2. Ферменты
|
|
Скачать 0.73 Mb.
|
|
ТЕМА 4. УГЛЕВОДЫ. Углеводы наряду с белками — наиболее распространенные соединения, участвующие в построении клетки и используемые в процессе ее жизнедеятельности. Они входят в состав всех живых организмов. Самым богатым источником углеводов служат растения: до 80% сухой массы тканей растений составляют углеводы. В организмах животных и человека их значительно меньше; наиболее богаты углеводами печень (5—10%), скелетные мышцы (1—3%), сердечная мышца (-0,5%), головной мозг (0,2%). Углеводами называют очень большое число соединений, обладающих различной химической структурой и биологическими функциями. Углеводы — полигидроксикарбонильные соединения и их производные. Термин углеводы возник более 100 лет тому назад, но, даже не отвечая современным представлениям о структуре углеводов, используется и по сей день. ^ Классификация углеводов основана на их способности гидролизоваться. Углеводы разделяются на простые и сложные Простые углеводы иначе называются моносахаридами, они не подвергаются гидролизу. Сложные подразделяют на олигосахариды и полисахариды. В состав олигосахаридов входят от двух до десяти моносахаридов. В зависимости от числа моносахаридов, входящих в структуру, олигосахариды называют ди-, три-, тетрасахаридами и т. д. К полисахаридам относятся углеводы, в состав которых входят более 10 моносахаридных остатков. Сложные углеводы при гидролизе распадаются с образованием простых. Моносахариды иначе называют монозами По химическому составу монозы являются либо полигидроксиальдегидами либо ; полигидроксикетонами. О ⁄⁄ Моносахариды, в состав которых входит альдегидная группа ( — С ), называют \ Н альдозами, а кетонная ( = С=О) — кетозами. Характерной особенностью класса углеводов является наличие не менее двух гидроксильных групп и одной карбонильной (альдегидной или кетонной) группы. Следовательно, простейший углевод должен содержать три атома углерода. По числу атомов углерода моносахариды называют триозами, тетрозами, пенто-зами, гексозами и т. д. В названии моноз учитывается как число атомов углерода, так и наличие альдегидной или кетонной группы. Например, моносахариды, в состав которых входят 6 атомов углерода и альдегидная группа, называются альдогексозами, если же они содержат кето-группу, то кетогексозами. Изомерия.
Биологические функции моносахаридов: • Энергетическая — моносахариды используются в качестве источников энергии в клетке. • Пластическая — моносахариды и их производные участвуют в построении разнообразных биологических молекул. Олигосахариды. Наиболее распространенными в природе олигосахаридами являются дисахариды. Мальтоза образуется из полисахаридов как промежуточный продукт. Она состоит из двух остатков глюкозы, соединенных между собой α-1,4-гликозидной связью. Лактоза содержится в молоке животных и человека. В состав лактозы входит остаток галактозы и глюкозы; эти монозы связаны между собой β-1,4-гликозидной связью. Сахароза — наиболее распространенный и важный дисахарид, встречающийся в растительном мире. Сахароза является ценным питательным веществом для человека. Сахароза состоит из остатков α-D-глюкозы и β-D-фруктозы, связанных а,β-1,2-гликозидной связью Полисахариды представляют собой биополимеры, мономерами которых служат моносахариды. Если в составе полисахарида содержатся остатки моносахарида одного вида, его называют гомополисахаридом, если разных — гетерополисахаридом. К физиологически важным гомополисахаридам относят крахмал и гликоген. К числу важнейших гетерополисахаридов — гиалуроновую кислоту, хондротинсульфат и гепарин. Крахмал — гомополисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Он является одним из наиболее распространенных запасных полисахаридов растений. Крахмал накапливается в семенах, клубнях (40—78%) и других частях растений (10—25%). Крахмал состоит из двух фракций, отличающихся строением и свойствами: амилозы — 15—25% и амилопектина — 75—85%. Биологические функции полисахаридов: • Энергетическая — крахмал и гликоген составляют «депо» углеводов в клетке; при необходимости они быстро расщепляются на легко усваиваемый источник энергии — глюкозу. • Опорная — хондроитинсульфат выполняет опорную функцию в костной ткани. • Структурная — гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин являются структурными межклеточными веществами. • Гидроосмотическая и ионрегулирующая -- гиалуроновая кислота, благодаря высокой гидрофильности и отрицательному заряду, связывает межклеточную воду и катионы, регулируя межклеточное осмотическое давление. При гидролизе высших полиоз из каждой молекулы полисахарида образуется большое число молекул моносахарида часто измеряемое сотнями и тысячами. ^ Альдозы — моносахариды, в состав которых входит несколько гидроксильных и одна альдегидная группа. Анатомический распад — сложный циклический ферментативный процесс окислительного расщепления глюкозы. Гликогенолиз — процесс распада гликогена. Гликогеногенез — биосинтез гликогена. Гликолиз — процесс распада глюкозы в анаэробных условиях, конечным продуктом которого является молочная кислота. Глюконеогенез — синтез глюкозы из неуглеводных источников. Кетозы — моносахариды, в состав которых входит несколько гидроксильных и одна кето-группа. Моносахариды (простые углеводы) — углеводы, не подвергающиеся гидролизу. Олигосахариды (сложные углеводы) — углеводы, в результате гидролиза которых образуются моносахариды. Полисахариды (сложные углеводы) — биополимеры, мономерами которых служат моносахариды. Углеводы — полигидроксикарбонильные соединения и их производные. Проверьте себя. 1. К моносахаридам относятся: а) мальтоза; б) фруктоза; в) лактоза; г) гепаран; д) гликоген. 2. Глюкоза является: а) кетогексозой; б) кетопентозой; в) альдогексозой; г) альдопентозой; д) дисахаридом. 3. В состав сахарозы входят: а) две молекулы глюкозы; б) две молекулы фруктозы; в) глюкоза и фруктоза; г) галактоза и глюкоза. 4. Продуктом фосфоролиза мальтозы является: а) глюкоза и галактоза; б) глюкозо-1-фосфат и глюкоза; в) глюкозо-6-фос-фат и глюкоза; г) глюкозо-1-фосфат и галактоза. 5. Реакция: АТФ + Глюкоза → АДФ + Глюкозо-6-фосфат осуществляется при участии а) альдолазы; б) фосфоглюкомутазы; в) фосфорилазы; г) гексокиназы. 6. Коферментом изоцитратдегидрогеназы является а) убихинон б) ФМН; в) НАД; г) пиридоксальфосфат д) НАДФ. 7. Реакция: 6-Фосфоглюконат + НАДФ+ → Рибулозо-5-фосфат + СО2 + НАДФН + Н+ характерна: а) для гликолиза; б) для глюконеогенеза ; в) для апотомического распада глюкозы; г) для фосфоролиза; д) для цикла Кребса. ^ Материалы: щелочной раствор сегнетовой соли; раствор 69,26 г медного купороса в 1 л воды; глюкоза; солянокислый фенилгидразин; уксуснокислый натрий; 10% раствор уксусной кислоты; сахароза; 5 н. растворы соляной кислоты и едкого натра; растворимый крахмал; концентрированная серная кислота; раствор 0,127 г йода и 0,2 г йодистого калия в 100 мл воды; углекислая медь; 25 % раствор аммиака; крепкая азотная кислота (уд. в. 1,4); смесь спирта и эфира (1:1). Оборудование: два химических стакана на 100 –200 мл и часовое стекло для его накрывания, стеклянная палочка; 10 пробирок; асбестовая сетка; микроскоп, покровное и предметное стекло; фарфоровый тигель на 20 мл. ^ К 3 мл щелочного раствора сегнетовой соли прилить 3 мл раствора медного купороса. Описать внешний вид полученной жидкости Фелинга. Написать уравнение реакции ее получения. ^ К 1 мл 0,15% раствора глюкозы в пробирке прилить около 2 мл жидкости Фелинга. Нагреть раствор до кипения и кипятить 1 минуту. Отметить эффект, приводя уравнение реакции. ^ В пробирку всыпать около 0,1мл глюкозы, 0,3 мл солянокислого фенилгидразина, 0,5 мл уксуснокислого натрия и влить 5 капель 10% раствора уксусной кислоты. Все это растворить в 5 –7 мл воды. Пробирку погрузить в кипящую водяную баню, где держать до образования массы желтых кристаллов. На это требуется 15 – 20 минут. Описать эффект, рассмотреть форму кристаллов под микроскопом и написать уравнение реакции. ^ Опыт 4. Отношение сложных сахаров к жидкости Фелинга. Налить в пробирку 1 мл 0,15 % раствора сахарозы. Прибавить 2 мл жидкости Фелинга. Смесь нагреть и кипятить 1 минуту, не более. Отметить и объяснить эффект. ^ Эту работу выполнять, только проделав предыдущую работу! В пробирку налить 1 мл 0,15% раствора сахарозы и 3 капли 5н. раствора соляной кислоты. Смесь нагреть до кипения, сейчас же охладить, влить в нее 3 капли 5н. раствора едкого натра, 1 мл жидкости Фелинга, довести до кипения и кипятить 1 минуту. Отметить эффект, объяснить его уравнениями реакций, сравнить с эффектом предыдущего опыта, объяснить разницу. ^ В стакан налить 20 мл 1% раствора крахмала и 6 капель концентрированной серной кислоты, накрыть ее часовым стеклом и содержимое кипятить. Через каждые 10 минут отбирать пипеткой в чистую пробирку по 1 мл раствора. Пробу охладить и добавить к ней 1-2 капли раствора йода. Так продолжить до тех пор, пока проба с йодом окажется отрицательной. Описать результаты и объяснить их. Написать уравнение соответствующих реакций. Сравнить этот химический гидролиз с биохимическим. К 3 – 5 мл 1% раствора крахмала в пробирке добавить равное количество собственной слюны, зажать пробирку в кулаке (для нагревания), через каждые 5 минут отбирать приблизительно по 1 мл для реакций с йодом. Отметить эффект, объяснить его, сравнить скорость биохимического (ферментативного) гидролиза с химическим. Написать уравнение реакции ферментативного гидролиза крахмала. Какой фермент здесь действовал (его название)? ^ В стакан поместить около 0,5 г углекислой меди и 5-6 мл 25 % раствора аммиака. Получается темно-синий раствор (реактив Швейцера). В него бросить кусочки ваты и размешать стеклянной палочкой. Должен получиться густой раствор (темно-синий кисель). Не вынимая палочки, но прекратив помешивание, прилить к нему 10%раствор соляной или серной кислоты до явно кислой реакции. Если теперь вынуть стеклянную палочку из стакана, с ней вместе вынется прозрачный мешочек, наполненный синим густым раствором. Объяснить эффект, какое практическое значение имеет эта реакция? ^ Вата может не раствориться, если раствор аммиака будет не достаточно крепким, в таком случае надо, погрузив цилиндр с аммиаком в лед или снег, насытить его аммиаком, который можно получит, подщелачивая и кипятя имеющийся раствор аммиака или раствор углекислого аммония. ^ В сухой цилиндр на 10 мл влить 4 мл концентрированной серной и 2 мл концентрированной азотной кислоты (уд.в.1,4). Слегка разогревшуюся смесь перелить в маленький фарфоровый тигель, поместить сюда пучок ваты и с помощью палочки добиться, чтобы он весь был смочен нитрующей смесью. Выдержать так около 10 – 20 мин, слить избыток нитрующей смеси, промыть коллоидную вату 2 -3 раза водой, каждый раз отжимая ее палочкой. Затем досуха отжать вату между двумя листами фильтровальной бумаги, вытереть тигелек, бросить туда вату и налить немного смеси спирта и концентрированной серной кислоты (2 : 1) до образования густого раствора. Если этот раствор вылить на стекло, то после испарения растворителя образуется тонкая коллодийная пленка. Написать уравнение реакции. ^ Материалы: повидло, щелочной раствор сегнетовой соли для приготовления жидкости Фелинга (смешать раствор 173 г сегнетовой соли в 400 мл воды с раствором едкого натра в 100 мл воды); 10% растворы уксуснокислого свинца и сернокислого натрия; сернокислое окисное железо; концентрированная серная кислота; 0,1н раствор марганцовокислого калия; 25% раствор соляной кислоты; 20% раствор едкого натра; фильтровальная бумага. Оборудование: 2 мерные колбы: на 100 и 250 мл; 4 колбы Эрленмайера на 250 мл; пипетка на 10 мл, 20 мл, мерный цилиндр на 50 мл, часовое стекло для покрывания колбы Эрленмайера; стеклянная палочка; воронка; бюретка со стеклянным краном. Раствор сернокислого окисного железа можно готовить следующим образом. 50 г Fe₂ (SO₄)₃ и 200г (100мл) концентрированной серной кислоты развести в 500 мл дистиллированной воды. К раствору долить воды до объема 1 л. Надо проверить, нет ли в приготовленном растворе закисных соединений, способных окисляться марганцовокислым калием. Для этого к 20-30 мл раствора прилить 1 каплю 0,1 н раствора KMnO₄. Если проявиться не исчезающая 10 -20 сек розовая окраска, раствор годен к употреблению. Если же капля обесцветится, то ко всему раствору добавить по каплям 0,1 н раствора KMnO₄ до появления не исчезающей 10 -20 сек слабой розовой окраски. Навеску повидла в 2 г размешать с водой и перенести в мерную колбу на 250 мл, добавить 5 мл 10% раствора уксуснокислого свинца; объем довести до метки. Раствор отфильтровать. 80 мл фильтрата загрузить в мерную колбу на 100 мл, добавив туда 8 мл 10% раствора сернокислого натрия. Довести объем раствора в мерной колбе до 100 мл. Отфильтровать. Отобрать в чистые колбы Эрленмайера 20 мл фильтрата для определения простых сахаров на 10 мл – для определения суммы простых и сложных сахаров. Для определения простых сахаров отобранное количество фильтрата кипятить 3 мин с 40 мл жидкости Фелинга. Закись меди отфильтровать через гладкий, хорошо пригнанный к воронке фильтр. Осадок и стакан промыть горячей водой до появления бесцветных промывных вод. Подставить под воронку колбу Эрленмайера, в которой производилось восстановление жидкости Фелинга, а на фильтр вылить 30 мл раствора сернокислого окисного железа. Фильтр 2 -3 раза промыть холодной водой. Фильтрат оттитровать 0,1 н раствором марганцовокислого калия до появления, не исчезающего в течение 10 -20 сек розового окрашивания. 10 мл фильтрата, взятого для определения суммы простых и сложных сахаров, разбавить равным объемом воды, прилить к нему 2 мл 25% раствора соляной кислоты. Закрыв колбу часовым стеклом, поставить ее на 2 часа на кипящую водяную баню. Охладить раствор и нейтрализовать его 20 % раствором едкого натра. Необходимое для этого количество щелочи лучше всего установить следующим опытом: 2 мл 25% раствора соляной кислоты разбавить 20 мл воды и нейтрализовать учитываемым количеством 20% раствора едкого натра по индикатору, например метилоранжу. После нейтрализации раствора добавить к нему 40 мл жидкости Фелинга; закончить анализ тем же путем, как и определение простых сахаров. 1 мл 0,1н раствора KMnO₄ соответствует 6,36 мг меди. По количеству сахара в пересчете на глюкозу (см. таблицу Бертрана) Объяснить сущность описанного метода определения углеводов, приведя необходимые уравнения реакций. По данным титрования вычислить содержание простых и сложных углеводов в повидле.
Вопросы и расчетно-графические задания. 1. Какие органические вещества называются углеводами? 2. Какие функциональные группы входят в состав альдогексоз? 3. Напишите структурные формулы: рибозо-5-фосфата, ксилулозо-5-фосфата, глюкозо-6-фосфата, галактозо-1-фосфата, фруктозо-1,6-дифосфата. 4. Напишите структурную формулу дисахарида, состоящего из двух остатков глюкозы, связанных между собой α-1,4-гликозидной связью. Как называется этот дисахарид? 5. Напишите схемы реакций с использованием структурных формул субстратов и продуктов и с указанием ферментов, катализирующих данные реакции: а) Глюкоза + АТФ → Глюкозо-6-фосфат; б) Фруктозо-1,6-дифосфат → 3-Фосфоглицериновый альдегид + Фосфодиоксиацетон; в) 3-Фосфоглицериновая кислота -> 2-Фосфоглицериновая кислота; г) Фосфоенолпировиноградная кислота + АДФ → Пировиноградная кислота + АТФ; д) Пировиноградная кислота + НАДН+Н+ → Молочная кислота + НАД; 6. Для какого метаболического пути характерны реакции, представленные в упражнении 5? 7. Напишите структурные формулы ди- и трикарбоновых кислот, функционирующих в цикле Кребса. 8. Напишите схемы четырех реакций цикла Кребса, катализируемых дегидрогеназами Отметьте коферменты дегидрогеназ. ТЕМА 5. ^ К нуклеиновым кислотам относят высокомолекулярные соединения, характеризующиеся определенным элементарным составом и распадающиеся при гидролизе на пуриновые и пиримидиновые основания, пентозу и фосфорную кислоту. Особенно характерно для нуклеиновых кислот содержание Р (8 –10 %) и N (15 – 16 %). ^ При нагревании нуклеиновых кислот с хлорной кислотой они распадаются на структурные единицы, из которых построены их макромолекулы. В состав нуклеиновых кислот входят пиримидиновые основания: цитозин, урацил, тимин и в очень малых количествах их производные, пуриновые основания: аденин, гуамин и их производные, моносахариды: рибоза и дезоксиребоза, фосфорная кислота. В соответствии с характером углеводные компоненты различают дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и рибонуклеиновую кислоту (РНК). ^ В зависимости от места локализации ДНК в клетке различают ядерную, митохондриальную, хлоропластическую, центриольную и эписомальную ДНК, кроме внутри клеточной ДНК существует ДНК, входящая в состав вирусов и фагов. По функциональному значению РНК делят на следующие виды:
^ Нуклеопротеиды относятся к группе сложных белков, простетической группой которых являются нуклеиновые кислоты. Оборудование и реактивы: ступка с пестиком, центрифуга, стакан, воронка, пробирки, колба для фильтрования, 0,4%, 4%, 10% растворы гидроксида натрия, 10% растворы уксусной и серной кислот, 5% раствор сернокислой меди, Фелингова жидкость, растворы орцина или флороглюцина, аммиачный раствор окиси серебра, 25% раствор аммиака, раствор молибденовокислого аммония. ^ 5 г дрожжей смешивают в ступке с 2 мл воды, добавляют немного песка и тщательно растирают, примешивая небольшими порциями 25 –13 мл 0,4% раствора гидроксида натрия в течение 15 –20 мин. После этого смесь подвергают центрифугированию. Центрифугат сливают в стакан и по каплям прибавляют 10% уксусную кислоту, до прекращения выделения осадка (5 –6 мл), полученный осадок нуклеопротеида отделяют от раствора на центрифуге. ^ В колбу или пробирку помещают осадок нуклеопротеида и 20 мл 10% раствора серной кислоты, нагревают до 35 – 40˚С. Гидролизат охлаждают, отфильтровывают и в прозрачном растворе определяют наличие белка, пентозы, пуриновых оснований и фосфорной кислоты из которых состоит нуклеопротеид. Белок обнаруживают с помощью биуретовой или миллоновой реакции. Пентозу обнаруживают по характерному окрашиванию при взаимодействии с орцином или флороглюцином, или путем восстановления меди в щелочном растворе гидрата оксида меди. К 1 мл реактива (с орцина или флороглюцина) добовляют половинуобъема гидролизата и нагревают до кипения. В случае использования орцина появляется зеленое окрашивание, а в случае использования флороглюцина – розово - красное. Во втором случае в пробирку наливают 3 –4 мл гидролизата и 2 мл 10% раствора гидроксида натрия. К смеси прибавляют при встряхивании по каплям 5% раствор медного купороса, образующийся при этом осадок гидрата окиси меди растворяется. Раствор окрашивается в синий цвет. Медный купорос приливают до появления не исчезающей при встряхивании мути. Пробирку нагревают в верхней части до начинающегося кипения жидкости. При этом появляется сначала желтый осадок гидрата закиси меди, который переходит в красный осадок закиси меди. В этом опыте лучше использовать Фелингову жидкость, которая при смешивании в равных объемах с гидролизатом при нагревании в пробирке, образует красный осадок закиси меди. Пуриновые основания обнаруживают при реакции с аммиачным раствором окиси серебра. К 2 мл гидролизата в пробирке приливают по каплям крепкий раствор аммиака до щелочной реакции и добавляют около 1 мл аммиачного раствора окиси серебра, при этом образуется хлопьевидный осадок серебряных солей пуриновых оснований. Фосфорную кислоту обнаруживают с помощью молибденовокислого аммония. К 2 мл раствора молибденовокислого аммония в азотной кислоте прибавляют 2 –3 мл раствора гидролизата. Смесь слегка нагревают, образуется желто-зеленый осадок фосфорномолибденовокислого аммония (NH₄)₃PO₄⋅ МоО₃. Вопросы и расчетно-графические задания.
Приведите примеры.
Рассчитайте соотношение трех видов РНК в рибосоме кишечной палочки (в %). 8. Напишите уравнения реакций согласно схемам с использованием структурных формул всех компонентов: + Н2О а) аденин  гипоксантин ксантин мочевая кислота-NH3 + 1⁄2 О2 + Н2О + Н2О + Н2О б) мочевая кислота А В С-CO2 ^ + Н2О + Н2О в) урацил А В С- НАД+ + Н2О + Н2О г) гуанозинмонофосфат гуанозин гуанин- Н3РО4 -рибоза |
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