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肌糖原的酵解作用

2020.9.07
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

实验原理

在动物、植物、微生物等许多生物机体内,糖的无氧分解几乎都按完全相同的过程进行。本实验以动物肌肉组织中肌糖原的酵解过程为例。肌糖原的酵解作用,即肌糖原在缺氧的条件下,经过一系列的酶促反应,最后转变成乳酸的过程。肌肉组织中的肌糖原首先磷酸化,经过己糖磷酸酯、丙糖磷酸酯、甘油磷酸酯等一系列中间产物,最后生成乳酸。该过程可综合成下列反应式:


肌糖原的酵解作用是糖类供给组织能量的一种方式。当机体突然需要大量的能量,而又供氧不足(如剧烈运动时),则糖原的酵解作用可暂时满足能量消耗的需要。在有氧条件下,组织内糖原的酵解作用受到抑制,而有氧氧化则为糖代谢的主要途径。

糖原酵解作用的实验,一般使用肌肉糜或肌肉提取液。在用肌肉糜时,必须在无氧条件下进行;而用肌肉提取液,则可在有氧条件下进行。因为催化酵解作用的酶系统全部存在于肌肉提取液中,而催化呼吸作用(即三羧酸循环和氧化呼吸链)的酶系统,则集中在线粒体中。

糖原或淀粉的酵解作用,可由乳酸的生成来观测。在除去蛋白质与糖以后,乳酸可以与硫酸共热变成乙醛,后者再与对羟基联苯反应产生紫罗兰色物质,根据颜色的显现而加以鉴定。

该法比较灵敏,每毫升溶液含1-5μg乳酸即给出明显的颜色反应。若有大量糖类和蛋白质等杂质存在,则严重干扰测定,因此实验中应尽量除净这些物质。另外,测定时所用的仪器应严格地洗干净。

试剂和器材

一、试剂

对羟基联苯试剂:称取对羟基联苯1.5g,溶于100mL 0.5% NaOH溶液,配成1.5%的溶液。若对羟基联苯颜色较深,应用丙酮或无水乙醇重结晶。放置时间较长后,会出现针状结晶,应摇匀后使用。

0.5%糖原溶液(或淀粉溶液);20%三氯乙酸溶液;氢氧化钙(粉末);浓硫酸;饱和硫酸铜溶液;1/15mol/L磷酸缓冲液(pH7.4)。

二、材料

兔肌肉糜。

三、器材

试管1.5×15cm(×8)及试管架;移液管5mL(×2), 2 mL(×1), 1mL(×2);滴管;量筒10mL(×4);玻璃棒;恒温水浴;沸水浴。

操作方法

一、制备肌肉糜

将兔杀死后,放血,立即割取背部和腿部肌肉,在低温条件下用剪刀尽量把肌肉剪碎成肌肉糜。注意,应在临用前制备。

二、肌肉糜的糖酵解

取4支试管,编号后各加入新鲜肌肉糜0.5g。1,2号管为样品管,3,4号管为空白管。向3,4号空白管内加入 20%三氯乙酸3mL,用玻璃棒将肌肉糜充分打散,搅匀,以沉淀蛋白质和终止酶的反应。然后分别向4支试管内各加入3mL磷酸缓冲液和1mL 0.5%糖原溶液(或0.5%淀粉溶液)。用玻璃棒充分搅匀,加少许液体石蜡隔绝空气,并将4支试管同时放入37℃恒温水浴中保温。

1.5h后,取出试管,立即向1,2号管内加入20%三氯乙酸3mL,混匀。将各试管内容物分别过滤,弃去沉淀。量取每个样品的滤液5mL,分别加入到已编号的试管中,然后向每管内加入饱和硫酸铜溶液1mL,混匀,再加入0.5g氢氧化钙粉末,用玻璃棒充分搅匀后,放置30min,并不时搅动内容物,使糖沉淀完全。将每个样品分别过滤,弃去沉淀。

三、乳酸的测定

取4支洁净、干燥的试管,编号,每个试管加入浓硫酸2mL,将试管至于冷水浴中,分别用小滴管取每个样品的滤液1 滴或2滴,逐滴加入到已冷却的上述浓硫酸溶液中(注意滴管大小尽可能一致),随加随摇动试管,避免试管内的溶液局部过热。

将试管混合均匀后,放入沸水浴中煮5min,取出后冷却,再加入对羟基联苯试剂2滴,勿将对羟基联苯试剂滴到试管壁上,混匀试管内容物,比较和纪录各试管溶液的颜色深浅,并加以解释。

注意事项

(1)对羟基联苯试剂一定要经过纯化,使其呈白色。

(2)在乳酸测定中,试管必须洁净、干燥,防止污染,影响结果。


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