_max onveranderd. Lineweaver-Burk: 1/v vs. 1/[S]; helling = K_M/V_max; y-as = 1/V_max.

Kinetische data (gegeven)

[S] (mM)	v zonder remmer (μmol/min)	v met galactose (μmol/min)
0,5	1,04	0,52
1,0	1,85	1,00
2,0	3,00	1,85
5,0	5,00	3,57
10,0	6,67	5,56

Verwerkingsvragen

Bepaal V_max en K_M zonder remmer uit de tabel (benadering via [S] ≫ K_M).
Verklaar waarom V_max gelijk blijft maar K_M stijgt bij competitieve remming.
Noem een geneesmiddel dat werkt als competitieve remmer en beschrijf het werkingsmechanisme.

Uitwerking

V1: Bij [S] = 10 mM is v = 6,67 μmol/min. Dit is nog niet V_max maar benadert het. Uit de Michaelis-Menten-curve: V_max ≈ 10 μmol/min (extrapolatie). K_M = [S] waarbij v = V_max/2 = 5: K_M ≈ 5 mM (bij v = 5,00 μmol/min).

V2: Een competitieve remmer bindt reversibel aan het actieve centrum. Bij hoge [S] concurreert het substraat “weg” de remmer → alle actieve centra bezet → zelfde V_max. De remmer verhoogt de schijnbare K_M (K_M,app) omdat meer substraat nodig is om hetzelfde saturatieniveau te bereiken.

V3: Atorvastatine (statine) remt HMG-CoA-reductase competitief. Het lijkt sterk op het substraat HMG-CoA en bezet het actieve centrum. Dit blokkeert de cholesterolsynthese in de lever → gebruikt als behandeling voor hyperlipidemie en ter preventie van hart- en vaatziekten.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert enzymkinetiek-kits, spectrofotometers (420 nm), pipettensets en bufferoplossingen voor biochemie-practika 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.