Beta-Galaktosidase

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Reaktionen | Berechnung der Enzymaktivität | Daten zum Enzym

 

 

Reaktionen der beta-Galakosidase

Die beta-Galaktosidase (EC 3.2.1.23) ist ein unspezifisches Enzym. Sie setzt neben dem natürlichen Substrat Lactose (Milchzucker) verschiedene andere Substrate um.

Auch die künstlichen Substrate "X-Gal" (5-Brom-4-Chlor-3-Indoxyl-beta-D-Galactopyranosid), o-NPG und Methylumbelliferyl-Galaktosid verlaufen nach den folgenden Schemata:

und die Umsetzung von 4-Methylumbelliferyl-Glakatosid:

Im Fall der Lactose werden die farblosen Zucker Glucose und Galaktose freigesetzt. Im Fall des X-Gal wird 5-Brom-4-Chlorindol gebildet, das nach Oxidation einen blauen Indigo-Komplex liefert. Aus o-NPGs wird das gelbe 2-Nitrophenol und aus 4-Methylumbelliferyl-Galaktosid das fluoreszierende 4-Methylumbelliferon freigesetzt.

In einer sehr ähnlichen Reaktion wie der letzten wird von E. coli 4-Methylumbelliferyl-beta-D-Glucopyranosid umgesetzt. Die "MUG"-Reaktion ist für den E. coli Nachweis in Wasserproben von großer Bedeutung, weil 4-Methylumbelliferon durch UV-Licht der Wellenlänge 366 nm zu einer grünlichen Fluoreszenz angeregt wird. Damit steht ein sehr empfindlicher und vergleichsweise schneller Nachweis für E. coli zur Verfügung.

Sie überprüfen diese Behauptungen, indem Sie wie im Ansatz "1" des Pipettierschemas (im Abschnitt "Methoden"), anstelle des o-NPGs 150 µl 10 mM X-Gal einsetzen. Wie die blaue Farbe dieser Reaktion zeigt, müssen Sie zur optimalen Messung des Ansatzes die Wellenlänge Ihres Photometers auf 640 nm verstellen.

Pdf-Dateien zu diesen Reaktionen können Sie für Lactose, o-NPG, X-Gal und Methylumbelliferyl-Galaktosid herunterladen.

 

Berechnung der Enzymaktivität aus einem kommerziellen Enzymprodukt:

Sie finden z.B. folgende Angaben: "1 ml/1500 U". Diese Angaben bedeuten, dass 1,5 U pro µl Suspension (1500 U/1000 µl) vorliegen. Finden Sie die Angabe: "380 U/mg solid", dann müssten Sie 1 mg Pulver in 1000 µl Puffer lösen. Damit wären 0,38 U/µl Puffer (380 U/1000 µl) enthalten.

 

Daten zum Enzym

Die Daten für die beta-Galaktosidasen aus Escherichia coli und aus Thermus aquaticus wurden der Brenda-Datenbank entnommen.

ParameterEscherichia coliThermus aquaticus
induzierbarjaja
Km o-NPG0,15 mM6,6 mM
Km Lactose5,5 mM>36 mM
pH-Optimum

pH 6,8 (bei o-NPG und 2 mM Mg2+),
pH 7,4 (ohne Mg2+)

pH 5,5
Temperaturoptimum35°C80°C (bei pH 7)

70°C (bei pH 5.5)

 

 

 

 

 

 

Glossar

Disaccharid

Zucker, der aus zwei gleichen oder zwei unterschiedlichen Zuckern aufgebaut ist.

Glycosid

Verknüpfung eines Zuckers mit einem anderen Zucker oder Molekül über ein Sauerstoffatom (O-Glycosid)

Substrat

Biochemikalie, die durch ein Enzym zu einem Produkt umgesetzt wird.