2. Ферменты
|
|
Скачать 0.73 Mb.
|
|
Приложение. Оглавление. Тема1. Белки..........................................................................................................................2 Лабораторная работа №1. Реакции по осаждению белков………………...……...8 Лабораторная работа №2. Цветные реакции на белки…………………….............10 Лабораторная работа №3. Определение аминного азота медным способом….......12 Тема 2. Ферменты....................................................................................................................14 Лабораторная работа №4. Исследования ферментов................................................18 Тема 3. Витамины.....................................................................................................................19 Лабораторная работа 5 .Определение содержания аскорбиновой кислоты...........21 Тема 4. Углеводы ……..............................................................................................................22 Лабораторная работа №6. Реакции на углеводы…………..……………........…...25 Лабораторная работа №7. Определение водорастворимых углеводов по методу Бертрана ……………………………………………………………………………......…...26 Тема 5. Нуклеиновые кислоты..............................................................................................28 ^ Выделение и гидролиз нуклеопротеидов……….............29 Тема 6. Липиды..........................................................................................................................30 Литература...................................................................................................................................35 ^ ● Белки — это природные высокомолекулярные соединения (биополимеры), структурную основу которых составляют полипептидные цепи, построенные из остатков α- аминокислот. Пептидная группа ┌-------- ┐ ¦ O H ¦ ¦ | | | ¦ H2N─HC-¦-C—N-¦-CH—COOH  | ¦ ¦ | R ¦ ↑ ¦ R пептиднаясвязь Каждую аминокислоту, входящую в состав белка, называют аминокислотным остатком. Аминокислотные остатки в молекуле белка соединены пептидными связями. Длина пептидной связи составляет 0,1325 нм, представляя собой среднюю величину между длинами одинарной С—N связи (0,146 нм) и двойной С = N связи (0,127 нм), т. е. пептидная связь частично имеет характер двойной связи. Полипептидная цепь состоит из регулярно повторяющихся участков, образующих остов молекулы, и вариабельных участков — боковых радикалов аминокислотных остатков. Полипептидная цепь имеет определенное направление, поскольку каждый из ее строительных блоков имеет разные концы: амино- и карбоксильную группы. Началом полипептидной цепи считают конец, несущий свободную аминогруппу (N-конец), а заканчивается полипептидная цепь свободной карбоксильной группой (С-конец). Эти свойства пептидной группировки определяют структуру полипептидной цепи, фрагмент которой представлен ниже: H2N- СН - СО - (NН - СН - СО) n - NН - СН - СООН │ │ │ R R R (N-конец) (С-конец) ^ Ввиду огромного числа белков, функционирующих в живых организмах, не существует единой их классификации. В настоящий момент действует несколько классификаций; в основу каждой из них положен какой-либо признак, по которому белки объединяют в узкие или широкие группы. По степени сложности строения белки делят на простые и сложные. Простые или однокомпонентные белки состоят только из белковой части и при гидролизе дают аминокислоты. К сложным или двухкомпонентным относят белки, в состав которых входит протеин и добавочная группа небелковой природы, называемая простетической. В качестве простетической группы могут выступать липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты; соответственно сложные белки называют липопротеинами, гликопротеинами, нуклеопротеинами. По форме белковой молекулы белки разделяют на две группы: фибриллярные (волокнистые) и глобулярные (корпускулярные). Фибриллярные белки характеризуются высоким отношением их длины к диаметру (несколько десятков единиц). Их молекулы нитевидны и обычно собраны в пучки, которые образуют волокна. Фибриллярные белки являются главными компонентами наружного слоя кожи, образуя защитные покровы тела человека. Они также участвуют в образовании соединительной ткани, включая хрящи и сухожилия. Подавляющее количество природных белков относится к глобулярным. Для глобулярных белков характерно небольшое отношение длины к диаметру молекулы (несколько единиц). Имея более сложную конформацию, глобулярные белки выполняют и более разнообразные, по сравнению с фибриллярными белками, функции. Простые белки (протеины), подразделяются на следующие подгруппы: протамины, гистоны, альбумины, глобулины, проламины, глютелины, склеропротеины. Протамины — группа белков с очень высоким содержанием диаминомонокарбоновых кислот (до 80%). В составе протаминов отсутствуют триптофан и содержащие серу аминокислоты; в большинстве протаминов также нет тирозина и фенилаланина. Протамины имеются в большом количестве в сперме, в икре рыб (сальмин, скумбрии, клупеин). Гистоны — группа белков, в составе которых до 30% диаминомонокарбоновых кислот В настоящее время изолировано несколько фракций гистонов, различающихся по содержанию лизина и аргинина, изучена их первичная структура. Эти белки обладают свойствами слабых оснований. Изоэлектрнческие точки их лежат в щелочной среде (рН 10—11). В клетках гистоны, как правило, связаны с нуклеиновыми кислотами. Считают, что эти белки играют определенную роль в структуре хромосом и регуляции синтеза нуклеиновых кислот. Альбумины — широко распространенная группа белков, растворимых в воде и солевых растворах, но не растворимых в насыщенном растворе (МН4)2SО4. В альбуминах обнаружены 19 различных аминокислот; в больших количествах в них содержатся лейцин, глютаминовая кислота, аспарагиновая кислота, лизин и другие аминокислоты. Молекулярный вес альбуминов колеблется в пределах от 35 000 до 70 000. Основные представители альбуминов: яичный альбумин, альбумин сыворотки крови, альбумин молока, миоальбумин и др. Глобулины — белки, не растворимые в воде, но растворимые в водных растворах нейтральных солей, щелочей и кислот. В составе глобулинов встречаются практически все аминокислоты. Молекулярный вес глобулинов колеблется от 90 000 до 150 000. Эти белки легко взаимодействуют с различными органическими соединениями, образуя сложные комплексы Глобулины встречаются во всех животных и растительных тканях (белки плазмы крови, сыворотки молока, белки мышц — миозин, актин и др.). Проламины — группа растительных белков, не растворимых в воде, но растворимых в 60—80-процентном спирте. Особенностью их является относительно высокое содержание пролина и почти полное отсутствие лизина. Главные представители этих белков: глиадин — белок эндосперма пшеничного зерна; гордеин — белок ячменя; зеин—белок кукурузы. Глютелины — растительные белки, не растворимые в нейтральных растворителях и растворимые в разбавленных щелочах. Основные представители: глютенин — основная масса клейковины пшеницы; оризенин — белок риса. Склеропротеины — белки, нерастворимые или ограниченно растворимые в воде, водных растворах нейтральных солей, этаноле и смесях этанола с водой. Они имеют фибриллярную структуру, отличаются высокой устойчивостью к химическим реагентам, действию протеолитических ферментов и выполняют в организме опорно-механические или механозащитные функции. К склеропротеинам относятся белки опорных тканей и покровных образований — кератины, коллаген, фиброин. Эти белки отличаются очень малым разнообразием входящих в их состав аминокислот, в связи с чем их даже выделяли в особый класс так называемых протеиноидов, белковоподобных веществ. Так, фиброин состоит на 90% только из остатков четырех аминокислот — глицина, аланина, серина и тирозина. В составе кератина содержится много цистина и цистеина (10—14%), а также пролина и оксипролина (9%). В составе коллагена отсутствуют цистин, цистеин, триптофан,, но много глицина, оксиаминокис-лот, пролина. Сложные белки (протеиды). Они также подразделяются на подгруппы в зависимости от характера содержащихся в них небелковых компонентов (простатических групп). К важнейшим сложным белкам относятся; нуклеопротеиды, фосфоппотеиды, глюкопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды. Нуклеопротеиды состоят из простого белка (типа протамина, гистона, альбумина или глобулина) и нуклеиновой кислоты. В зависимости от характера нуклеиновой кислоты различают рибонуклеопротеиды и дезоксирибонуклеопротеиды. По характеру белка выделяют нуклеогистоны и нуклеопротамины. Нуклеопротеиды являются не только структурными элементами ядра и протоплазмы клеток, но и выполняют важнейшие специфические функции: передачу наследственной информации, деление клеток, биосинтез белка. Фосфопротеиды — сложные белки, которые состоят из простых белков и фосфорной кислоты. Остаток последней присоединен эфирной связью к оксиаминокислотам (серии, треонин), входящим в состав белка: Фосфопротеиды широко распространены в клетке и выполняют важные регуляторные функции. Многие из фосфопротеидов являются ферментами (фосфорилаза, фосфоглюкомутаза, АТФаза и др.), активность которых зависит от наличия остатка фосфорной кислоты, связанного с пептидной цепью. Большая доля фосфопротеидов сосредоточена в ядрах клеток и связана с генетическим аппаратом. Этим фосфопрртеидам,„приписывают важную роль в регуляции генной активности. Известен целый ряд фосфопротеидов, которые являются важными запасными питательными веществами — казеин молока, вителлины яиц, ихтуллины икры рыб и др. Глюкопротеиды — сложные белки, содержащие в качестве простетической группы углеводы и их производные (галактозу, глюкозу, маннозу, глюкозамин, глюкуроновую кислоту). В их состав входят также полисахариды — гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты. Из глюкопротеидов - наиболее распространены муцин и мукойды, входящие в состав всех тканей и жидкостей организма. Муцин содержится в слюне и других выделениях слизистых желез, мукоиды — в хрящах, костях, связках и сухожилиях. Липопротеиды — сложные соединения, состоящие из белка и липидов (холестерина, фосфатидов, жиров). Они широко представлены в нерной ткани, плазме крови, 'молоке. Хромопротеиды — сложные белки, состоящие из простого белка, связанного с окрашенным соединением небелкового характера Небелковая простетическая группа важнейших хромопротеидов содержит пиррольные кольца. В состав многих хромопротеидов входят металлы (Fе. Сu Мg). К хромопротеидам принадлежат белки чрезвычайно разнообразными функциями: один из этих белков играет важную роль в связывании кислорода и доставке его тканям, другие являются ферментами, участвующими в окислительных процессах (цитохромы, каталаза, пероксидаза и др.) . Наиболее изученные представители хромопротеидов — гемоглобины. ^ наиболее удовлетворительная, поскольку в ее основу положен не случайный признак, а выполняемая функция. • Каталитически активные белки называют ферментами. Они осуществляют катализ практически всех химических превращений в клетке. • Гормоны регулируют обмен веществ внутри клеток и интегрируют обмен в различных клетках организма в целом. • Рецепторы избирательно связывают различные регуляторы (гормоны, медиаторы) на поверхности клеточных мембран. • Транспортные белки осуществляют связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки. • Структурные белки. Прежде всего к этой группе относят белки, участвующие в построении различных биологических мембран. • Белки — ингибиторы ферментов составляют многочисленную группу эндогенных ингибиторов. Они осуществляют регуляцию активности ферментов. • Сократительные белки обеспечивают механический процесс сокращения с использованием химической энергии. • Токсичные белки — некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами (змеями, пчелами, микроорганизмами), являющиеся ядовитыми для других живых организмов. • Защитные белки. К этой группе белков принадлежат антитела —• вещества белковой природы, вырабатываемые животным организмом в ответ на введение антигена. Антитела, взаимодействуя с антигенами, дезактивируют их и тем самым защищают организм от воздействия чужеродных соединений, вирусов, бактерий и т. д. ^ Амфотерность — проявление двойственных свойств (и кислоты, и основания). Белки — высокомолекулярные азотсодержащие вещества, состоящие из аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Вторичная структура белка — способ укладки полипептидной цепи в упорядоченную структуру. ^ — аминокислоты, синтезируемые в организме в достаточном количестве. Изоэлектрическая точка аминокислоты (белка) — значение рН-среды, при котором заряд аминокислоты (белка) равен нулю. Нативный белок — белок, обладающий определенной биологической активностью. Незаменимые аминокислоты — аминокислоты, не синтезируемые в организме, а поступающие в него с пищей. Первичная структура белка — порядок чередования аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Субъединица (или протомер) -- единая полипептидная цепь в эпимолекуле (или мультимере). Третичная стурктура белка — способ укладки полипептидной цепи в пространстве. Четвертичная структура белка — структура, состоящая из определенного числа полипептидных цепей, занимающих строго фиксированное положение относительно друг друга, вследствие чего белок обладает той или иной активностью. Эпимолекула (или мультимер) — белок, обладающий четвертичной структурой. • Токсичные белки — некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами (змеями, пчелами, микроорганизмами), являющиеся ядовитыми для других живых организмов. • Защитные белки. К этой группе белков принадлежат антитела —• вещества белковой природы, вырабатываемые животным организмом в ответ на введение антигена. Антитела, взаимодействуя с антигенами, дезактивируют их и тем самым защищают организм от воздействия чужеродных соединений, вирусов, бактерий и т. д. ^ Амфотерность — проявление двойственных свойств (и кислоты, и основания). Белки — высокомолекулярные азотсодержащие вещества, состоящие из аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Вторичная структура белка — способ укладки полипептидной цепи в упорядоченную структуру. ^ — аминокислоты, синтезируемые в организме в достаточном количестве. Изоэлектрическая точка аминокислоты (белка) — значение рН-среды, при котором заряд аминокислоты (белка) равен нулю. Нативный белок — белок, обладающий определенной биологической активностью. Незаменимые аминокислоты — аминокислоты, не синтезируемые в организме, а поступающие в него с пищей. Первичная структура белка — порядок чередования аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Субъединица (или протомер) -- единая полипептидная цепь в эпимолекуле (или мультимере). Третичная стурктура белка — способ укладки полипептидной цепи в пространстве. Четвертичная структура белка — структура, состоящая из определенного числа полипептидных цепей, занимающих строго фиксированное положение относительно друг друга, вследствие чего белок обладает той или иной активностью. Эпимолекула (или мультимер) — белок, обладающий четвертичной структурой. ^ 1. Какие органические соединения называются аминокислотами? Какие химические свойства характерны для аминокислот? 2. На примере аспарагиновой кислоты покажите амфотерность аминокислот. 3. Пользуясь таблицей А, выпишите формулы протеиногенных аминокислот: а) с углеводородными (гидрофобными) боковыми радикалами; б) с гидрофильными неионизирующимися боковыми радикалами; в) с гидрофильными ионизирующимися боковыми радикалами. ^
4. В чем состоит отличие понятий «аминокислотный состав» и «первичная структура» белка? 5. Дипептид карнозин — β-аланилгистидин — принимает участие в биохимических процессах, протекающих в мышечной ткани. Напишите структурную формулу этого дипептида. 6. Напишите структурные формулы всех возможных трипептидов, в состав которых входят аланин, глутамин и тирозин. Назовите трипептиды. 7. Что понимают под вторичной структурой белка? Предположите, какова вторичная структура фрагмента миоглобина человека с 10-го по 23-й аминокислотный остаток. 8. Что понимают под третичной структурой белка? Какие типы взаимодействий поддерживают третичную структуру белка? 9. Укажите типы взаимодействий между боковыми радикалами аминокислотных остатков: а) тир, глу, б) цис, цис; в) гис, асп. 10. Укажите типы взаимодействий, возникающих между фрагментами полипептидной цепи при формировании третичной структуры: а) -цис-ала~тир-цис-иле-глн-', б) -глу-асн-сер-лиз-тре-асп-.
1. Белки — биополимеры, мономерами которых являются: а) карбоновые кислоты; б) амины; в) β-аминокислоты; г) α-аминокислоты; д) амиды карбоновых кислот. 2. В белках аминокислотные остатки связаны между собой: а) сложноэфирными связями; б) водородными связями; в) пептидными связями; г) ангидридными связями; д) гликозидными связями. 3. К основным аминокислотам относятся: а) аланин; б) лизин; в) тирозин; г) глутамин; д) триптофан. 4. К кислым аминокислотам относится : а) лейцин; б) цистеин; в) аспарагиновая кислота; г) треонин; д) валин. 5. В изоэлектрической точке пептиды имеют: а) отрицательный заряд; б) положительный заряд; в) нулевой заряд. 6. Заряд дипептида лизилпролина в кислой среде равен: а) 0; б) 2+; в) 1+; г) 2─, д) 1─. 7. Между остатками треонина и глутамина при формировании третичной структуры белка возникает: а) ионная связь; в) ковалентная связь. Лабораторная работа №1. Реакция на белки по осаждению Приготовление раствора белка. 1.Яичный альбумин. Белок куриного яйца, отделенный от желтка, взбивают и затем смешивают в колбе при встряхивании с десятикратным объемом дистиллированной воды. Раствор фильтруют через двойной слой смоченной водой марли или через один слой полотна, помещенный в воронку. Фильтрат представляет собой раствор яичного альбумина, а осадок на марле представляет собой яичный глобулин. Яичный глобулин переносят в химический стакан и растворяют в небольшом количестве 10 % раствора NaCl. Полученный раствор глобулина фильтруют, и фильтрат соединяют с половиной ранее полученного водного раствора яичного альбумина. В итоге получают два раствора: раствор чистого альбумина (1) и раствор альбумина и глобулина (2). 2. Растительный альбумин. 25 г пшеничной муки смешивают со 100 мл дистиллированной воды и перемешивают полученную смесь в течение часа. Полученную взвесь муки центрифугируют, и прозрачный раствор осторожно сливают из центрифужных стаканчиков в колбу. Прозрачный раствор содержит преимущественно альбумин пшеничных зерен (3). ^ лабораторная центрифуга, воронка, фильтры, растворы белков, насыщенный раствор сернокислого аммония, хлористый натрий в порошке, сернокислый магний в порошке, 1% и 10% раствор гидроксида натрия, 5% раствор сернокислой меди, 5% раствор уксуснокислого свинца. ^ Наливают в пробирку 1 –1,5 мл раствора белка (2), добавляют равный объем насыщенного раствора сернокислого аммония и слегка встряхивают смесь до появления мути. Объясните, какой белок выпадает в осадок? Мутную жидкость фильтруют через сухой складчатый фильтр. Полученный прозрачный раствор помещают в пробирку и нагревают до кипения. Что при этом происходит? Какой белок в этом случае выпадает в осадок? ^ В две пробирки наливают по 2-3 мл раствора белка (2). Прибавляют при перемешивании до полного насыщения раствора, т.е. до момента, когда часть кристаллов солей перестают растворяться, в одну пробирку тонко измельченного хлористого натрия, а в другую сернокислого магния, через несколько минут в обеих пробирках появляется осадок. Объясните, какой белок переходит в нерастворимое состояние в этих опытах? Содержимое пробирок отфильтровывают и прибавляют к фильтрату несколько капель разбавленной уксусной кислоты до слабокислой реакции. Что при этом происходит? В водном растворе белков их частицы являются заряженными и сильно гидратированными. Эти факторы обуславливают устойчивость белковых растворов. Но при высокой концентрации солей происходит разрушение водных оболочек белковых молекул за счет гидратации ионов соли, т.е. молекулы воды переходят из гидратной оболочки белка в гидратную оболочку соответствующих ионов и вслед за этим наступает снятие заряда с белковой молекулы в слабокислой среде адсорбирующимися на ней ионами соли, в результате этих двух процессов белковые растворы теряют устойчивость, частицы белка слипаются друг с другом и выпадают в осадок. ^ В три пробирки наливают по 2 мл растворов белка (1,2,3) а) нагревают содержимое первой пробирки. Что при этом происходит? б) добавляют во вторую пробирку около 0,5 мл 10 % раствора уксусной кислоты и нагревают. ^ в) добавляют в третью пробирку около 0,5 мл 10 % раствора гидроксида натрия и нагревают. Происходят ли какие-либо изменения с раствором? Выпадение белков и осадок при нагревании (свертывание) характерно почти для всех белков (исключение составляет желатина). Особенно легко и полно происходит осаждение белков в слабокислой среде, вблизи от изоэлектрической точки. В сильно кислой среде осаждение белков идет значительно хуже, а в щелочной среде вовсе не наблюдается. Белки, как амфотерные электролиты, могут диссоциировать как кислоты и как основания. Схематично, молекулу белка можно представить следующим образом: H₂N – R – COOH. В водной среде, особенно вблизи изоэлектрической точки, молекулы белка представляют собой нейтральный, биполярный ион: ^ В кислой среде подавляется кислотная диссоциация белка, и молекула заряжается положительно: ⁺H₃N –R- COO⁻ + H⁺ -------- ⁺H₃N – R – COOH, а в щелочной среде подавляется, основная диссоциация белка и молекулы его несут отрицательный заряд. Наличие заряда препятствует осаждению белка, поэтому в кислых и щелочных растворах белок находится в растворенном состоянии даже при его кипячении. ^ В две пробирки наливают по 1 – 1,5 мл раствора белка (3) и медленно по каплям при встряхивании прибавляют в одну из них раствор сернокислой меди, а в другую – раствор уксуснокислого свинца. В обоих случаях образуются хлопьевидные осадки вследствие образования малорастворимого солеобразного соединения. Отметьте цвет осадков в обеих пробирках. После образования осадков добавьте в обе пробирки избыток соответствующих солей (2 – 2,5мл). ^ Соли тяжелых металлов (Hg, Ag, Cu, Pb и др.) вызывают необратимое осаждение белков, образуя с ними нерастворимые в воде соединения. Вследствие этого белки применяются в качестве противоядия при отравлении солями тяжелых металлов. Однако некоторые из таких осадков растворяются в избытке осадителя в результате пептизации осадка адсорбирующимися на его частицах ионами осадителя. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
 |
Ферменты (Энзимы) |
|
Тема: Ферменты |
|
Тема: Ферменты. Общие свойства |
|
Энзимология как учение о ферментах. Простые и сложные ферменты |
|
Мимср методичка №48 Фармация. Бапд. Диетология Биоэлементы. Ферменты. Лекарственные травы |
|
Тесты «Ферменты» «Витамины и коферменты» «Гормоны» Гродно 2007 удк 577 (076. 6) |
|
Р. В. Синицына Ферменты (от лат fermentum – закваска) – это уникальные, специфические катализаторы биохимических... |
|
Правила безопасности при проведении дезинфекции. Ферменты и токсины микробов. Столбняк (патогенез, |
|
Профессионально-образовательной программы курса «Биохимии» для студентов 2 курса ветеринарного факультета |
|
Тесты по теме: «Пищеварение» Вопрос Ферменты это органические вещества, обеспечивающие: а растворение веществ в организме; б механическую... |
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям