Obsah Úvod 1. Hlavní složky mléka 2. Metody analýzy aminokyselin 1. Chromatografická metoda analýzy 2. Spektrofotometrická metoda analýzy 3. Titrometrická metoda analýzy 4. Elektrochemická metoda analýzy 3. Metody stanovení složení aminokyselin 1. Stanovení aminokyselin chromatografií na tenké vrstvě 3.2. Stanovení aminokyselin spektrofotometrickou metodou 4. Přehled abstraktů časopisů Seznam použité literatury Úvod Problém výživy je jedním z nejvýznamnějších společenských problémů.
Lidský život, zdraví a práce jsou nemožné bez dobrého jídla. Podle teorie vyvážené výživy by lidská strava měla obsahovat nejen bílkoviny, tuky a sacharidy v potřebném množství, ale také látky jako esenciální aminokyseliny, vitamíny, minerály v určitých pro člověka prospěšných poměrech.
V organizaci správné výživy mají primární roli mléčné výrobky. To plně platí pro mléko, jehož nutriční hodnota je dána vysokou koncentrací mléčné bílkoviny a tuku v něm, přítomností esenciálních aminokyselin, solí vápníku a fosforu, tak nezbytných pro normální vývoj lidského těla. Snadná stravitelnost je jednou z nejdůležitějších vlastností mléka jako potravinářského výrobku. Mléko navíc stimuluje vstřebávání živin z jiných potravin.
Mléko přináší rozmanitost stravy, zlepšuje chuť ostatních produktů a má terapeutické a profylaktické vlastnosti. Mléko obsahuje přes 120 různých složek, včetně 20 aminokyselin, 64 mastných kyselin, 40 minerálních látek, 15 vitamínů, desítky enzymů atd. Energetická hodnota 1 litru syrového mléka je 2797 kJ. Jeden litr mléka uspokojí denní potřebu dospělého na tuky, vápník, fosfor, 53 % na bílkoviny, 35 % na vitamíny A, C a thiamin, 26 % na energii. Hlavním cílem této práce je identifikace aminokyselinového složení mléka. jeden.
Hlavní složky mléka
Z fyzikálního a chemického hlediska je mléko komplexní polydisp ... 5.1). Největší podíl v mléce má voda (více než 85 %, zbytek ... Sušina zahrnuje všechny živiny mléka. Určuje výtěžnost hotových výrobků při výrobě mléčných výrobků ...
Metoda chromatografické analýzy
Jednou z nejslibnějších metod je metoda vysoce účinná... Výhody metody však výrazně převažují nad jejími nevýhodami. Navíc ji lze použít pro kompletní chemické analýzy ... Na moderních plynových chromatografických kapilárních kolonách v jedné sadě ... Metoda se vyznačuje vysokou citlivostí a umožňuje množství ...
Metoda titrometrické analýzy
Metoda titrometrické analýzy. Z titrimetrických metod pro kvantitativní stanovení je nejširší ... Titraci lze provádět indikátorem (krystalová violeť ... Tato metoda má však řadu významných nevýhod: použití ... Pro kvantitativní analýzu jednotlivých aminoskupin kyseliny,...
Metoda elektrochemické analýzy
V posledních desetiletích stále rozšířenější používání ele ... 3 .. v optimalizovaných podmínkách umožňují stanovit pouze individuální am ... Tak byla vyvinuta metoda pro polarografické stanovení tryptofanu, založená na ... Elektrochemické metoda analýzy.
Metody stanovení složení aminokyselin
Metody pro stanovení složení aminokyselin 3.1.
Stanovení aminokyselin chromatografií na tenké vrstvě
V 1 litru destilované vody rozpusťte 84 g citronového monohydrátu ... 3.2 .. Po 10 minutách se film umístí do CG komory s dusičnanovým pufrem (pufr ... Metoda 2 (10) μl hydrolyzátu p . .. Vzorky kapek a standardní aminokyseliny jsou aplikovány na startovní čáru na plotně ...
Stanovení aminokyselin spektrofotometrickou metodou
Aminokyseliny, primární aminy, polypeptidy a peptony při zahřívání z ... 0,2 - 3% roztok ninhydrinu se připravuje v různých rozpouštědlech (isobu ... 2007. K. 2. Tsvetkova N.D.
Co uděláme s přijatým materiálem:
Pokud se tento materiál ukázal být pro vás užitečný, můžete jej uložit na svou stránku na sociálních sítích:
| tweet |
Další abstrakty, semestrální práce, teze na toto téma:
Definice entropie. Stanovení informačních ztrát při přenosu zpráv komunikačními kanály se šumem
Vymezení podstaty BUU: předmět a metoda. Lze uvést hrubou definici účelu SM: poskytovat informace, které jsou užitečné pro vedení organizace.
Buu je na jedné straně součástí informačního systému podniku, jejímž účelem je na straně druhé poskytovat informace managementu .. lze zhruba definovat účel yy poskytování informací, které .. podstatou yy je analyticita informací, bude seskupovat, identifikovat a studovat yy ..
Účelem těchto pokynů je pomoci studentům při provádění laboratorních prací na popisu a identifikaci minerálů a hornin Tyto pokyny poskytují nezbytnou terminologii a metodologii popisu. pokyny jsou uvedeny možnosti zadání a příklady provádění výpočtových grafických prací na stavbě.
Majetek podniku: složení, účel. Stanovení potřeby stálých a oběžných aktiv
Na kapitál podniku lze nahlížet z několika úhlů pohledu, v první řadě je vhodné rozlišovat kapitál.
corpus delicti nám umožňuje rozlišit jedno od druhého .. abychom odkazovali na corpus delicti, musíte se nejprve podívat na důvody pro trestný čin .. nejprve musíte zjistit, jaké jsou důvody pro trestný čin a pak uvidíme že jediným důvodem jsou ..
Definice entropie. Stanovení informačních ztrát při přenosu zpráv komunikačními kanály se šumem. Možnosti úkolů k dokončení
Úkolem je definice entropie .. zpráva se skládá z n znaků je m typů znaků počet písmen .. úkolem je určit ztrátu informace při přenosu zpráv komunikačními kanály se šumy .
Úkoly pro provádění praktických cvičení v průběhu účetního úkolu 1. Na základě složení majetku JSC Rostov seskupte ekonomický majetek majetku podle druhu a složení
Účetnictví Ekonomická fakulta .. khakhonova nn .. úkoly pro praxi ..
Hlavní třídy anorganických sloučenin. Stanovení molární hmotnosti ekvivalentů zinku. Stanovení reakčního tepla neutralizace. Rychlost chemické reakce. Katalýza
Úvod .. Při studiu chemie má velký význam laboratorní cvičení.Správně navržený experiment umožňuje ..
Integrované prostředí a Object Pascal Composition. Skladba jazyka
Obsah .. Přednáška Integrované prostředí a kompozice jazyka Object Pascal .. Práce s windows Editace v Object Pascalu ..
Úvod do operačních systémů. Definice, účel, složení a funkce operačních systémů
Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání .. Togliatti State University of Service ..
VÝUKA A METODICKÁ PŘÍRUČKA
NA SAMOSTATNOU PŘÍPRAVU
NA LEKCE
PRO BIOLOGICKOU CHEMII
pro studenty studující v oboru
Pediatrie
Část I
Ústřední metodická rada
Smolenská státní lékařská akademie
Smolensk
MDT: 612,015.
Recenzenti: doktor lékařských věd, profesor A.S. Solovjev
Doktor lékařských věd, profesor O.V. Molotkov
Učební pomůcka pro sebepřípravu na výuku biologické chemie pro studenty oboru Pediatrie.
Část I / T.G. Makarenko, K.A. Mageenková
Smolensk. SGMA. 2012 .-- 92 s.
Příručka obsahuje shrnutí teoretické látky programu biochemie, která nebyla zařazena do přednáškového kurzu, testy k prověření znalostí, situační úkoly, otázky ke zkouškám. Součástí manuálu jsou i profilové otázky na zvláštnosti metabolismu u dětí. Manuál se skládá ze dvou částí v souladu s učebním plánem pro III. a IV. semestr. Příručka je určena pro studenty oboru Pediatrie.
Rada Státní rozpočtové vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání Státní lékařské akademie Roszdrav Ruské federace
Témata přednáškového kurzu z biochemie (43 hodin)
1. Úvod do biochemie.
2. Strukturní organizace proteinů.
3. Fyzické Chemické vlastnosti proteiny.
4. Struktura, mechanismus účinku enzymů.
5. Vlastnosti enzymů.
6. Intramitochondriální oxidace. Výměna energie.
7. Extramitochondriální oxidace.
8. Společné cesty katabolismu.
9. Anaerobní oxidace sacharidů.
10. Aerobní oxidace sacharidů. Glukoneogeneze.
11. Pentóza - fosfátová dráha.
12. Výměna triacylglycerolů a glycerofosfolipidů
13. Výměna cholesterolu, sfingolipidů.
14. Vztah metabolismu tuků a sacharidů. Ketonová tělíska.
15. Obecné dráhy metabolismu aminokyselin v tkáních.
16. Způsoby neutralizace amoniaku v tkáních.
17. Výměna fenylalaninu a tyrosinu.
18. Výměna purinových a pyrimidinových nukleotidů.
19. Biochemie hormonů.
20. Biochemie erytrocytů. Výměna hemoproteinů.
21. Fyzikálně-chemické vlastnosti krve. Respirační funkce krve.
22. Koagulační a antikoagulační krevní systémy.
23. Výměna voda - sůl.
Materiál pro samostudium pro studenty
(72 hodin mimoškolní práce)
Příručka je určena pro mimoškolní samostatnou práci v biologické chemii pro studenty pediatrické fakulty.
Příručka obsahuje souhrn učiva učiva biologické chemie pro studenty medicíny, který není součástí přednáškového kurzu v učebně. Pro studenty, kteří studují v oboru Pediatrie, jsou poskytovány další informace o zvláštnostech metabolismu u dětí. Testová zadání k tématům lekce slouží k průběžné a závěrečné kontrole znalostí. Diskuse o situačních úkolech se předpokládá ve třídě za účasti učitele. V tomto ohledu nejsou v příručce uvedeny komentáře k situačním úkolům. Manuál obsahuje seznam zkouškových otázek z biochemie.
Téma lekce číslo 1
SLOŽENÍ PROTEIN AMINOKYSELIN. HYDROLYZA JEDNODUCHÉHO PROTEINU. CHROMATOGRAFICKÁ SEPARACE AMINOKYSELIN
2. Cíle samostatné práce: rozšířit porozumění strukturní organizaci proteinů
Asimilujte biologické funkce proteinů,
Doplňte informace o primární, sekundární, terciární, kvartérní struktuře bílkovin,
Seznámit se se zvláštnostmi proteinového složení tkání v těle dětí,
Formovat dovednost používat získané znalosti.
4. Seznam otázek a úkolů pro samostatnou práci
Proteiny jsou vysokomolekulární polymerní organické látky obsahující dusík sestávající z aminokyselin spojených peptidovými vazbami a mající komplexní strukturní organizaci.
Termín "proteiny" je způsoben schopností těchto sloučenin srážet se bílý... Název "proteiny" pochází z protos (řecky) - první, důležitý a odráží ústřední roli této třídy látek v těle.
Obsah bílkovin v lidském těle vyšší než obsah lipidů, sacharidů. Z celkové hmotnosti tkání (vlhké hmoty) je to 18 - 20 %. Převaha bílkovin v tkáních ve srovnání s jinými látkami se ukáže při výpočtu obsahu bílkovin na suchou hmotu tkáně - 40 - 45%. Obsah bílkovin v různých tkáních kolísá v určitém rozmezí. Nejvyšší obsah bílkovin je v kosterním svalstvu (18 - 23 % vlhké hmotnosti nebo 80 % suché hmotnosti tkáně). Tuková tkáň se vyznačuje nízkým obsahem bílkovin (6 % vlhké hmotnosti nebo 4 % suché hmotnosti tkáně).
V dětství celkové množství bílkovin v těle, jejich složení je jiné než u dospělých. V těle plodu celkový obsah bílkovin nepřesahuje 10 %. U novorozenců je to 10 - 12 % tělesné hmotnosti. V novorozeneckém období dochází ke zvýšenému štěpení bílkovin pro energetické účely. V důsledku toho se dočasně sníží obsah bílkovin. V raném dětství převažují nezralé, rozpustné strukturální proteiny. S věkem se zvyšuje jejich diferenciace na zralé funkční proteiny.
Biologické funkce bílkovin pestrý. Jsou spojeny s vysokou specifitou proteinů, schopností interagovat s různými ligandy, receptory a buněčnými strukturami.
· Plastická (strukturální) funkce - proteiny jsou součástí všech buněčných struktur spolu s nukleovými kyselinami, lipidy, sacharidy.
Energie – 1 g bílkovin zajišťuje tvorbu cca 4 kcal
Regulační funkce:
a) enzymatické – více než 2000 proteinů jsou biologické katalyzátory, regulující rychlost chemické reakce v organismu
b) hormonální - některé hormony, které regulují biochemické a fyziologické procesy v těle, jsou bílkoviny
c) histonové proteiny v chromatinu regulují aktivitu DNA genů
d) intracelulární protein kalmodulin reguluje aktivitu různých enzymů
· Ochranná (imunitní) funkce. Některé bílkoviny (imunoglobuliny, interferon, lysozym) mají schopnost vázat tělu cizí látky.
Specifické funkce:
a) kontraktilní (svalové proteiny aktin a myosin)
b) fotoreceptor (retinální protein rhodopsin)
c) srážení krve (faktor srážení krve fibrinogen)
d) receptor - proteiny jsou součástí buněčných receptorů
Chemické složení bílkovin
Elementární složení bílkovin docela pestrá. Obsahují mnoho chemikálií. Požadované chemické prvky jsou však uhlík (51 - 55 %), kyslík (21 - 23 %), dusík (16 % - nejkonstantnější), vodík (6 - 7 %) a síra (0,5 - 2 %).
Aminokyselinové složení bílkovin... Přírodní proteiny obsahují α aminokyseliny, které se liší strukturou radikálu na atomu α-uhlíku.
Testy
1. Složení přírodních proteinů zahrnuje chemické prvky: Vápník. Uhlík. Chlór. Vodík. Sodík. Dusík. Draslík ... Kyslík. Síra .
Uhlík. Vodík. Dusík. Kyslík. Síra.
3. Substituce aminokyselin vedou k významným změnám biologických vlastností bílkovin:
Glutamát na aspartát. Glutamát na valin Tryptofan na glutamát. Valin až leucin. Glycin na aspartát. Fenylalanin na tryptofan. Serin na threonin. Glycin pro alanin.
4. Konec hydrolýzy bílkovin lze posoudit podle:
Rozpuštěním sraženiny denaturovaného proteinu. Vymizením zákalu hydrolyzátu. Pozitivní biuretovou reakcí. Pozitivní ninhydrinovou reakcí. Negativní ninhydrinovou reakcí. Na pozitivní reakci Adamkeviche. Podle negativní biuretové reakce.Podle výsledků titrace formolu.
5. Terciární struktura proteinu je stabilizována vazbami:
Hydrofobní... Peptid. Disulfid. Iontový .Vodík.
6. Sekundární struktura bílkovin je stabilizována vazbami:
Disulfid. Peptid. Iontový. Hydrofobní. Vodík.
7. Polární funkční skupiny proteinů jsou:
Karboxyl. Methyl. Fenolický ... Amine. karbonyl. Indol.
8. Na tvorbě peptidových vazeb se podílejí funkční skupiny aminokyselin:
Epsilon amin. Alfa je amin. Beta je karboxyl. Kyselina gama karboxylová. Alfa je karboxyl. Thiol.
9. Podkladová struktura, tzn. určení vyšších úrovní strukturní organizace proteinů je:
Hlavní. Sekundární. Terciární. Kvartérní.
10. Výrazná druhová specifičnost proteinů se stejnými přirozenými biologickými vlastnostmi je způsobena:
Zásadní rozdíly ve složení aminokyselin. Významné rozdíly v molekulové hmotnosti. Vlastnosti prostorové struktury molekul. S podobností primárních struktur, jednotlivé ekvivalentní substituce aminokyselin. S podobností primárních struktur samostatnými nestejnými substitucemi aminokyselin. Rozdíly ve složení nebílkovinných složek.
11. Aminokyseliny se převážně nacházejí na povrchu molekuly proteinu:
Nepolární aminokyseliny. Polární aminokyseliny. Obě skupiny aminokyselin. Žádná z těchto skupin
12. Většinou v hloubce molekuly proteinu jsou aminokyseliny:
Nepolární aminokyseliny... Polární aminokyseliny. Žádná z těchto skupin. Obě skupiny aminokyselin
13. Tvorba třetí proteinové struktury zahrnuje:
Nepolární aminokyseliny. Polární aminokyseliny. Obě skupiny aminokyselin ... Žádná z těchto skupin
14. Důvodem změny afinity hemoglobinu ke kyslíku je:
Změny v terciární struktuře protomerů. Změna interpozice protomerů. Kooperativní změny v konformaci protomerů
15. Je tento postoj pravdivý?
Εpsilon - aminoskupina lysinu se podílí na tvorbě peptidové vazby
Ano. Ne. Správná odpověď neexistuje
16. Je toto ustanovení pravdivé?
Serinové a valinové radikály jsou hydrofilní
Ano. Ne. Správná odpověď neexistuje
17. Dozorci se podílejí především na vzdělávání a údržbě:
Primární struktura bílkovin ... Terciární struktura bílkovin ... Sekundární struktura nukleových kyselin
20%. 10-12%. 5%
Situační úkoly
1. Na peptidovém fragmentu: Tyr - Cis - Lei - Val - Asp - Ala
Vyjmenujte radikály, z nichž aminokyseliny se mohou podílet na tvorbě vazeb:
Hydrofobní. Iontový. Disulfid
2. Na peptidovém fragmentu: Tyr - Cis - Lei - Val - Asp - Ala
uveďte, na kterých úrovních strukturní organizace proteinu se podílejí vazby tvořené radikály těchto aminokyselin
3. V krvi afrického studenta, který byl přijat na kliniku se stížnostmi na dušnost, závratě, bušení srdce a bolesti končetin, byly v krvi nalezeny srpkovité erytrocyty.
Vysvětlete důvod rozvoje tohoto onemocnění.
4. Hemoglobin je komplexní oligomerní hemoproteinový protein. Jaké posttranslační změny vedou ke vzniku funkčně aktivního proteinu?
Hlavní
Biochemie. Ed. E.S. Severin. 2003.S. 9-28, 31-56.
Biochemie. Krátký kurz se cvičeními a úkoly. 2001.S. 7-25.
A JÁ Nikolaev Biologická chemie. 2004.S. 16-35,38-43.
O.D. Kushmanov. Průvodce laboratorními studiemi v biologické chemii. 1983.S. 15-19, 19-24.
Přednáškový materiál
Další
T.T. Berezov, B.F. Korovkin. Biologická chemie. 1990.S. 10-41, 49-59.
R. Murray a kol., "Human Biochemistry". M. "Svět". 1993. str. 21-51 (1)
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Výchovně-metodické příručky "Biochemické charakteristiky dětského těla." Smolensk. 2001/2007.
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Studijní příručka, doporučená UMO "Metabolické zvláštnosti u novorozenců a kojenců." Smolensk. 2012.
A.E. Medveděv "Byla objevena 22. geneticky kódovaná aminokyselina" // Vopr. Miláček. chemie. 2002. č. 5 -. S. 432
Téma lekce číslo 2
SEDIMENTÁRNÍ REAKCE NA PROTEINY.
METODY KVANTITATIVNÍHO STANOVENÍ BÍLKOVIN
2 . Cíle samostudia: rozšířit znalosti o základních fyzikálně-chemických vlastnostech bílkovin a jejich medicínském významu, o metodách kvantitativního stanovení bílkovin v biologických tekutinách používaných v laboratorní praxi
3. Úkoly samostatné práce:
Umět posoudit biomedicínskou hodnotu základních fyzikálně-chemických vlastností proteinových roztoků,
Seznámit se s normou obsahu bílkovin v krevním séru, s možnými odchylkami a jejich biochemickou interpretací,
Formovat dovednost práce s novými informacemi, jejich analýzu, logickou prezentaci,
V laboratorní praxi
Pro kvantitativní stanovení bílkovin se používají optické, kolorimetrické a dusíkometrické metody.
Optické metody na základě optických vlastností proteinů.
Tyto zahrnují:
- spektrofotometrické metody, hodnotící intenzitu absorpce UV paprsků proteiny v rozsahu asi 200 nm a 260 nm. Stupeň UVL - absorpce je úměrný koncentraci proteinu;
- refraktometrické metody založené na schopnosti proteinových roztoků lámat světlo v poměru k jejich koncentraci;
- nefelometrické metody založené na schopnosti proteinových roztoků rozptylovat světlo úměrně jejich koncentraci;
- polarimetrické metody jsou založeny na schopnosti proteinových roztoků otáčet rovinu polarizovaného světla úměrně jejich koncentraci.
Kolorimetrické metody jsou založeny na barevných reakcích bílkovin - biuretová reakce, Lowryho metoda, metoda sorpce určitých barviv bílkovinami. Intenzita zbarvení je určena koncentrací roztoku proteinu.
Dusíkové metody jsou založeny na stanovení obsahu dusíku a jeho přepočtu na koncentraci bílkovin (16 % dusíku v bílkovinách).
Testy
1. Kolorimetrické metody zahrnují:
Nitometrické. Spektrofotometrická ... Sorpce barviv. Lowryho metoda. Biuretová metoda. Refraktometrické.
2. Metody jejich analýzy jsou založeny na schopnosti proteinů získat náboj:
Rentgenová strukturní analýza. Elektroforéza Iontoměničová chromatografie Potenciometrická titrace Refraktometrie. Ultracentrifugace. Sloupcová gelová filtrace.
3. Účinek vysolení bílkovin z roztoků je spojen s:
S porušením sekundárních a terciárních struktur. S prasknutím peptidových vazeb. Se ztrátou náboje proteiny. S dehydratací jejich molekul. S tvorbou kvartérní struktury.
4. Pro nejúplnější extrakci bílkovin z tkání živočišného původu můžete použít tekutiny:
Směs alkoholu a vody. aceton. 10% roztok síranu amonného. Destilovaná voda. 10% roztok NaCl, 10% roztok KCl.
5. Doprovodných nízkomolekulárních látek přítomných při extrakci proteinů je možné bez ztráty nativních vlastností proteinů zbavit pomocí následujících metod:
Elektroforéza. Dialýza Kolonový gel - filtrace. Srážení bílkovin kyselinou trichloroctovou.
6. Proteiny s různou molekulovou hmotností lze oddělit metodami fyzikálně-chemické analýzy:
Dialýza. Elektroforéza. Vysolování. Potenciometrická titrace. Kolonový gel - filtrací.
7. Při fyziologických hodnotách pH média může aminokyselina získat nebo ztratit svůj náboj:
Cystein. arginin. tyrosin. Serine. Histidin. threonin.
8. Přítomnost globulinů v roztoku lze dokázat:
Elektroforéza. Kolonový gel - filtrací. Vysolení při 50% nasycení síranem amonným... Vysolení při 100% nasycení síranem amonným. Denaturace močovinou.
9. Denaturační účinek je charakterizován následujícími příznaky:
Rychlá tvorba kalu. Ztráta biologické aktivity. Zachování biologických vlastností. Porušení primární struktury proteinu. Pomalá tvorba sedimentu. Porušení sekundární a terciární struktury (konformace). Zachování konformace.
10. Vysolovací účinek je charakterizován následujícími příznaky:
Reverzibilita účinku. Ztráta biologických vlastností. Zachování biologických vlastností. Porušení konformace proteinu. Zachování konformace proteinu. Rychlá tvorba kalu.
11. Denaturace bílkovin je způsobena:
Chlorid sodný. Kyselina sírová. Octan olovnatý. Síran amonný. Dusičnan stříbrný. Kyselina sulfosalicylová. Močovina. Glukóza.
Z gradientu potenciálu. Z molekulové hmotnosti bílkovin. Z pH prostředí. Z tvaru molekul bílkovin. Ze zvláštností aminokyselinového složení bílkovin. Z přítomnosti protetických skupin v proteinech.
13. Pomocí vysolení ze směsi bílkovin je možné izolovat:
Ovaalbumin. Gama globulin. Sérový albumin.
14. Rozpustnost bílkovin ve vodě je dána funkčními skupinami polypeptidových řetězců:
Karboxyl. Methyl. Fenolický. Amine. karbonyl. Indol. Hydroxyl. Thiol. Jména.
15. Nejobjektivnější údaje o molekulové hmotnosti bílkovin poskytují fyzikálně chemické metody:
Kryoskopie. Ebulioskopie. Rentgenová strukturní analýza, Ultracentrifugace. Elektronová mikroskopie.
16. Pro přesné stanovení obsahu bílkovin v roztoku lze použít optický efekt:
Lom paprsků světla. Efekt rozptylu světla. Optická aktivita. Absorpce paprsků v UV části spektra.
17. Při provádění gelové filtrace proteinů se používají:
Rozdíly ve výši poplatku. Rozdíly v molekulové hmotnosti ... Rozdíly v optických vlastnostech
18. Při použití elektroforetických proteinů:
Rozdíly ve výši poplatku ... Rozdíly v molekulové hmotnosti ... Rozdíly v optických vlastnostech
19. Směs bílkovin ceruloplasmin (molekulová hmotnost 151 000, izoelektrický bod 4.4) a γ-globulin (molekulová hmotnost 150 000, izoelektrický bod 6.3) lze oddělit následujícími metodami:
Elektroforéza. Gel - filtrace. Iontoměničová chromatografie
20. Refraktometrické metody pro kvantitativní stanovení bílkovin jsou založeny na účinku:
Rozptyl světla. Absorpce světla. Lom světla ... Rotace roviny polarizovaného světla
21. Spektrofotometrické metody pro kvantitativní stanovení bílkovin jsou založeny na účinku:
Rozptyl světla. Absorpce světla na určité vlnové délce. Lom světla. Rotace roviny polarizovaného světla
22. V izoelektrickém bodě molekula proteinu:
Neoddělujte se. E elektroneutrální ... Pohyb směrem k anodě. Rozložit na polypeptidy
23. Proteiny jsou schopny tvořit stabilní vodný roztok díky přítomnosti:
Brownův pohyb Přítomnost hydrofobních radikálů. Přítomnost náboje a hydratačního obalu v molekulách bílkovin. Všechny výše uvedené faktory
Situační úkoly
1. Uveďte směr pohybu (k anodě, ke katodě nebo zůstaňte na začátku) dalšího peptidu
Liz - Gli - Ala - Gli
2. Uveďte směr pohybu (směrem k anodě, ke katodě nebo zůstaňte na začátku) dalšího peptidu
Liz - Glu - Ala - Gli
3. Uveďte směr pohybu (k anodě, ke katodě nebo zůstaňte na začátku) dalšího peptidu
Glu - Gli - Ala - Gli
4. Udělejte závěry o zvláštnostech složení aminokyselin proteinu s izoelektrickým bodem = 4,7
5. Jaký náboj získá protein s izoelektrickým bodem = 4,7 v neutrálním prostředí?
Vysvětlete odpověď.
6. Po vysolení proteinu síranem amonným byla získána sraženina obsahující studovaný protein s příměsí soli. Jak můžete oddělit bílkoviny od soli?
7. Základní a doplňková literatura k tématu
Hlavní
Biochemie. Ed. E.S. Severin. 2003.S. 67-74
Biochemie. Krátký kurz se cvičeními a úkoly. 2001.S. 29-31
A JÁ Nikolaev Biologická chemie. 2004.S. 43-60
O.D. Kushmanov. Průvodce laboratorními studiemi v biologické chemii. 1983.S. 7-15, 28-29.
Přednáškový materiál
Další
T.T. Berezov, B.F. Korovkin. Biologická chemie. 1990.S. 37-41.
R. Murray a kol., "Human Biochemistry". M. "Svět". 1993.S. 43-51 (1)
Yu.E. Veltischev, M.V. Ermolajev, A.A. Ananěnko, Yu.A. Knyazev. „Metabolismus u dětí“. M .: Medicína. 1983,462 s.
R.M. Cohn, K.S. Pusa. Včasná diagnostika metabolických onemocnění. M. "Medicína" - 1986.
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Výchovně-metodické příručky "Biochemické charakteristiky dětského těla." Smolensk. 2001/2007
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Edukačno-metodická příručka "Zvláštnosti metabolismu u novorozenců a kojenců" (Doporučuje UMO). Smolensk. 2012.
Titov V.N. Metodologické aspekty stanovení obsahu celkových bílkovin v krevním séru // Klin. laboratoř. diagnostika, 1995, - č. 2.S. 15-18
Téma lekce číslo 3
KLASIFIKACE PROTEINŮ.
JEDNODUCHÉ A KOMPLEXNÍ PROTEINY
2. Cíle samostatné práce: upevnit znalosti o principech klasifikace bílkovin, vlastnostech a charakteristikách složení hlavních skupin jednoduchých a složených bílkovin
3. Úkoly samostatné práce:
Zvažte principy klasifikace bílkovin,
Studovat vlastnosti, chemické složení a biologické funkce hlavních skupin jednoduchých a komplexních proteinů,
Formovat dovednost práce s novými informacemi, jejich analýzu, logickou prezentaci,
Formovat dovednost využívat získané znalosti ve vzdělávací a odborné činnosti.
4. Seznam otázek pro samostatnou práci
Klasifikace bílkovin
Obrovské množství bílkovin v těle, rozmanitost jejich vlastností a biologických funkcí určují složitost jejich systematiky.
Byla navržena klasifikace proteinů podle strukturních a funkčních principů.
„K dnešnímu dni je o proteinech známo příliš mnoho na to, abychom se spokojili se starou klasifikací, a příliš málo na to, abychom vytvořili lepší klasifikaci“ – taková definice stavu otázky klasifikace proteinů zůstává dodnes aktuální.
Z praktického hlediska je klasifikace proteinů docela pohodlná, s ohledem na zvláštnosti jejich chemického složení a fyzikálně-chemických vlastností.
Podle této klasifikace jsou všechny proteiny rozděleny do 2 skupin: jednoduché (proteiny) a složité (proteiny).
NA proteiny (jednoduché proteiny) zahrnují proteiny sestávající pouze z aminokyselin.
Ty jsou zase rozděleny do skupin v závislosti na fyzikálně-chemických vlastnostech a charakteristikách složení aminokyselin. Rozlišují se následující skupiny jednoduchých proteinů:
albumin,
globuliny,
protamin,
histony,
prolaminy,
gluteliny,
· Proteinoidy.
albumin - rozšířená skupina proteinů v tkáních lidského těla. Mají relativně nízkou molekulovou hmotnost 50 – 70 tisíc daltonů. Albumin ve fyziologickém rozsahu pH má negativní náboj, protože vzhledem k vysokému obsahu kyseliny glutamové v jejich složení jsou při pH 4,7 v izoelektrickém stavu. S nízkou molekulovou hmotností a výrazným nábojem se albuminy pohybují během elektroforézy poměrně vysokou rychlostí. Aminokyselinové složení albuminů je rozmanité, obsahují celou sadu esenciálních aminokyselin. Albumin je vysoce hydrofilní protein. Jsou rozpustné v destilované vodě. Kolem molekuly albuminu se vytváří silný hydratační obal, a proto je k jejich vysolení z roztoků zapotřebí vysoká 100% koncentrace síranu amonného. Albumin plní v těle strukturální, transportní funkci, podílí se na udržování fyzikálně-chemických konstant krve.
Globuliny- rozšířená skupina bílkovin, obvykle doprovázející albumin. Mají vyšší molekulovou hmotnost než albuminy - asi 200 tisíc daltonů, proto se při elektroforéze pohybují pomaleji. Izoelektrický bod globulinů je při pH 6,3 - 7. Liší se různorodým souborem aminokyselin. Globuliny jsou nerozpustné v destilované vodě, jsou rozpustné ve fyziologických roztocích KCl, NaCl v koncentraci 5-10%. Globuliny jsou méně hydratované než albumin, proto se z roztoků vysolují již při 50% nasycení síranem amonným. Globuliny v těle plní strukturální, ochranné, transportní funkce.
Histony- mají malou molekulovou hmotnost 11-24 tisíc daltonů. Jsou bohaté na alkalické aminokyseliny lysin a arginin, proto jsou v ostře alkalickém prostředí při pH 9,5 - 12 v izoelektrickém stavu. Za fyziologických podmínek mají histony kladný náboj. V různých typech histonů se obsah argininu a lysinu liší, a proto jsou rozděleny do 5 tříd. Histony H 1 a H 2 jsou bohaté na lysin, histony H 3 jsou bohaté na arginin. Molekuly histonů jsou polární, velmi hydrofilní, proto se z roztoků obtížně vysolují. V buňkách mají pozitivně nabité histony tendenci vázat se na negativně nabitou DNA v chromatinu. Histony v chromatinu tvoří páteř, na kterou je navinuta molekula DNA. Hlavní funkce histonů jsou strukturální a regulační.
Protamin- nízkomolekulární alkalické proteiny. Jejich molekulová hmotnost je 4 - 12 tisíc daltonů. Protaminy obsahují ve svém složení až 80 % argininu a lysinu. Jsou obsaženy ve složení nukleoproteinů rybího mléka - klupein (sleď), makrela (makrela).
Prolaminy, gluteliny - rostlinné bílkoviny bohaté na kyselinu glutamovou (až 43 %) a hydrofobní aminokyseliny, zejména prolin (až 10 - 15 %). Vzhledem ke zvláštnostem složení aminokyselin jsou prolaminy a gluteliny nerozpustné ve vodě a solných roztocích, ale rozpustné v 70% ethylalkoholu. Prolaminy a gluteliny jsou dietní bílkoviny obilovin, tvoří tzv. lepkové bílkoviny. Mezi glutenové proteiny patří sekalin (žito), gliadin (pšenice), hordein (ječmen) a avenin (oves). V dětském věku se může vyskytnout nesnášenlivost lepkových bílkovin, proti kterým se v lymfoidních buňkách střeva tvoří protilátky. Rozvíjí se glutenová enteropatie, snižuje se aktivita střevních enzymů. V tomto ohledu se doporučuje zavádět obilné odvary dětem po 4 měsících věku. Rýže a kukuřice jsou bez lepku.
Proteinoidy(protein-like) - fibrilární ve vodě nerozpustné proteiny. Jsou součástí podpůrných tkání (kosti, chrupavky, šlachy, vazy). Jsou zastoupeny kolagenem, elastinem, keratinem, fibroinem.
kolagen ( porodní lepidlo ) – bílkovina rozšířená v těle, tvoří asi třetinu všech bílkovin v těle. Je součástí kostí, chrupavek, zubů, šlach a dalších tkání.
Mezi zvláštnosti aminokyselinového složení kolagenu patří především vysoký obsah glycinu (1/3 všech aminokyselin), prolinu (1/4 všech aminokyselin), leucinu. Kolagen obsahuje vzácné aminokyseliny hydroxyprolin a hydroxylysin, ale žádné cyklické aminokyseliny.
Polypeptidový řetězec kolagenu obsahuje asi 1000 aminokyselin. Existuje několik typů kolagenu v závislosti na kombinaci různých typů polypeptidových řetězců v něm. Fibrilační typy kolagenu zahrnují kolagen typu I (převládající v kůži), kolagen typu II (převládající v chrupavce) a kolagen typu III (převládající v krevních cévách). U novorozenců tvoří většinu kolagenu typ III, u dospělých - typ II a I.
Sekundární strukturou kolagenu je "rozbitá" alfa-helix, v jejímž závitu jsou uloženy 3,3 aminokyseliny. Stoupání šroubovice je 0,29 nm.
Tři polypeptidové kolagenové řetězce jsou položeny ve formě trojitého krouceného lana, fixovaného vodíkovými můstky a tvoří strukturální jednotku kolagenového vlákna - tropokolagenu. Tropokolagenní struktury jsou uspořádány paralelně, posunuty podél délkových řad, fixovány kovalentními vazbami a tvoří kolagenové vlákno. V intervalech mezi tropokolagenem se vápník ukládá v kostní tkáni. Kolagenová vlákna obsahují sacharidy, které stabilizují kolagenové svazky.
keratiny - proteiny vlasů, nehtů. Jsou nerozpustné v roztocích solí, kyselin, zásad. Ve složení keratinu je frakce, která obsahuje velké množství aminokyselin obsahujících síru (až 7 - 12%), které tvoří disulfidové můstky, které těmto proteinům propůjčují vysokou pevnost. Molekulová hmotnost keratinu je velmi vysoká, dosahuje 2 000 000 daltonů. Keratiny mohou být alfa a beta. V alfa-keratinech se tři alfa-helixy spojují do supercoil a vytvářejí protofibrily. Protofibrily se spojují do profibril a poté do makrofibril. Příkladem beta-keratinů je hedvábný fibroin.
Elastin - protein elastických vláken, vazů, šlach. Elastin je nerozpustný ve vodě, nebobtná. Elastin obsahuje vysoký podíl glycinu, valinu, leucinu (až 25 - 30 %). Elastin je schopen se při zátěži natáhnout a po odstranění zátěže znovu nabýt své velikosti. Elasticita je spojena s přítomností velkého počtu meziřetězcových příčných vazeb v elastinu za účasti aminokyseliny lysinu. Dva proteinové řetězce tvoří lysyl-norleucinovou vazbu. Čtyři proteinové řetězce tvoří vazbu – desmosin.
NA komplexní proteiny (proteiny) zahrnují bílkoviny, které kromě bílkovinné části obsahují nebílkovinné látky (prostetické skupiny).
Komplexní proteiny jsou klasifikovány podle chemického složení jejich prostetické skupiny. Rozlišují se následující skupiny komplexních proteinů:
chromoproteiny,
lipoproteiny,
glykoproteiny,
fosfoproteiny,
· Metaloproteiny.
Chromoproteiny obsahují barevné neproteinové sloučeniny jako prostetickou skupinu. Ve skupině chromoproteinů se rozlišují hemoproteiny a flavoproteiny.
U hemoporeidů protetickou skupinou je hem - organická látka obsahující železo, která dodává proteinu červenou barvu. Hem se spojuje s proteinovým globinem prostřednictvím koordinace a hydrofobních vazeb. Příklady hemoproteinů jsou erytrocytární protein hemoglobin, svalový protein myoglobin, proteiny tkáňového cytochromu, enzymy katalázy, peroxidáza. Hemoproteiny se podílejí na transportu kyslíku a oxidačních procesech ve tkáních.
Ve flavoproteinech obsahuje žlutou protetickou skupinu. Nukleotidy FAD, FMN mohou být prezentovány jako protetická skupina. Mezi flavoproteiny patří enzym sukcinátdehydrogenáza. Některé flavoproteiny obsahují kovy – metaloflavoproteiny. Flavoproteiny se účastní oxidačních procesů v těle.
Nukleoproteiny sestávají z proteinové části a nukleových kyselin: DNA nebo RNA. Deoxyribonukleoproteiny jsou lokalizovány v jádře, ribonukleoproteiny jsou umístěny v cytosolu. Proteiny v nukleoproteinech jádra jsou zastoupeny především histony. Proteinová a neproteinová část nukleoproteinů jsou spojeny iontovými a hydrofobními vazbami. Úplnou hydrolýzou nukleoproteinů se tvoří aminokyseliny, kyselina fosforečná, sacharid a purinová nebo pyrimidinová dusíkatá báze. Nukleoproteiny se podílejí na ukládání a reprodukci genetické informace.
Lipoproteiny jako protetická skupina obsahují různé tuky (triacylglyceroly, fosfolipidy, cholesterol atd.). Mezi proteinem a lipidem se tvoří hydrofobní a iontové vazby. Lipoproteiny se obvykle dělí na strukturní, které jsou součástí buněčných membrán, a transportní, které přenášejí tuky v krvi. Transportní lipoproteiny jsou kulovité částice s hydrofobními tuky uvnitř a hydrofilními proteiny na povrchu. Příkladem lipoproteinu je faktor srážení krve – tromboplastin.
Fosfoproteiny obsahují ve svém složení zbytky kyseliny fosforečné spojené se serinem proteinové části esterovými vazbami. Navázání kyseliny fosforečné na protein je reverzibilní a je doprovázeno tvorbou nebo přerušením iontových vazeb kyseliny fosforečné a nabitých skupin proteinu, což mění biologickou aktivitu fosfoproteinu. Mezi fosfoproteiny patří strukturální proteiny kostní tkáně, mléčný kaseinogen, ovovitellin proteinu slepičích vajec, některé enzymy (fosforyláza, glykogensyntetáza, TAG - lipáza)
Glykoproteiny obvykle obsahují , pevně připojeny glykosidickými vazbami zbytky sacharidů (monosacharidy, oligosacharidy). Glykoproteiny mají obvykle mozaikovou strukturu, ve které se střídají sacharidové a proteinové fragmenty. Sacharidová část dává specifičnost glykoproteinům a určuje jejich odolnost vůči tkáňovým enzymům. Glykoproteiny jsou široce distribuovány v lidském těle. Nacházejí se jak ve tkáních, tak v biologických tekutinách. Mucin ze slin obsahuje až 15 % manózy a galaktózy. Glykoproteiny jsou některé
Syntéza bílkovin probíhá na ribozomech ve formě primární struktury, tzn. nachází se v určitém počtu a určité sekvenci aminokyselin spojených peptidovými vazbami tvořenými karboxylovými a α-aminoskupinami sousedních aminokyselinových zbytků Peptidová vazba je rigidní, kovalentní, geneticky podmíněná.Ve strukturních vzorcích je znázorněna jako jednoduchá vazba: ve skutečnosti je však tato vazba mezi uhlíkem a dusíkem částečně dvojná:
Rotace kolem něj je nemožná a všechny čtyři atomy leží ve stejné rovině, tzn. koplanární. Rotace ostatních vazeb kolem polypeptidové páteře je zcela volná.
Primární struktura byla otevřena v roce 1898 profesorem na Kazaňské univerzitě Danilevskij. V roce 1913 byly Emilem Fischerem syntetizovány první peptidy.
Tato aminokyselinová sekvence je pro každý protein jedinečná a je geneticky fixovaná. Při narušení procesu syntézy primární struktury proteinu na ribozomu se mohou vyvinout různá heteetická onemocnění. Například, když jsou narušeny dvě aminokyseliny v hemoglobinu, rozvíjí se srpkovitá anémie.
Ke studiu aminokyselinového složení bílkovin se využívá kombinace (nebo jedna z nich) kyselé (HCl), alkalické (Ba (OH) 2) a méně často enzymatické hydrolýzy. Bylo zjištěno, že hydrolýzou čistého proteinu, který neobsahuje nečistoty, se uvolňuje 20 různých a-aminokyselin. Všechny ostatní aminokyseliny objevené v tkáních zvířat, rostlin a mikroorganismů (více než 300) existují v přírodě ve volném stavu nebo ve formě krátkých peptidů či komplexů s jinými organickými látkami.
α-aminokyseliny jsou deriváty karboxylových kyselin, ve kterých je jeden atom vodíku v α-uhlíku nahrazen aminoskupinou (-NH2), např.: je třeba zdůraznit, že všechny aminokyseliny, které tvoří přírodní proteiny, jsou -aminokyseliny, i když aminoskupina ve volných aminikarboxylových kyselinách může být, jak uvidíme dále, v polohách β, γ, δ, ε.
9. Sekundární struktura proteinů - α-helixy a β-struktury. Struktura a funkční role domén.
Sekundární struktura je prostorové uspořádání polypeptidového řetězce ve formě α-šroubovice nebo β-skládání, bez ohledu na typy postranních radikálů a jejich konformaci. Je stabilizován vodíkovými vazbami, které jsou uzavřeny mezi peptidovou, amidovou (-N-H) a karbonidovou (-C = O) skupinou, tzn. jsou součástí peptidové jednotky a disulfidové můstky mezi cysteinovými zbytky
Pauling a Corey navrhli model sekundární struktury proteinu ve formě levotočivé α-šroubovice, ve které jsou mezi každou první a čtvrtou aminokyselinou uzavřeny vodíkové vazby, což umožňuje zachovat přirozenou strukturu proteinu. jeho nejjednodušší funkce a chrání ho před zničením. Na jednu otáčku šroubovice připadá 3,6 aminokyselinových zbytků, stoupání šroubovice je 0,54 nm. Všechny peptidové skupiny se podílejí na tvorbě vodíkových vazeb, což zajišťuje maximální stabilitu, snižuje hydrofilitu a zvyšuje hydrofobnost molekuly proteinu. Alfa šroubovice se tvoří spontánně a je nejstabilnější konformací odpovídající minimální volné energii
Pauling a Corey také navrhli další uspořádanou strukturu - složenou β-vrstvu. Na rozdíl od zhuštěné α-šroubovice jsou β-vrstvy téměř úplně protáhlé a mohou být umístěny jak paralelně, tak antiparalelně
Na stabilizaci těchto struktur se podílejí i disulfidové můstky a vodíkové vazby.
Supersekundární struktura je vyšší úroveň organizace molekuly proteinu, kterou představuje soubor interagujících sekundárních struktur: α-helix - dvě antiparalelní oblasti, interagují s hydrofobními komplementárními povrchy (podle principu trough-protrusion) αсα, supercoiling α -helix, (βхβ) -prvky v globulárních proteinech, reprezentované dvěma paralelními β-řetězci spojenými segmentem x, βαβαβ-elementy, reprezentované dvěma α-helixovými segmenty vloženými mezi tři paralelní β-řetězce.
Pro stanovení aminokyselin, které tvoří bílkoviny, se používá kyselá (HC1), alkalická (Ba (OH) 2) a enzymatická hydrolýza. Hydrolýza čisté bílkoviny bez nečistot uvolňuje 20 různých aminokyselin.
Aminokyseliny, které tvoří proteiny
a-aminokyseliny... Všechny patří do řady L a velikost a znaménko optické rotace závisí na povaze aminokyselinových radikálů a pH roztoku. D-aminokyseliny se nenacházejí v lidských bílkovinách, ale nacházejí se v buněčné stěně bakterií, ve složení některých antibiotik (aktinomycinů).
Aminokyseliny se od sebe liší chemickou povahou radikálu R, který se nepodílí na tvorbě peptidové vazby.
Moderní racionální klasifikace aminokyselin je založena na polaritě radikálů:
Nepolární (hydrofobní)
 |  |
|
 |  |  |
Polární (hydrofilní)
Záporně nabité
Některé proteiny jsou nalezeny deriváty aminokyselin... Kolagen, protein pojivové tkáně, obsahuje oxyprolin a oxylysin. Dijodtyrosin je základem struktury hormonů štítné žlázy.
Aminokyseliny mají společnou vlastnost - amfoternost(z řeckého amfoteros – oboustranný). V rozmezí pH 4,0-9,0 existují téměř všechny aminokyseliny ve formě bipolárních iontů (zwitteriontů). Význam izoelektrický bod aminokyselin (IEP, pI) vypočítá se podle vzorce:
.
Pro monoaminodikarboxylové kyseliny se pI vypočítá jako poloviční součet hodnot pK (tabulka 1) a- a w-karboxylových skupin, pro diaminomonokarboxylové kyseliny - jako poloviční součet hodnot pK - a w-aminoskupiny.
Existují neesenciální aminokyseliny (lze je syntetizovat v lidském těle) a esenciální, které se v těle netvoří a musí být dodávány potravou.
Esenciální aminokyseliny: valin, leucin, isoleucin, lysin, methionin, threonin, tryptofan, fenylalanin.
Nahraditelné aminokyseliny: glycin, alanin, asparagin, aspartát, glutamin, glutamát, prolin, serin.
Podmíněně vyměnitelné(lze syntetizovat v těle z jiných aminokyselin): arginin (z citrulinu), tyrosin (z fenylalaninu), cystein (ze serinu), histidin (za účasti glutaminu).
Pro objev v biologických objektech a kvantitativní stanovení aminokyselin se využívá reakce s ninhydrinem.
Tabulka 1. Disociační konstanty aminokyselin
| Aminokyselina | pK 1 | pK 2 | pK 3 |
| Alanya | 2,34 | 9,69 | |
| arginin | 2,18 | 9,09 | 13,2 |
| Asparagin | 2,02 | 8,80 | |
| Kyselina asparagová | 1,88 | 3,65 | 9,60 |
| Valii | 2,32 | 9,62 | |
| Histidin | 1,78 | 5,97 | 8,97 |
| Glycin | 2,34 | 9,60 | |
| Glutamin | 2,17 | 9,13 | |
| Kyselina glutamová | 2,19 | 4,25 | 9,67 |
| isoleucin | 2,26 | 9,62 | |
| Leucin | 2,36 | 9,60 | |
| Lysin | 2,20 | 8,90 | 10,28 |
| methionin | 2,28 | 9,21 | |
| Prolin | 1,99 | 10,60 | |
| Série | 2,21 | 9,15 | |
| tyrosin | 2,20 | 9,11 | 10,07 |
| threonin | 2,15 | 9,12 | |
| tryptofan | 2,38 | 9,39 | |
| fenylalanin | 1,83 | 9,13 | |
| Cystein | 1,71 | 8,33 | 10,78 |
