Name: hot biological catalysis: isothermal titration calorimetry to characterize enzymatic reactions
Uploaded: 2014-04-04T13:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions at JoVE.com

Der Spezialdünger Products Company (SFP) ist für die Bereitstellung der erforderlichen Mittel für diese Studie bestätigt.

1. Vorbereitung von Proben <ol><li> Herstellung von 2 ml Enzymlösung und 0,5 ml der Substratlösung für jede Versuchsreihe. Konzentriertes Stammlösungen von Enzym und Substrat in Pufferlösungen mit identischer Zusammensetzung, um die Wärme der Verdünnung und Durchmischung während der Substratzugabe zu minimieren. <ol><li> Wählen Sie die Pufferbedingungen, die ausreichend sind, um pH-Änderung während Experiment zu verhindern. Zum Beispiel ist 20 mM HEPES pH 7 ausreichend für Messungen bei neutralem ...

<ol>
	<li>Leavitt, S., Freire, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+measurement+of+protein+binding+energetics+by+isothermal+titration+calorimetry.">Direct measurement of protein binding energetics by isothermal titration calorimetry.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 11, 560-566 (2001).</li><li>Ladbury, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+isothermal+titration+calorimetry+in+the+biological+sciences:+things+are+heating+up!+BioTechniques.">Application of isothermal titration calorimetry in the biological sciences: things are heating up! BioTechniques.</a> 37, 885-887 (2004).</li><li>Zambelli, B., Bellucci, M., Danielli, A., Scarlato, V., Ciurli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ni2++binding+properties+of+Helicobacter+pylori+NikR.">The Ni2+ binding properties of Helicobacter pylori NikR.</a> Chem. Commun. , 3649-3651 (2007).</li><li>Zambelli, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-affinity+Ni2++binding+selectively+promotes+binding+of+Helicobacter+pylori+NikR+to+its+target+urease+promoter.">High-affinity Ni2+ binding selectively promotes binding of Helicobacter pylori NikR to its target urease promoter.</a> J. Mol. Biol. 383, 1129-1143 (2008).</li><li>Duff, M. R., Grubbs, J., Howell, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isothermal+titration+calorimetry+for+measuring+macromolecule-ligand+affinity.">Isothermal titration calorimetry for measuring macromolecule-ligand affinity.</a> J. Vis. Exp. , (2011).</li><li>Ghai, R., Falconer, R. J., Collins, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+isothermal+titration+calorimetry+in+pure+and+applied+research--survey+of+the+literature+from+2010.">Applications of isothermal titration calorimetry in pure and applied research--survey of the literature from 2010.</a> J. Mol. Recognit. 25, 32-52 (2012).</li><li>Todd, M. J., Gomez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme+kinetics+determined+using+calorimetry:+a+general+assay+for+enzyme+activity.">Enzyme kinetics determined using calorimetry: a general assay for enzyme activity.</a> Anal. Biochem. 296, 179-187 (2001).</li><li>Bianconi, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calorimetry+of+enzyme-catalyzed+reactions.">Calorimetry of enzyme-catalyzed reactions.</a> Biophys. Chem. 126, 59-64 (2007).</li><li>Demarse, N. A., Killian, M. C., Hansen, L. D., Quinn, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+enzyme+kinetics+via+isothermal+titration+calorimetry.">Determining enzyme kinetics via isothermal titration calorimetry.</a> Methods Mol. Biol. 978, 21-30 (2013).</li><li>Michaelis, L., Menten, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Die+kinetik+der+invertinwirkung.">Die kinetik der invertinwirkung.</a> Biochem. Z. 49, 333-369 (1913).</li><li>Walker, J., Wilson, K., Walker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principle and techniques of practical biochemistry. , 312-356 (2000).</li><li>Ciurli, S., Sigel, A., Sigel, H., Sigel, R. K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nickel and its surprising impact in nature. 2, 241-278 (2007).</li><li>Zambelli, B., Musiani, F., Benini, S., Ciurli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+of+Ni2++in+urease:+sensing,+trafficking,+and+catalysis.">Chemistry of Ni2+ in urease: sensing, trafficking, and catalysis.</a> Acc. Chem. Res. 44, 520-530 (2011).</li><li>Zonia, L. E., Stebbins, N. E., Polacco, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essential+role+of+urease+in+germination+of+nitrogen-limited+Arabidopsis+thaliana+seeds.">Essential role of urease in germination of nitrogen-limited Arabidopsis thaliana seeds.</a> Plant Physiol. 107, 1097-1103 (1995).</li><li>Follmer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+the+role+and+structure+of+plant+ureases.">Insights into the role and structure of plant ureases.</a> Phytochemistry. 69, 18-28 (2008).</li><li>Sumner, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+isolation+and+crystallization+of+the+enzyme+urease.">The isolation and crystallization of the enzyme urease.</a> J. Biol. Chem. 69, 435-441 (1926).</li><li>Krajewska, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ureases+I.+Functional,+catalytic+and+kinetic+properties:+A+review.">Ureases I. Functional, catalytic and kinetic properties: A review.</a> J. Mol. Cat. B. 59, 9-21 (2009).</li><li>Callahan, B. P., Yuan, Y., Wolfenden, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+burden+borne+by+urease.">The burden borne by urease.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 10828-10829 (2005).</li><li>Krajewska, B., van Eldik, R., Brindell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-+and+pressure-dependent+stopped-flow+kinetic+studies+of+jack+bean+urease.+Implications+for+the+catalytic+mechanism.">Temperature- and pressure-dependent stopped-flow kinetic studies of jack bean urease. Implications for the catalytic mechanism.</a> J. Biol. Inorg. Chem. 17, 1123-1134 (2012).</li><li>Hausinger, R. P., Karplus, P. A., Huber, R., Poulos, T., Wieghardt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Metalloproteins. , 867-879 (2001).</li><li>Goldberg, R., Kishore, N., Lennen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermodynamic+quantities+for+the+ionization+reactions+of+buffers.">Thermodynamic quantities for the ionization reactions of buffers.</a> J. Phys. Chem. Ref. Data. 31, 231-370 (2002).</li><li>Baumann, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advantages+of+isothermal+titration+calorimetry+for+xylanase+kinetics+in+comparison+to+chemical-reducing-end+assays.">Advantages of isothermal titration calorimetry for xylanase kinetics in comparison to chemical-reducing-end assays.</a> Anal. Biochem. 410, 19-26 (2011).</li><li>Noske, R., Cornelius, F., Clarke, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+enzymatic+activity+of+the+Na+,K+-ATPase+via+isothermal+titration+microcalorimetry.">Investigation of the enzymatic activity of the Na+,K+-ATPase via isothermal titration microcalorimetry.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1797, 1540-1545 (2010).</li><li>Harmon, K. M., Niemann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+competitive+inhibition+of+the+urease-catalyzed+hydrolysis+of+urea+by+phosphate.">The competitive inhibition of the urease-catalyzed hydrolysis of urea by phosphate.</a> J. Biol. Chem. 177, 601-605 (1949).</li><li>Benini, S., Rypniewski, W. R., Wilson, K. S., Ciurli, S., Mangani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure-based+rationalization+of+urease+inhibition+by+phosphate:+novel+insights+into+the+enzyme+mechanism.">Structure-based rationalization of urease inhibition by phosphate: novel insights into the enzyme mechanism.</a> J. Biol. Inorg. Chem. 6, 778-790 (2001).</li><li>Segel, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Enzyme kinetics: behavior and analysis of rapid equilibrium and steady-state enzyme systems. , (1993).</li></ol>

Bedeutung der ITC, um die enzymatische Aktivität gegenüber bestehenden Methoden zu studieren Zusätzlich zu den klassischen Anwendungen, verbindliche Gleichgewichte zu untersuchen, bietet isothermen Titrationskalorimetrie eine zuverlässige und schnelle Methode, um enzymatische Reaktionen in Lösung charakterisieren, mit der Reaktionswärme als Sonde, ohne Systemänderung oder die Kennzeichnung erfordern. Die kinetischen Parameter k cat und K M...

Quantitative Bestimmung von biochemischen Reaktionen Einblicke in die biologischen Prozesse auf der Grundlage des Lebens. Kalorimetrie bietet eine markierungsfreie Methode zur quantitativen Charakterisierung praktisch jede chemische Reaktion in Lösung. Dieses Verfahren misst die Wärme freigegeben oder im Laufe der Zeit absorbiert wird, und ist daher eine universelle Erfassungssystem und eine sehr bequeme Methode, um die Menge der reagierenden Moleküle (dh Bindung Thermodynamik), als auch die Reaktionsgeschwindigkeit (dh Kinetik) messen zu quantifizieren. Insbesondere hat isothermen Titrationskalorimetrie (ITC) als Methode der Wahl, um die Thermodynamik der biomolekularen Gleichgewichte zu charakterisieren, mit Protein-Ligand-Protein-Protein, Protein-Metallionen und Protein-DNA-Wechselwirkungen 6.1 verabschiedet. Darüber hinaus ist die Fähigkeit des ITC, um kinetische Informationen ist es ein sehr leistungsfähiges System zur Enzymkatalyse zu messen, obwohl das Potenzial dieser Anwendung ist nochunterschätzt 09.07. Die Michaelis-Menten-Gleichung 10 ist eine quantitative Beschreibung von enzymatischen Reaktionen, da es eine Beziehung zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und der Substratkonzentration, in Abhängigkeit von zwei kinetischen Parameter: die Michaelis-Konstante (K M) und die katalytische Geschwindigkeitskonstante (k cat) . Die k cat / K M-Verhältnis ist als das katalytische Effizienz eines Enzyms bezeichnet. In der Praxis Bestimmung von K M und k cat für eine bestimmte Reaktion eine vollständige Beschreibung der Katalyse. In einem typischen Enzymreaktion (Abb. 1), einem Substrat (S) mit dem Enzym (E) die Enzym-Substrat-(ES)-Komplex gebildet wird, der anschließend in den Übergangszustand aktiviert wird (ES *). Letzteres wird in das Enzym-Produkt (EP)-Komplex dissoziiert, die schließlich umgewandelt. Diese Schritts werden durch die folgende Reaktion beschrieben. <img fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51487/51487eq1.jpg" width="197" /> (1) k 1 die Geschwindigkeitskonstante für die Bildung des Komplexes ES, k-1 die Geschwindigkeitskonstante für die Dissoziation des Komplexes ES, während k cat ist die katalytische Geschwindigkeitskonstante oder Umsatzzahl. : Gemäß der Michaelis-Menten-Gleichung 10 kann die Geschwindigkeit der Reaktion berechnet werden <img fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51487/51487eq2.jpg" width="144" /> (2) wobei K = M (k-1 + k cat) / k 1 und k cat = v max / [E], wobei V max die maximale Geschwindigkeit erreicht, wenn alle Enzyms an das Substrat gebunden. Die isotherme Titrationskalorimeter ist das Instrument in dieser Studie verwendet, um die enzymatische Hydrolyse von Harnstoff zu charakterisieren. Dieses Instrument besteht aus einem adiabatischen Abschirmung, die zwei geprägte förmigen Zellen (Fig. 1) hergestellt. Diese sind nach außen mit schmalen Zugang Rohren verbunden. Die Probenzelle (ca. 1,4 ml) wird mit der Enzymlösung beladen, und die Referenzzelle wird in der Regel mit Wasser oder mit der für die Analyse verwendeten Lösungsmittel gefüllt. Eine rotierende Spritze mit langer Nadel und einem Rührstäbchen Paddel befestigt ist, die gewöhnlich ca. 0,3 ml Substratlösung wird auf die Probenzelle montiert. Eine thermoelektrische Vorrichtung mißt die Temperaturdifferenz zwischen der Probe und der Referenzzelle und mit einem &quot;Zellrückkopplungsnetzwerk&quot;, behält er diese Differenz auf Null durch Addieren oder Subtrahieren Wärme. Während des Experiments wird das Substrat in der Enzymlösung bei einem konstanten gewählten Temperatur eingespritzt. Wenn die enenzymatische Reaktion stattfindet, die Menge an Wärme freigesetzt oder absorbiert wird, ist proportional zu der Anzahl von Substratmolekülen, die in Produktmoleküle umgewandelt werden. Darüber hinaus ist die Wärmestromrate direkt mit der Geschwindigkeit der Reaktion stehen. Die gemessenen Daten, wie eine Abweichung der Spur von der ersten Wärmegrundlinie (Fig. 1) erscheinen, (μcal / sec) durch das Instrument auf die Probenzelle, die proportional zu der in der Probenzelle auftretenden Wärmestrom versorgt sind der thermische Leistungs über die Zeit. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51487/51487fig1highres.jpg" width="500" /> Fig. 1 ist. Schematische Darstellung der isothermen Titrationskalorimeter um enzymatische Reaktionen zu untersuchen. Einer enzymatischen Reaktion bei der Titration des Substrats (in der Injektionsspritze) auftritt in die Enzymlösung (in der Probenzelle) zu einer Änderung der thermoFehlleistung durch das Kalorimeter, notwendig, um die Temperaturdifferenz zwischen der Probenzelle und der Referenzzelle konstant zu halten veröffentlicht. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51487/51487fig1highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.</a> Insgesamt ist die Wärmeänderung (Q) proportional zum molaren Enthalpie der Reaktion (AH) und der Anzahl von Molen des Produkts erzeugt (n), die wiederum durch den Gesamtvolumen-fache der Konzentration gegeben: <img fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51487/51487eq3.jpg" width="200" /> (3) Die Produktbildung über die Zeit (dP / dt), die die Reaktionsgeschwindigkeit entspricht, kann somit der Wärmemenge über die gleiche Zeit (dQ / dt) durch die Beziehung erzeugt verwandt sind: <img fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51487/51487eq4.jpg" width="150" /> (4) Nach dieser Gleichung um eine Michaelis-Menten-Plot zu erhalten ist es notwendig, zu messen i) die Gesamtstoff Enthalpie AH, und ii) der Wärmestrom dQ / dt bei verschiedenen Substratkonzentrationen. Gewöhnlich wird dies auf zwei verschiedene Experimente durchgeführt: Im ersten Versuch (Methode 1, M1), wird das Substrat in der Enzymlösung injiziert und die Wärme zur vollständigen Substratumsatz gemessen wird; in dem zweiten Experiment (Methode 2, M2), werden mehrere Injektionen des Substrats durchgeführt und die Rate der Wärmeerzeugung bei verschiedenen Substratkonzentrationen gemessen. Diese zwei Sätze von Daten ausreichend sind, um die kinetischen Parameter K m und k cat abzuleiten. Im vorliegenden Artikel wird eine allgemeine Protokoll, um die kinetischen Parameter für enzymatische Reaktionen unter Verwendung von ITC bestimmen beschrieben. Wir wendeten die Methode zur Harnstoff-Hydrolyse durch Canavalia ensiformis Harnstoffse als Bezugssystem. Die gute Übereinstimmung zwischen den mit dieser Methode erzielten Ergebnisse sowie die in der Literatur berichtet Daten zeigen die Zuverlässigkeit dieses Ansatzes.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="796">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">HEPES</td>
			<td style="width:111px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">H3375</td>
			<td style="width:323px;">dissolving in water and adjusting pH with NaOH</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">TRIZMA-Base</td>
			<td style="width:111px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">T1503</td>
			<td>dissolving in water and adjusting pH with HCl</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">Sodium dihydrogen phosphate</td>
			<td style="width:111px;">Riedel-de-Haen</td>
			<td style="width:119px;">4270</td>
			<td>dissolving in water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">Sodium phosphate dibasic</td>
			<td style="width:111px;">Riedel-de-Haen</td>
			<td style="width:119px;">30427</td>
			<td>dissolving in water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">Urea</td>
			<td style="width:111px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">U4128</td>
			<td>dissolving in water at 40 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:245px;">Canavalia ensiformis urease (type C-3)</td>
			<td style="width:111px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">U0251</td>
			<td>dissolving in 20 mM HEPES pH 7 and stored at -80 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;"></td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:245px;">VP-ITC on Origin 7.0</td>
			<td style="width:111px;">MicroCal (GE Healthcare)</td>
			<td style="width:119px;">SYS13901</td>
			<td>instrument&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:245px;">VPViewer2000 1.30.00 on Origin 7.0</td>
			<td style="width:111px;">MicroCal (GE Healthcare)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>data acquisition software supplied with the instrument</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hot biological catalysis: isothermal titration calorimetry to characterize enzymatic reactions

Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) ist eine gut beschriebene Technik, die die Wärme freigesetzt oder während einer chemischen Reaktion aufgenommen, sie als eine intrinsische Sonde zur Charakterisierung praktisch jeden chemischen Prozess misst. Heutzutage wird dieses Verfahren weitgehend angewendet, um thermodynamische Parameter des biomolekularen Bindungsgleichgewichte bestimmen. Zusätzlich ITC wurde gezeigt, können direkt zu messen Kinetik und thermodynamischen Parameter (k cat, K M, &amp;Dgr; H) von enzymatischen Reaktionen, obwohl diese Anwendung noch unzureichend genutzt werden. Als Wärme Änderungen spontan während der enzymatischen Katalyse kommen, die jedoch ITC keine Änderung oder die Kennzeichnung des Systems unter Analyse bedürfen und kann in Lösung durchgeführt werden. Darüber hinaus muss das Verfahren wenig Materialmenge. Diese Eigenschaften machen ITC eine unschätzbare, leistungsstarke und einzigartige Werkzeug zur Enzymkinetik in mehreren Anwendungen, wie zum Beispiel, Arzneimittelforschung studieren. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; In dieser Arbeit eine experimentelle ITK-basierte Methode zur Kinetik und Thermodynamik enzymatischer Reaktionen zu quantifizieren, wird gründlich beschrieben. Dieses Verfahren wird angewendet, um zu bestimmen, k cat und K M der enzymatischen Hydrolyse von Harnstoff durch Canavalia ensiformis (jack bean) Urease. Berechnung der intrinsischen molare Enthalpie (&amp;Dgr; H int) der Reaktion durchgeführt. Die so erhaltenen Werte sind konsistent mit früheren Daten in der Literatur berichtet, was die Zuverlässigkeit der Methode.

Urease (EC 3.5.1.5; amidohydrolase Harnstoff) ist ein Multiunternickelhaltige Enzym in Archaea, Bakterien, einzelligen Eukaryoten und Pflanzen gefunden. Dieses Protein wirkt in der letzten Stufe von organischen Stickstoffmineralisierung und katalysiert die Hydrolyse von Harnstoff zu Ammoniak und Carbamat, das spontan zerfällt, um ein zweites Molekül Ammoniak und Bicarbonat (Gleichung 6) 12 zu ergeben. <img fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51487/51487...

Watch this Scientific Journal Video about Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions at JoVE.com

Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions

Isotherme Titrationskalorimetrie Maßnahmen Wärmestrom freigegeben oder in chemischen Reaktionen absorbiert. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um Enzym-Katalyse zu quantifizieren. In diesem Papier, das Protokoll für die Instrumental Setup-Experiment läuft, und Datenanalyse wird allgemein beschrieben, und der Charakterisierung der enzymatischen Hydrolyse von Harnstoff Bohne Urease aufgebracht.

Hot Biologische Katalyse: Isotherme Titrationskalorimetrie zu Enzymreaktionen Charakterisieren

Isothermal titration calorimetry (ITC) is a well-described technique that measures the heat released or absorbed during a chemical reaction, using it as ...

Education

Research

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Thermochemistry

Thermodynamics and Chemical Kinetics

SCIENTISTS IN ACTION

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Herstellung von Silica-Nanopartikeln durch Mikrowellen-unterstützte Säure-Katalyse

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Forschung

Chemie

Retropinacol/Cross-pinacol Coupling Reactions - A Catalytic Access to 1,2-Unsymmetrical Diols

Retropinacol / Quer Pinakol-Kupplungen - Ein katalytischer Zugang zu 1,2-Diole unsymmetrische

Unsymmetrical 1,2-diols are hardly accessible by reductive pinacol coupling processes. A successful execution of such a transformation is bound to a clear ...

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-phosphinetriyltripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

Mizoroki-Heck-Kreuzkupplungsreaktionen von Dichloro {bis [1,1 &#39;, 1&#39;&#39; - (phosphinetriyl) tripiperidine]} katalysierte Palladium unter milden Reaktionsbedingungen

Dichloro-bis(aminophosphine) complexes of palladium with the general formula of [(P{(NC5H10)3-n(C6H11)n})2Pd(Cl)2] (where n = 0-2), belong to a new family ...

Light-driven Enzymatic Decarboxylation

Lichtgetriebene enzymatische Decarboxylierung

Oxidoreductases belong to the most-applied industrial enzymes. Nevertheless, they need external electrons whose supply is often costly and challenging. ...

Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Instrumentation for Real-time Enzymatic Reaction Rate Measurements by NMR

Die Auflösung dynamische Kernpolarisation Besetzung für Echtzeit-enzymatische Reaktionsgeschwindigkeit Messungen von NMR

The main limitation of NMR-based investigations is low sensitivity. This prompts for long acquisition times, thus preventing real-time NMR measurements of ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Ein Protokoll für sichere Lithiierungen Mit Organolithiumreagentien

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Enzymatische Kaskade Reaktionen für die Synthese von chirale Alkohole Aminosäure L-Lysin

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...

Employing Pressurized Hot Water Extraction (PHWE) to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

Employing Pressurized Hot Water Extraction PHWE to Explore Natural Products Chemistry in the Undergraduate Laboratory

Einsatz von unter Druck stehenden Heißwasserextraktion (PHWE), Naturstoffchemie im Grundstudium Labor zu erkunden

A recently developed pressurized hot water extraction (PHWE) method which utilizes an unmodified household espresso machine to facilitate natural products ...

Imine Metathesis by Silica-Supported Catalysts Using the Methodology of Surface Organometallic Chemistry

Imine Metathesis von Silica-unterstützten Katalysatoren mit der Methodik der Oberflächenorganometallischen Chemie

With this protocol, a well-defined singlesite silica-supported heterogeneous catalyst [(&#8801;Si-O-)Hf(=NMe)(&#951;1-NMe2)] is designed and prepared ...

Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids

Enzymatische Synthese von epoxidierten Metaboliten von Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic und Arachidonsäuren

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These ...