47.實驗課上某生分別配製了胃蛋白酶(pepsin)與胰蛋白酶(trypsin)酵素溶液,但忘記標示酵素名稱。下
列何者可最快速且經濟的方法,分辨此二酵素溶液?
(A)取適量酵素溶液與白蛋白進行水解反應1小時後,測量胺基酸產物種類
(B)取適量酵素溶液與白蛋白在pH=2條件下進行水解反應後,利用雙脲試劑(Biuret reagent)進行呈色反應 和比較
(C)利用單株抗體的專一性進行抗體與酵素的免疫分析反應(ELISA)後,測量特定波長的吸光值
(D)取適量酵素溶液與白蛋白在37℃下進行水解反應後,利用比色法測量產物肽鏈(peptide)的呈色反應
統計: A(83), B(673), C(162), D(144), E(0) #3204304
詳解 (共 3 筆)
這題考的是酵素的pH值專一性(pH specificity)與實驗設計的實務應用,是在考場上需要判斷「效率」與「成本」的經典題目。
正確答案是 (B) 取適量酵素溶液與白蛋白在pH=2條件下進行水解反應後,利用雙脲試劑(Biuret reagent)進行呈色反應和比較。
? 核心解析:為什麼 (B) 是最快速且經濟的方法?
要分辨胃蛋白酶與胰蛋白酶,最根本的差異在於它們的最適作用環境(Optimum pH):
-
特性區隔:
-
胃蛋白酶 (Pepsin):最適 pH 值約在 1.5 ~ 2.5 之間(強酸環境)。在強酸下具有極高的水解蛋白質活性。
-
胰蛋白酶 (Trypsin):最適 pH 值約在 7.5 ~ 8.5 之間(弱鹼環境)。在 pH=2 的強酸環境下,胰蛋白酶會發生不可逆的變性,幾乎喪失活性。
-
-
實驗效率:
-
在 pH=2 的環境下,只有胃蛋白酶能有效將白蛋白分解為更小的肽鏈或胺基酸。
-
雙脲試劑 (Biuret reagent) 的功能是檢測蛋白質中的肽鍵。如果酵素有活性(Pepsin),蛋白質會被水解成短肽鏈,雙脲試劑的呈色反應會減弱或產生變化;若酵素失去活性(Trypsin),蛋白質維持原樣,呈色程度則不同。
-
這個方法只需調整 pH 值並進行簡單的比色,相較於 ELISA(昂貴抗體)或精細的胺基酸分析(時間成本極高),這是最經濟實惠的方案。
-
? 選項解析:
-
(A) 錯誤:測量胺基酸產物種類需要高效液相層析(HPLC)或精密儀器,極度費時且昂貴。
-
(C) 錯誤:ELISA 需要購買特定的單株抗體,成本非常高,且需要長時間的前置處理,不符合「最快速、最經濟」的原則。
-
(D) 錯誤:單純在 37℃ 反應沒有標註 pH 條件,在未知環境下無法體現兩者的活性差異,無法區分。
? 考前衝刺「消化酵素關鍵筆記」:
-
胃蛋白酶 (Pepsin):胃液、強酸 (pH 1-2)、裂解蛋白質。
-
胰蛋白酶 (Trypsin):胰液、弱鹼 (pH 7-8)、裂解蛋白質。
-
實驗設計邏輯:要分辨酵素,就給它「只有一方能活」的條件(例如強酸環境)。