Принято называть пептидной связью.

ГОУ ВПО Тюменская государственная медицинская академия

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра биологической химии

 

 

Практическое пособие по биологической химии

для студентов лечебного и педиатрического факультетов

(часть I, занятия 1- 9)

 

Тюмень - 2009

 

Практическое пособие по биологической химии для студентов лечебного и педиатрического факультетов (часть I).

Авторы: Бышевский А.Ш., Леонова О.Ф., Тажудинова С.И.,

ГОУ ВПО Тюменская государственная медицинская академия

Министерства здравоохранения России. Тюмень, 2005.

 

Учебно-методическое пособие утверждено и рекомендовано к тиражированию Центральным координационно-методическим советом Тюменской Государственной медицинской академии, протокол № 7 от 10 июня 2004 г.

 

 

Рекомендуемые пособия:

Биохимия. Под редакцией чл.-корр. РАН, профессора Северина Е.С., Москва: ГОЭТАР-МЕД. – 2003

1. Березин Т.Г., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина. – 1998.

2. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа. – 1998.

3. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А.. Биохимия для врача. Екатеринбург: Уральский рабочий. - 1994

4. Конспекты лекций

 

Дополнительная литература:

 

1. Строев Е.А. Биологическая химия. М.: Медицина. – 1986

2. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э.И. и др. Основы биохимии (тома 1, 2 и 3). М.: Мир. – 1981.

3. Мари Р., Геннер Д., Мейес П., Родуэн В. Биохимия человека (тома 1, 2). М.: Мир. - 1993

 

Тема «Строение и функции белков» (занятия 1- 4)

Цель: получить представление о белках - соединениях, являющихся приоритетными и обязательными структурно-функц­ио­наль­ным компонентами клетки, изучить их строение (аминокислотный состав, уровни пространственной организации, ви­ды химических связей, поддерживающих структуру) и функции, определяющие важную роль белков в животных организмах.

Значение темы. Белки – неотъемлемый компонент живых организмов - играют ведущую роль в формировании и функционировании минимальной струк­туры живого – клетки, а также неклеточных образований в организмах. Приоритетное место белков в живых системах опре­деляется много­образием их биологических функций, обусловленным в свою очередь много­образием и уникальностью структуры белковых молекул. В основе многообразия и уникальности белков лежат раз­личия в их аминокислотном составе и последо­ватель­ности (секвенции) про­теи­ногенных аминокислот, общее число которых сравнительно невелико.

Существенно для медицинской науки то, что нарушения оптимального соотношения белков (аминокислот) в рационе питания, нарушения белкового обмена или обмена отдельных аминокислот лежат в основе многих патологических состояний. Это связано с тем, что белки выполняют в клетке ключевые функции (пластическую, транспортную, каталитическую, гормональную, защитную и энергетическую). Изменения в аминокислотном составе белковых молекул, а, следовательно, и в пространственной организации синтезируемых клеткой белков являются нередкой причиной нарушения обменных процессов.

ЗАНЯТИЕ 1 «Техника безопасности. Цветные реакции,

Обнаруживающие белки и аминокислоты»

Цель занятия: 1) ознакомиться с элементами техники безопасности при работе в химической лаборатории, с приемами самостоятельной работы в процессе изучения дисциплины; 2) изучить общие характеристики белков; 3) изучить их физико-химические свойства, элементарный и аминокислотный состав, распространение белков в органах и тканях; 4) химическую структуру и свойства аминокислот; 5) овладеть простейшими приёмами обнаружения белков и аминокислот в биологических средах.

Студент должен знать:

А

1. Приёмы техники безопасности при работе с электроприборами, с агрессивными химическими соединениями,

2. Как предупреждать возможность поражения агрессивными соедине­ниями, используемыми в лабораторных исследованиях,

3. Как предупредить электротравмы, как оказывать помощь подвергшим­ся электротравме, как вести себя при возникновении пожароопасной ситуации.

Б

4. Определение понятия «Белковая молекула»

5. Общие свойства белковых молекул.

6. Элементарный состав белковых молекул.

7. Классификацию и номенклатуру, наименования и структурные формулы протеиногенных аминокислот.

8. Основной вид связи аминокислот в белковой молекуле.

Студент должен уметь:

1. Изобразить общую структурную формулу аминокислоты.

2. Изобразить структурную формулу аминокислоты по её химическому наименованию.

3. Различать 20 протеиногенных аминокислот среди других аминокислот, не участвующих в построении белковых молекул.

4. Распознавать заменимые и незаменимые аминокислоты, а также условно (факультативно) незаменимые.

5. Выполнить цветные реакции, которые позволяют обнаружить белок и аминокислоты в биоматериалах без их фракционирования.

Студент должен получить представление:

1) о роли дефицита аминокислот в возникновении некоторых патологических состояний;

2) о принципах, на которых основаны современные методы разделения и идентификации аминокислот.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения т емы:

1) аминокислоты как производные органических кислот, классификация последних;

2) ст­роение и свойства карбамидной (пептидной) связи;

3) реакции гидролиза, условия их осуществления;

4) условия осуществления реакции синтеза, протекающей с отнятием элементов воды

Аудиторная работа

Лабораторная работа (цветные реакции, обнаруживающие белок)

1. Биуретовая реакция открывает в белке карбамидную связь (-СО-NH-), образующуюся в результате взаимодействия карбоксильной и аминогруппы a -аминокислот при отнятии молекулы воды. Название реакции происходит от производного мочевины - биурета, имеющего группировки, характерные для белковой молекулы (-СО-NH-).

NB. Карбамидную связь в составе белковой молекулы

принято называть пептидной связью.

Химизм реакции: при добавлении сернокислой меди в сильно основной раствор белка образуются комплексные соединения меди, окрашенные в красно-фиолетовый или сине-фиолетовый цвет.

Ход работы. К 5 каплям раствора белка добавить 3 капли 10%-ного раствора едкого натра и 1 каплю 1%-ного раствора сернокислой меди, смешать - появляется сине-фиоле­товое окрашивание.

2. Нингидриновая реакция выявляет a -аминогруппы: растворы белка, a -амино­­­ки­с­­лоты и пептиды при нагревании с нингидрином приобретают фиолетовое окрашивание.

Ход работы. К 5 каплям раствора белка добавить 5 капель 0,1%-ного раствора нингидрина, кипятить 1-2 мин - появляется розово-фиолетовое или сине-фиолетовое окрашивание.

3. Ксантопротеиновая реакция открывает в белках циклические аминокислоты, основой структуры которых является бензольное ядро. Большинство белков при нагревании с концентрированной азотной кислотой приобретает желтое окрашивание, переходящее в оранжевое при подщелачивании.

Химизм: реакция обусловлена нитрованием бензольного кольца соответствующих аминокислот с образованием нитросоединений желтого цвета:

Ход работы. К 5 каплям раствора белка добавить 3 капли концентрированной азотной кислоты и осторожно кипятить. Появляющийся осадок белка окрашивается в желтый цвет. После охлаждения прилить по каплям 10%-ный раствор едкого натра до появления оранжевого окрашивания.

4. Реакция Миллона открывает в белках циклическую аминокислоту тирозин, имеющую фенольную группировку, которая, взаимодействуя с реактивом Миллона (смесь азотнокислых солей закиси и окиси ртути в концентрированной азотной кислоте), образует ртутную соль красного цвета. Белки, не содержащие тирозина, этой реакцией не обнаруживаются. При избытке реактива Миллона появление окраски (красного цвета) может быть замаскировано ксантопротеиновой реакцией за счет азотной кислоты.

Ход работы. К 5 каплям раствора белка прилить 3 капли реактива Миллона - появляется осадок белка, который при осторожном нагревании окрашивается в кирпично-красный цвет. Ту же процедуру, повторить с раствором фенола (осторожно — ожоги!).

6. Реакция Фоля позволяет обнаружить в белке аминокислоты (цистин и цистеин), содержащие непрочно связанную серу.

Химизм реакции: при кипячении белка со щелочью цистин и цистеин теряют серу в виде сероводорода, который с плюмбитом образует черный или серый осадок сернистого свинца (реактив Фоля состоит из 5%-ного раствора уксуснокислого свинца и избытка 10%-ного раствора едкого натра):

 

1) а) (CH₃COO)₂Pb+2NaOH → 2CH₃COONa+ ↓ РЬ(ОН)₂+NаОН;

б) Pb(OH)₂+2NaOH → NaPbO₂+2Н₂O+избыток NaOH;

 

СН - SH СН₂ОН

│ │

2) CH - NH₂+2NаОН → СН – NН₂+Nа₂S+Н₂О;

│ │

СООН COOH

Цистеин Серин

 

3) Nа₂S+Nа₂РЬО₂+2Н₂О → PbS ↓ +4NaOH.

Черный

осадок

 

Ход работы. К 5 каплям раствора белка прилить 5 капель реактива Фоля, нагреть до кипения и оставить на 1 или 2 мин - появляется бурый или черный осадок сернистого свинца.

ВНИМАНИЕ!!!

После выполнения проб каждому студенту необходимо индивидуально проделать следующее: в пробе жидкости, полученной у ассистента, установить наличие белка или аминокислот (при обнаружении аминокислот определить тип).

 

Дайте (письменно) обоснованные ответы на следующие вопросы:

1. Из 1 мл биологической жидкости полностью осажден белок, с помощью метода Къельдаля в осадке обнаружено 3 мг азота.

Каково процент­ное содержание белка в исследуемой жидкости?

2. Исследуемая биологическая жидкость при нагревании с нингидрином приобретает фиолетовое окрашивание. Содержатся ли в исследуемой жидкости соединения белковой природы?

3. Исследуемая жидкость при нагревании с реактивом Миллона приобретает кирпично-красный цвет.

Свидетельствует ли это о присутствии белка?

4. Реакция Фоля с биологической жидкостью положительна.

Ваши выводы, нужна ли дополнительная информация?

5. Можно ли установить присутствие свободных аминокислот в растворе белка, располагая реактивами только для нингидриновой пробы?

Используя учебник, проделайте следующее:

1. Запишите определение понятия «белковая молекула»,

2. Изобразите структурные формулы протеиногенных аминокислот,

3. Р азделите их в зависимости от строения радикала на циклические и ациклические,

4. Разделите их в зависимости от характера дополнительной функциональной группы.

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: