Зміст Введення 1. Основні компоненти молока 2. Методи аналізу амінокислот 1. Визначення амінокислот методом тонко. Визначення амінокислот спектрофотометрическим методом 4. Огляд реферативних журналів Список використаної литературы Проблема харчування одна із найважливіших соціальних проблем.
Життя людини, її здоров'я та праця неможливі без повноцінної їжі. Відповідно до теорії збалансованого харчування в раціоні людини повинні міститися не тільки білки, жири та вуглеводи у необхідній кількості, але й такі речовини, як незамінні амінокислоти, вітаміни, мінерали у певних, вигідних для людини пропорціях.
У організації правильного харчування першочергова роль приділяється молочним продуктам. Це повною мірою відноситься до молока, поживна цінність якого обумовлена високою концентрацією в ньому молочного білка та жиру, наявністю незамінних амінокислот, солей кальцію та фосфору, так необхідних для нормального розвитку організму людини. Легка засвоюваність - одна з найважливіших властивостей молока як продукту харчування. Понад те, молоко стимулює засвоєння поживних речовин інших продуктів харчування.
Молоко вносить різноманітність у харчування, покращує смак інших продуктів, має лікувально-профілактичні властивості. У молоці міститься понад 120 різних компонентів, зокрема 20 амінокислот, 64 жирні кислоти, 40 мінеральних речовин, 15 вітамінів, десятки ферментів тощо. Енергетична цінність 1 л сирого молока становить 2797 кДж. Один літр молока задовольняє добову потребу дорослої людини в жирі, кальції, фосфорі, на 53% - потреба в білку, на 35% - у вітамінах А, С та тіаміні, на 26% - в енергії. Основна мета даної курсової – виявити амінокислотний склад молока. 1.
Основні компоненти молока
З фізико-хімічних позицій молоко є складною полідисп... 5.1). Найбільшу питому вагу в молоці займає вода (більше 85%, на решту... Сухий залишок включає всі поживні речовини молока. Він визначає вихід готової продукції при виробництві молочних продуктів.
Хроматографічний метод аналізу
Одним із найперспективніших методів є метод високоефективний... Але переваги методу значно перекривають його недоліки. Крім того, його можна використовувати для завершення хімічного аналізу.... На сучасних газохроматографічних капілярних колонках в одному екс...
Титрометричний метод аналізу
Титрометричний метод аналізу. З титриметричних методів кількісного визначення найширший... Титрування може бути проведено з індикатором (кристалічний фіолето... Проте цей метод має ряд істотних недоліків: використання... Для кількісного аналізу окремих амінокислот використовують також методи...
Електрохімічний метод аналізу
В останні десятиліття все більш широкого поширення набули еле... 3.. в оптимізованих умовах вони дозволяють визначити лише окремі ам... Так, розроблено спосіб полярографічного визначення триптофана, основ... Електрохімічний метод аналізу.
Методи визначення амінокислотного складу
Методи визначення амінокислотного складу 3.1.
Визначення амінокислот методом тонкошарової хроматографії
В 1 літрі дистильованої води розчиняють 84 г моногідрату лимонної до... 3.2.. Через 10 хвилин плівку поміщають у ХГ камеру з нітратним буфером (буфер... Методика На стартову лінію пластинки наносять 2 (10) мкл гідролізату п... проби та стандартних амінокислот наносять на стартову лінію на пл...
Визначення амінокислот спектрофотометричним методом
Амінокислоти, первинні аміни, поліпептиди та пептони при нагріванні з... 0,2 – 3 %-ний розчин нінгідрину готують у різних розчинниках (ізоб... 2007. к. 2.Цветкова Н.Д.
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку у соціальних мережах:
| Твітнути |
Ще реферати, курсові, дипломні роботи на цю тему:
Визначення ентропії. Визначення інформаційних втрат під час передачі повідомлень каналами зв'язку з шумами
Визначення сутності БУУ: предмет та метод. Можна дати грубе визначення мети УУ: надання інформації, яка є корисною для керівництва організації
Буу частина інформаційної системи підприємства з одного боку з іншого діяльність цілями якої є забезпечення інформацією керівництва.. можна дати грубе визначення мети уу надання інформації яка.. сутність уу полягає в аналітичності інформації вона збирається групується ідентифікується та вивчається уу.
Дані методичні вказівки призначені для допомоги студентам при виконанні лабораторних робіт з опису та визначення мінералів і гірських порід. методичні вказівкинаведено варіанти завдання та приклади для виконання розрахунково графічних робіт з побудови.
Майно підприємства: склад, призначення. Визначення потреби в основних та оборотних засобах
Капітал підприємства можна розглядати з кількох точок зору насамперед доцільно розрізняти капітал.
Склад злочину дозволяє нам відмежувати одне від одного.. щоб звернутися до складу потрібно спочатку подивитися підстави злочину.. спочатку потрібно розібратися що таке підстави злочину а потім ми побачимо що єдина підстава це.
Визначення ентропії. Визначення інформаційних втрат під час передачі повідомлень каналами зв'язку з шумами. Варіанти завдань для виконання
Завдання визначення ентропії.. повідомлення складається з n символів є m типів символів кількість букв.. завдання визначення інформаційних втрат при передачі повідомлень каналами зв'язку з шумами.
Завдання для проведення практичних занять з курсу бухгалтерський облік завдання 1. На підставі складу майна оао ростів провести угруповання господарських засобів майна за видами та складом
Обліково економічний факультет.. хахонова н н.. завдання для проведення практичних занять.
Основні класи неорганічних сполук. Визначення молярної маси еквівалентів цинку. Визначення теплоти реакції нейтралізації. Швидкість хімічної реакції. Каталіз
При вивченні хімії велике значення має лабораторний практикум.
Інтегроване Середовище та Склад мови Object Pascal. Склад мови
Зміст.. Лекція Інтегрована Середовище та Склад мови Object Pascal.. Робота з вікнами Редагування в Object Pascal.
Введення до операційних систем. Визначення, призначення, склад та функції операційних систем
Державний освітній заклад вищої професійної освіти.. тольяттінський державний університет сервісу.
НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК
ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ
ДО ЗАНЯТТЯ
ПО БІОЛОГІЧНІЙ ХІМІЇ
для студентів, які навчаються за фахом
Педіатрія
Частина I
Центральною методичною порадою
Смоленської державної медичної академії
Смоленськ
УДК: 612.015.
Рецензенти: доктор медичних наук, професор О.С. Соловйов
доктор медичних наук, професор О.В. Молотків
Навчально-методичний посібник для самостійної підготовки до занять з біологічної хімії для студентів, які навчаються за спеціальністю Педіатрія.
Частина I/Т.Г. Макаренко, К.О. Магєєнкова
Смоленськ. СДМА. 2012. – 92 с.
Посібник містить короткий виклад теоретичного матеріалу програми з біохімії, що не увійшов до лекційного курсу, тести для перевірки знань, ситуаційні завдання, питання для іспитів. До посібника увійшли також профільні питання щодо особливостей обміну речовин у дітей. Посібник складається з двох частин відповідно до навчального плану для III та IV семестрів. Посібник призначений для студентів, які навчаються за фахом Педіатрія.
Радою ДБОУ ВПО СДМА Росздраву РФ
Теми лекційного курсу з біохімії (43 години)
1. Введення у біохімію.
2. Структурна організація білків.
3. Фізико- Хімічні властивостібілків.
4. Структура, механізм дії ферментів.
5. Властивості ферментів.
6. Внутрімітохондріальне окиснення. Енергетичний обмін.
7. Позамітохондріальне окиснення.
8. Загальні шляхи катаболізму.
9. Анаеробне окиснення вуглеводів.
10. Аеробне окиснення вуглеводів. Глюконеогенез.
11. Пентозо – фосфатний шлях.
12. Обмін триацилгліцеринів та гліцерофосфоліпідів
13. Обмін холестерину, сфінголіпідів.
14. Взаємозв'язок обміну жирів та вуглеводів. Кетонові тіла.
15. Загальні шляхи обміну амінокислот у тканинах.
16. Шляхи знешкодження аміаку у тканинах.
17. Обмін фенілаланіну та тирозину.
18. Обмін пуринових та піримідинових нуклеотидів.
19. Біохімія гормонів.
20. Біохімія еритроцитів. Обмін гемопротеїдів.
21. Фізико – хімічні властивості крові. Дихальна функція крові.
22. Згортання та антизгортання системи крові.
23. Водно-сольовий обмін.
Матеріал для самостійної роботи студентів
(72 години позааудиторної роботи)
Посібник призначений для позааудиторної самостійної роботи з біологічної хімії студентів педіатричного факультету.
Посібник включає короткий виклад матеріалу навчальної програми з біологічної хімії для студентів медичних вузів, що не увійшов до аудиторного лекційного курсу. Для студентів, які навчаються за спеціальністю Педіатрія, наводяться додаткові відомості про особливості обміну речовин у дітей. Тестові завдання до тем занять використовуються для проміжного та підсумкового контролю знань. Обговорення ситуаційних завдань передбачається проводити на заняттях за участю викладача. У зв'язку з цим коментарі до ситуаційних завдань у посібнику не наводяться. Посібник містить перелік екзаменаційних питань з біохімії.
Тема заняття №1
АМІНОКИСЛОТНИЙ СКЛАД БІЛКІВ. Гідроліз простого білка. ХРОМАТОГРАФІЧНИЙ РОЗДІЛ АМІНОКИСЛОТ
2. Цілі самостійної роботи: розширити уявлення про структурну організацію білків
Засвоїти біологічні функції білків,
Доповнити відомості про первинну, вторинну, третинну, четвертинну структуру білків,
Ознайомитись з особливостями білкового складу тканин в організмі дітей,
Сформувати навичку використання здобутих знань.
4. Перелік питань та завдань для самостійної роботи
Білки - високомолекулярні полімерні N-органічні речовини, що складаються з амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками, і мають складну структурну організацію.
Термін «білки» обумовлений здатністю цих сполук давати опади. білого кольору. Назва "протеїни" походить від protos (грец.) - Перший, важливий, і відображає центральну роль цього класу речовин в організмі.
Вміст білків в організмі людинивище, ніж вміст ліпідів, вуглеводів. Від загальної маси тканин (сировини) воно становить 18 – 20%. Переважання у тканинах білків проти іншими речовинами виявляється з розрахунку вмісту білків на суху масу тканин – 40 – 45%. Зміст білків у різних тканинах коливається у певному інтервалі. Найбільш високо вміст білків у скелетних м'язах (18 - 23% від сирої маси або 80% від сухої маси тканини). Низьким вмістом білків відрізняється жирова тканина (6% сирої маси або 4% сухої маси тканини).
У дитячому віцізагальна кількість білків в організмі, їхній склад інші, ніж у дорослих людей. В організмі плода загальний вміст білків не перевищує 10%. У новонароджених воно становить 10-12% маси тіла. У період новонародженості спостерігається посилення процесів розпаду білків для енергетичних цілей. Внаслідок цього вміст білків тимчасово знижується. У ранньому дитячому віці переважають незрілі розчинні структурні білки. З віком посилюється їх диференціювання у зрілі функціональні білки.
Біологічні функції білківрізноманітні. Вони пов'язані з високою специфічністю білків, здатністю взаємодіяти з різними лігандами, рецепторами, структурами клітин.
· Пластична (структурна) функція - білки входять до складу всіх клітинних структур разом з нуклеїновими кислотами, ліпідами, вуглеводами.
· Енергетична - 1 г білків забезпечує утворення близько 4 ккал
· Регуляторні функції:
а) ферментативна – понад 2000 білків є біологічними каталізаторами, регулюючи швидкість хімічних реакційв організмі
б) гормональна – деякі гормони, що регулюють біохімічні та фізіологічні процеси в організмі, відносяться до білків
в) білки гістони у складі хроматину регулюють активність генів ДНК
г) внутрішньоклітинний білок кальмодулін регулює активність різних ферментів
· Захисна (імуна) функція. Деякі білки (імуноглобуліни, інтерферон, лізоцим) мають здатність пов'язувати чужорідні для організму речовини.
· Специфічні функції:
а) скорочувальна (білки м'язів актин та міозин)
б) фоторецепторна (білок сітківки родопсин)
в) згортання крові (фактор згортання крові фібриноген)
г) рецепторна – білки входять до складу клітинних рецепторів
Хімічний склад білків
Елементарний склад білківдосить різноманітний. Вони містяться багато хімічні речовини. Однак обов'язковими хімічними елементами є вуглець (51 – 55%), кисень (21 – 23%), азот (16% – найбільш постійна величина), водень (6-7%) та сірка (0,5 – 2%)
Амінокислотний склад білків. До складу природних білків входять α амінокислоти, які відрізняються структурою радикалу у α-вуглецевого атома.
Тести
1. До складу природних білків входять хімічні елементи: Кальцій Вуглець. Хлор. Водень. Натрій. Азот. Калій . Кисень. Сірка .
Вуглець. Водень. Азот. Кисень. Сірка.
3. До суттєвих змін біологічних властивостей білків ведуть заміни амінокислот:
Глютамат на аспартат. Глютамат на валін. Триптофан на глютамат. Валін на лейцин. Гліцини на аспартат. Фенілаланін на триптофан. Серін на треонін. Гліцин на аланін.
4. Про закінчення гідролізу білка можна судити:
По розчиненню осаду денатурованого білка. По зникнення каламутності гідролізату. За позитивною біуретовою реакцією. По позитивній нінгідринової реакції. По негативної нінгідринової реакції. За позитивною реакцією Адамкевича. За результатами формольного титрування.
5. Третинну структуру білка стабілізують зв'язки:
Гідрофобні. Пептидні. Дисульфідні. Іонні .Водневі.
6. Вторинну структуру білків стабілізують зв'язки:
Дисульфідні. Пептидні. Іонні. Гідрофобні. Водневі.
7. Полярними функціональними групами білків є:
Карбоксильні.Метильні. Фенольні . Амінні. Карбонільні. Індольні.
8. У освіті пептидного зв'язку беруть участь функціональні групи амінокислот:
Епсілон-амінні. Альфа – амінні. Бета – карбоксильні. Гамма-карбоксильні. Альфа – карбоксильні. Тіолові.
9. Основною структурою, тобто. визначальною більш високі рівні структурної організації білка, є:
Первинний.Вторинна. Третинна. Четвертичне.
10. Виражена видова специфічність білків з однаковими природними біологічними властивостями обумовлена:
Принциповими відмінностями у амінокислотному складі. Істотними відмінностями у молекулярній масі. Особливостями просторової структури молекул. При схожості первинних структур окремими рівноцінними замінами амінокислотними. При подібності до первинних структур окремими нерівноцінними амінокислотними замінами. Відмінності складу небілкових компонентів.
11. Переважно на поверхні білкової молекули розташовані амінокислоти:
Неполярні амінокислоти. Полярні амінокислоти. Обидві групи амінокислот. Жодна з цих груп
12. Переважно у глибині білкової молекули розташовані амінокислоти:
Неполярні амінокислоти. Полярні амінокислоти. Жодна із цих груп. Обидві групи амінокислот
13. У формуванні третьої структури білка беруть участь:
Неполярні амінокислоти. Полярні амінокислоти. Обидві групи амінокислот . Жодна з цих груп
14. Причиною зміни спорідненості гемоглобіну до кисню є:
Зміна третинної структури протомірів. Зміна взаєморозташування протомірів. Кооперативні зміни конформації протомірів
15. Чи правильне це положення?
Εпсилон - аміногрупа лізину бере участь в утворенні пептидного зв'язку
Так. Ні. Вірна відповідь відсутня
16. Чи правильне це положення?
Радикали серину і валіну мають гідрофільні властивості.
Так. Ні. Вірна відповідь відсутня
17. Шаперони беруть участь головним чином в освіті та підтримці:
Первинної структури білків . Третинної структури білків . Вторинні структури нуклеїнових кислот
20%. 10-12%. 5%
Ситуаційні завдання
1. На фрагменті пептиду: Тір – Цис – Лей – Вал – Асп – Ала
назвіть, радикали яких амінокислот можуть брати участь в утворенні зв'язків:
Гідрофобні. Іонні. Дисульфідних
2. На фрагменті пептиду: Тир - Цис - Лей - Вал - Асп - Ала
вкажіть, у освіті яких рівнів структурної організації білка беруть участь зв'язки, утворені радикалами даних амінокислот
3. У крові студента-африканця, що надійшов до клініки зі скаргами на задишку, запаморочення, прискорене серцебиття та біль у кінцівках, у крові виявлені еритроцити, що мають форму серпа.
Поясніть причину розвитку цього захворювання.
4. Гемоглобін є складним олігомерним білоком гемопротеїду. Які зміни посттрансляційні призводять до формування функціонально активного білка?
Основна
Біохімія. За ред. О.С. Северина. 2003. С. 9-28, 31-56.
Біохімія. Короткий курс із вправами та завданнями. 2001. С. 7-25.
А Я. Миколаїв Біологічна хімія. 2004. С. 16-35,38-43.
О.Д. Кушманова. Керівництво до лабораторних занять із біологічної хімії. 1983. С. 15-19, 19-24.
Лекційний матеріал
Додаткова
Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкін. Біологічна хімія. 1990. С. 10-41, 49-59.
Р. Маррі та ін. «Біохімія людини». М. "Світ". 1993. с. 21-51(1)
Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Навчально-методичний посібник «Біохімічні особливості дитячого організму». Смоленськ. 2001. 2007.
Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Навчальний посібник, рекомендований УМО «Особливості обміну речовин у новонароджених та немовлят». Смоленськ. 2012 року.
А.Є. Медведєв «Відкрита 22-а генетично кодована амінокислота» // Зап. мед. хімії. 2002. №5 –. с. 432
Тема заняття №2
ОСАГОВІ РЕАКЦІЇ НА БІЛКИ.
МЕТОДИ КІЛЬКІЗНОГО ВИЗНАЧЕННЯ БІЛКІВ
2 . Цілі самостійної роботи: розширити знання про основні фізико-хімічні властивості білків та їх прикладне медичне значення, про методи кількісного визначення білків у біологічних рідинах, що використовуються в лабораторній практиці.
3. Завдання самостійної роботи:
Вміти оцінювати біомедичне значення основних фізико-хімічних властивостей розчинів білків,
Ознайомитися з нормою вмісту білка в сироватці крові, з можливими відхиленнями та їх біохімічним трактуванням,
Сформувати навичку роботи з новою інформацією, її аналізу, логічного викладу,
У лабораторній практиці
Для кількісного визначення білків використовуються оптичні, колориметричні та азотометричні методи.
Оптичні методизасновані на оптичних властивостях білків.
До них відносяться:
- спектрофотометричні методи, Що оцінюють інтенсивність поглинання білками УФ променів в діапазоні близько 200 нм та 260 нм Ступінь УФЛ – поглинання пропорційна концентрації білка;
- рефрактометричні методизасновані на здатності розчинів білків заломлювати світло пропорційно до їх концентрації;
- нефелометричні методизасновані на здатності розчинів білків розсіювати світло пропорційно до їх концентрації;
- поляриметричні методизасновані на здатності розчинів білків обертати площину поляризованого світла пропорційно до їх концентрації.
Колориметричні методизасновані на кольорових реакціях білків – біуретова реакція, метод Лоур, метод сорбції білками певних барвників. Інтенсивність фарбування визначається концентрацією білкового розчину.
Азотометричні методизасновані на визначенні вмісту азоту та перерахунку його на концентрацію білка (у білках 16% азоту).
Тести
1. До колориметричних методів відносяться:
Азотометричний. Спектрофотометричний . Сорбція барвників. Метод Лоурі. Біуретовий метод. Рефрактометричний.
2. На можливості білків набувати заряд засновані прийоми їх аналізу:
Рентгеноструктурний аналіз. Електрофорез. Іонообмінна хроматографія. Потенціометричне титрування. Рефрактометрія. Ультрацентрифугування. Колонкова гель-фільтрація.
3. Ефект висолювання білків із розчинів пов'язаний:
З порушенням вторинної та третинної структур. З розривом пептидних зв'язків. Із втратою білками заряду. З дегідратацією їх молекул. З формуванням четвертинної структури.
4. Для найбільш повної екстракції білків із тканин тваринного походження можна використовувати рідини:
Спиртоводну суміш. Ацетон. 10% розчин сульфату амонію. дистильовану воду. 10% розчин NaCl.10% розчин KCl.
5. Звільнитись від супутніх низькомолекулярних речовин, присутніх при екстрагуванні білків, без втрати білками нативних властивостей можна методами:
Електрофорез. Діалізом.Колонковий гель - фільтрацією. Осадженням білків трихлороцтовою кислотою.
6. Білки з різною молекулярною масою можна поділити прийомами фізико-хімічного аналізу:
діалізом. Електрофорез. Висолення. Потенціометричним титруванням. Колонковий гель – фільтрацією.
7. При фізіологічних значеннях рН середовища може набувати або втрачати свій заряд амінокислота:
Цистеїн. Аргінін. Тирозін. Серін. Гістідін. Треонін.
8. Присутність глобулінів у розчині можна довести:
Електрофорез. Колонковий гель – фільтрацією. Висолення при 50% насиченні сульфатом амонію. Висолення при 100% насиченні сульфатом амонію. Денатурацією сечовиною.
9. Для ефекту денатурації характерні ознаки:
Швидке утворення осаду. Втрата біологічної активності. Збереження біологічних властивостей. Порушення первинної структури білка. Повільне утворення осаду. Порушення вторинної та третинної структури (конформації). Збереження конформації.
10. Для ефекту висолення характерні ознаки:
Оборотність ефекту.Втрата біологічних якостей. Збереження біологічних властивостей. Порушення конформації білка. Збереження конформації білка. Швидке утворення осаду.
11. Денатурацію білків викликають:
Хлорид натрію. Сірчана кислота. Оцтовокислий свинець. Сірчанокислий амоній. Азотнокисле срібло. Сульфосаліцилова кислота. Сечівина. Глюкоза.
Від градієнта потенціалу. Від молекулярної маси білків. Від рН середовища. Від форми білкових молекул. Від особливостей амінокислотного складу білків. Від наявності у складі білків простетичних груп.
13. За допомогою висолювання із суміші білків можна виділити:
Оваальбумін. Гамма-глобулін. Сироватковий альбумін.
14. Розчинність білків у воді надають функціональні групи поліпептидних ланцюгів:
Карбоксильні.Метильні. Фенольні. Амінні. Карбонільні. Індольні. Гідроксильні. Тіолові. Імінні.
15. Найбільш об'єктивні дані про молекулярну масу білків дають фізико-хімічні методи:
Кріоскопія. Ебуліоскопія. Рентгеноструктурний аналіз. Ультрацентрифугування. Електронна мікроскопія
16. Для точного визначення вмісту білка в розчині можна застосувати оптичний ефект:
Заломлення променів світла. Ефект світлорозсіювання. Оптична активність. Поглинання променів в УФ частин спектру.
17. При проведенні гель – фільтрації білків використовуються:
Відмінності у величині заряду. Відмінності у молекулярній масі . Відмінності в оптичних властивостях
18. При електрофорезі білків використовуються:
Відмінності за величиною заряду . Відмінності по молекулярній масі . Відмінності оптичних властивостей
19. Суміш білків церулоплазміну (мол. маса 151 000, ізоелектрична точка 4,4) та γ - глобуліну (мол. маса 150 000, ізоелектрична точка 6,3) можна розділити методами:
Електрофорезу.Гель – фільтрації. Іонообмінної хроматографії
20. Рефрактометричні методи кількісного визначення білків ґрунтуються на ефекті:
Світлорозсіювання. Світлопоглинання. Світлозаломлення . Повернення площини поляризованого світла
21. Спектрофотометричні методи кількісного визначення білків ґрунтуються на ефекті:
Світлорозсіювання. Світлопоглинання за певної довжини хвилі. Світлозаломлення. Повернення площини поляризованого світла
22. В ізоелектричній точці молекула білка:
Чи не дисоціюють. Е електронейтральні . Рухають до анода. Розпадаються на поліпептиди
23. Білки здатні утворювати стійкі водні розчин завдяки наявності:
Броунівського руху Наявність гідрофобних радикалів. Наявність заряду та гідратної оболонки у молекул білка. всіх перерахованих факторів
Ситуаційні завдання
1. Вкажіть напрямок руху (до анода, до катода або залишаються на старті) наступного пептиду
Ліз - Глі - Ала - Глі
2. Вкажіть напрямок руху (до анода, до катода або залишаються на старті) наступного пептиду
Ліз - Глу - Ала - Глі
3. Вкажіть напрямок руху (до анода, до катода або залишаються на старті) наступного пептиду
Глу – Глі – Ала – Глі
4. Зробіть висновки про особливості амінокислотного складу білка, що має ізоелектричну точку = 4,7
5. Який заряд у нейтральному середовищі набуде білок, що має ізоелектричну точку =4,7?
Поясніть відповідь.
6. Після висолювання білка сульфатом амонію отриманий осад, що містить білок, що вивчається, з домішкою солі. Як можна відокремити білок від солі?
7. Основна та додаткова література до теми
Основна
Біохімія. За ред. О.С. Северина. 2003. С. 67-74
Біохімія. Короткий курс із вправами та завданнями. 2001. С. 29-31
А Я. Миколаїв Біологічна хімія. 2004. С. 43-60
О.Д. Кушманова. Керівництво до лабораторних занять із біологічної хімії. 1983. С. 7-15, 28-29.
Лекційний матеріал
Додаткова
Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкін. Біологічна хімія. 1990. С. 37-41.
Р. Маррі та ін. «Біохімія людини». М. "Світ". 1993. С. 43-51 (1)
Ю.Є. Вельтищев, М.В. Єрмолаєв, А.А. Ананенків, Ю.А. Князів. "Обмін речовин у дітей". М: Медицина. 1983. 462 с.
Р.М. Кон, К.С. Рот. Рання діагностика хвороб обміну речовин. М. "Медицина". - 1986.
Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Навчально-методичний посібник «Біохімічні особливості дитячого організму». Смоленськ. 2001. 2007
Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Навчально-методичний посібник «Особливості обміну речовин у новонароджених та немовлят» (Рекомендовано УМО). Смоленськ. 2012 року.
Титов В.М. Методичні аспекти визначення вмісту загального білка сироватки крові// Клин. лаб. діагностика, 1995, -. № 2.С. 15-18
Тема заняття №3
КЛАСИФІКАЦІЯ БІЛКІВ.
ПРОСТІ І СКЛАДНІ БІЛКИ
2. Цілі самостійної роботи:закріпити знання про принципи класифікації білків, властивості та особливості складу основних груп простих та складних білків
3. Завдання самостійної роботи:
Розглянути принципи класифікації білків,
Вивчити особливості властивостей, хімічного складу та біологічних функцій основних груп простих та складних білків,
Сформувати навичку роботи з новою інформацією, її аналізу, логічного викладу,
Сформувати навичку використання отриманих знань у навчальній та професійній діяльності.
4. Перелік питань для самостійної роботи
Класифікація білків
Величезна кількість білків в організмі, різноманіття їх властивостей та біологічних функцій визначають складності їхньої систематики.
Запропоновано класифікацію білків за структурними, функціональними принципами.
«На сьогоднішній день про білки відомо занадто багато, щоб задовольнитись старою класифікацією, і замало для того, щоб скласти найкращу» - таке визначення стану питання про класифікацію білків залишається актуальним дотепер.
У практичному відношенні досить зручна класифікація білків, що враховує особливості їхнього хімічного складу та фізико-хімічних властивостей.
Згідно з цією класифікацією, всі білки ділять на 2 групи: прості (протеїни) та складні (протеїди).
До протеїнам (простим білкам) відносять білки, що складаються лише з амінокислот.
Вони, своєю чергою, поділяються на групи залежно від фізико-хімічних властивостей та особливостей амінокислотного складу. Виділяють такі групи простих білків:
· Альбуміни,
· глобуліни,
· Протаміни,
· Гістони,
· проламіни,
· глютеліни,
· Протеїноїди.
Альбуміни –широко поширена група білків у тканинах організму людини. Вони мають порівняно невисоку молекулярну масу. – 70 тис. Дальтон. Альбуміни у фізіологічному діапазоні рН мають негативний заряд, так як через високий вміст глютамінової кислоти в їх складі знаходяться в ізоелектричному стані при рН 4,7. Маючи невисоку молекулярну масу та виражений заряд, альбуміни переміщуються при електрофорезі з досить високою швидкістю. Амінокислотний склад альбумінів різноманітний, вони містять набір незамінних амінокислот. Альбуміни – високо гідрофільні білки. Вони розчиняються в дистильованій воді. Навколо молекули альбумінів формується потужна гідратна оболонка, тому для висолювання їх із розчинів необхідна висока 100% концентрація сульфату амонію. Альбуміни виконують в організмі структурну, транспортну функцію, беруть участь у підтримці фізико-хімічних констант крові.
Глобуліни- Широко поширена група білків, зазвичай супутня альбумінів. Мають вищу, ніж альбумін молекулярну масу - близько 200 тис. Дальтон, тому повільніше переміщуються при електрофорезі. Ізоелектрична точка глобулінів знаходиться при рН 63 - 7. Вони відрізняються різноманітним набором амінокислот. Глобуліни не розчиняються в дистильованій воді, вони розчиняються в сольових розчинах KCl, NaCl у концентрації 5 – 10 %. Глобуліни менш гідратовані, ніж альбуміни, тому висолюються з розчинів вже за 50% насичення сульфатом амонію. Глобуліни в організмі виконують структурну, захисну, транспортні функції.
Гістони- мають невелику молекулярну масу 11-24 тис. Дальтон. Вони багаті лужними амінокислотами лізином та аргініном, тому перебувають у ізоелектричному стані в різко лужному середовищі при рН 9,5 – 12. У фізіологічних умовах гістони мають позитивний заряд. У різних видах гістонів вміст аргініну та лізину варіює, у зв'язку з чим вони діляться на 5 класів. Гістони Н 1 і Н 2 багаті на лізин, гістони Н 3 - аргініном. Молекули гістонів полярні, дуже гідрофільні, тому важко висолюються з розчинів. У клітинах позитивно заряджені гістони, як правило, пов'язані з негативно зарядженими ДНК у складі хроматину. Гістони в хроматині формують кістяк, на який накручується молекула ДНК. Основні функції гістонів – структурна та регуляторна.
Протаміни- Низькомолекулярні лужні білки. Молекулярна маса становить 4 – 12 тис. дальтон. Протаміни у своєму складі містять до 80% аргініну та лізину. Вони містяться у складі нуклеопротеїдів молоки риб – клупеїн (оселедець), скумбрін (скумбрія).
Проламіни, глютеліни –рослинні білки, багаті глютаміновою кислотою (до 43%) та гідрофобними амінокислотами, зокрема, проліном (до 10 – 15%). В силу особливостей амінокислотного складу проламіни і глютеліни не розчиняються у воді та сольових розчинах, але розчиняються в 70% етиловому спирті. Проламіни та глютеліни є харчовими білками злакових культур, складаючи так звані глютенові білки. До глютенових білків відносяться секалін (жито), гліадин (пшениця), гордеїн (ячмінь), авенін (овес). У дитячому віці може спостерігатися непереносимість глютенових білків, яких у лімфоїдних клітинах кишечника виробляються антитіла. Розвивається глютена ентеропатія, знижується активність кишкових ферментів. У зв'язку з цим злакові відвари дітям рекомендується вводити після 4-х місячного віку. Не містять глютенових білків рис та кукурудза.
Протеїноїди(білковоподібні) – фібрилярні водонерозчинні білки. Входять до складу опорних тканин (кісток, хрящів, сухожилля, зв'язок). Вони представлені колагеном, еластином, кератином, фіброїном.
Колаген (народжуючий клей ) – широко поширений в організмі білок, що становить близько третини всіх білків організму. Входить до складу кісток, хрящів, зубів, сухожилля та ін тканин.
До особливостей амінокислотного складу колагену належить, насамперед, високий вміст гліцину (1/3 амінокислот), проліну (1/4 всіх амінокислот), лейцину. У складі колагену присутні рідкісні амінокислоти гідроксипролін та гідроксилізин, але відсутні циклічні амінокислоти.
Поліпептидні ланцюги колагену містять близько 1000 амінокислот. Розрізняють кілька видів колагену залежно від поєднання різних видів поліпептидних ланцюгів. До фібрилоутворюючих видів колагену відносяться колаген I типу (переважає в шкірі), колаген II типу (переважає в хрящах) та колаген III типу (переважає в судинах). У новонароджених дітей основна маса колагену представлена ІІІ типом, у дорослих людей – ІІ та І типами.
Вторинна структура колагену є «ламаною» альфа-спіраль, у витку якої укладається 3,3 амінокислоти. Крок спіралі дорівнює 0,29 нм.
Три поліпептидні ланцюги колагену укладені у вигляді потрійного закрученого каната, фіксованого водневими зв'язками, і утворюють структурну одиницю колагенового волокна – тропоколаген. Тропоколагенові структури розміщуються паралельними, зміщеними по довжині рядами, фіксованими ковалентними зв'язками, і утворюють колагенове волокно. У проміжках між тропоколагеном у кістковій тканині відкладається кальцій. Колагенові волокна містять у своєму складі вуглеводи, які стабілізують колагенові пучки.
Кератини -білки волосся, нігтів. Вони не розчиняються в розчинах солей, кислот, лугів. У складі кератинів є фракція, що містить велику кількість амінокислот сіркодережа (до 7 - 12%), що утворюють дисульфідні містки, що надають високу міцність цим білкам. Молекулярна маса кератинів дуже висока, досягає 2000000 дальтон. Кератини можуть мати альфа- та бета-структуру. В альфа - кератинах три альфа - спіралі поєднуються в суперспіраль з формуванням протофібрил. Протофібрили з'єднуються в профібрили, потім макрофібрили. Прикладом бета – кератинів є фіброїн шовку.
Еластін –білок еластичних волокон, зв'язок, сухожилля. Еластін не розчинний у воді, не здатний до набухання. В еластині висока частка гліцину, валіну, лейцину (до 25 – 30%). Еластін здатний розтягуватися під дією навантаження та відновлювати свої розміри після зняття навантаження. Еластичність пов'язана із присутністю в еластині великої кількості міжланцюжкових зшивок за участю амінокислоти лізину. Два білкові ланцюги утворюють зв'язок лізил – норлейцин. Чотири білкові ланцюги утворюють зв'язок – десмозин.
До складним білкам (протеїдам) відносять білки, в яких, крім білкової частини, містяться небілкові речовини (простетичні групи).
Складні білки класифікують за хімічним складом їхньої простетичної групи. Виділяють такі групи складних білків:
· хромопротеїди,
· ліпопротеїди,
· глікопротеїди,
· фосфопротеїди,
· Металопротеїди.
Хромопротеїдимістять як простетичну групу пофарбовані небілкові сполуки. У групі хромопротеїдів виділяють гемопротеїди та флавопротеди.
У гемопоротеїдахпростетичною групою є гем – органічна, залізовмісна речовина, що надає білку червоного кольору. Гем з'єднується з білком глобіном за рахунок координаційних та гідрофобних зв'язків. Прикладами гемопротеїдів є білок еритроцитів, гемоглобін, білок м'язів міоглобін, тканинні білки цитохроми, ферменти каталаза, пероксидаза. Гемопротеїди беруть участь у переносі кисню та в окисних процесах у тканинах.
У флавопротеїдахміститься простетична група жовтого кольору. Як простетична група можуть бути представлені нуклеотиди ФАД, ФМН. До флавопротеїдів відноситься фермент сукцинатдегідрогеназу. Деякі флавопротеїди містять у своєму складі метали – металофлавопротеїди. Флавопротеїди беруть участь в окисних процесах в організмі.
Нуклеопротеїдискладаються з білкової частини та нуклеїнових кислот: ДНК або РНК. У ядрі локалізовані дезоксирибонуклеопротеїди, у цитозолі – рибонуклеопротеїди. Білки в нуклепротеїди ядра представлені в основному гістонами. Білкова та небілкова частини нуклеопротеїдів пов'язані іонними та гідрофобними зв'язками. При повному гідролізі нуклеопротеїдів утворюються амінокислоти, фосфорна кислота, вуглевод і пуринову або піримідинову азотисту основу. Нуклеопротеїди беруть участь у зберіганні та відтворенні генетичної інформації.
Ліпопротеїдияк простетична група містять різні жири (тріацилгліцерини, фосфоліпіди, холестерин та ін.). Між білком та ліпідом формуються гідрофобні та іонні зв'язки. Ліпопротеїди прийнято ділити на структурні, що входять до складу клітинних мембран, та транспортні, що здійснюють перенесення жирів кров'ю. Транспортні ліпопротеїди є сферичними частинками, всередині яких знаходяться гідрофобні жири, а на поверхні – гідрофільні білки. Прикладом ліпопротеїду може бути фактор згортання крові – тромбопластин.
Фосфопротеїдимістять у своєму складі залишки фосфорної кислоти, сполученої з серином білкової частини складно-ефірними зв'язками. Приєднання фосфорної кислоти до білка носить оборотний характер і супроводжується формуванням або розривом іонних зв'язків фосфорної кислоти та заряджених груп білка, що змінює біологічну активність фосфопротеїду. До фосфопротеїдів відносяться структурні білки кісткової тканини, казеїноген молока, ововітеллін білка курячого яйця, деякі ферменти (фосфорилаза, глікогенсинтетаза, ТАГ – ліпаза).
Глікопротеїдимістять, як правило , міцно приєднані глікозидними зв'язками залишки вуглеводів (моносахариди, олігосахариди). Глікопротеїди зазвичай мають мозаїчну структуру, в якій чергуються вуглеводні та білкові фрагменти. Вуглеводна частина надає специфічності глікопротеїдів і визначає їх стійкість до тканинних ферментів. Глікопротеїди широко представлені в організмі людини. Вони містяться як у тканинах, так і у біологічних рідинах. Муцин слини містить у своєму складі до 15% маннози та галактози. Глікопротеїдами є некіт
Синтез білка відбувається на рибосомах як первинної структури, тобто. розташованих у певній кількості та певній послідовності амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками, утвореними карбоксильною та α-аміногрупами сусідніх амінокислотних залишків. та азотом носить характер частково подвійного зв'язку:
Навколо неї обертання неможливе і чотири атоми лежать у одній площині, тобто. компланарні. Повернення інших зв'язків навколо поліпептидного остова досить вільно.
Первинна структура відкрита 1898 року професором казанського університету Данилевським. У 1913 Емілем Фішером були синтезовані перші пептиди.
Така послідовність амінокислот є унікальною для кожного білка та закріплена генетично. За порушення процесу синтезу первинної структури білка на рибосомі можуть розвиватися різні гететичні захворювання. Наприклад, при порушенні двох амінокислот у гемоглобіні розвивається серповидноклітинна анемія.
Для вивчення амінокислотного складу білків користуються поєднанням (або одним з них) кислотного (НСl), лужного (В(ОН)2) і рідше ферментативного гідролізу. Встановлено, що при гідроліз чистого білка, що не містить домішок, звільняється 20 різних а-амінокислот. Всі інші відкриті у тканинах тварин, рослин та мікроорганізмів амінокислоти (більше 300) існують у природі у вільному стані або у вигляді коротких пептидів чи комплексів з іншими органічними речовинами.
α-амінокислоти являють собою похідні карбонових кислот, у яких один водневий атом, у α -вуглецю, заміщений на аміногрупу (-NH2), наприклад: слід підкреслити, що всі амінокислоти, що входять до складу природних білків є а-амінокислотами, хоча аміногрупа в вільних амінікарбонових кислотах може бути, як побачимо нижче, в β, γ, δ, ε-положеннях.
9. Вторинна структура білків - α-спіралі та β-структури. Будова та функціональна роль доменів.
Вторинна структура - це просторове розташування поліпептидного ланцюжка у вигляді α-спіралі або β-складчастості безвідносно до типів бічних радикалів та їх конформації. Вона стабілізована водневими зв'язками, які замикаються між пептидними, амідними (-N-H) та карбонідними (-C=O) групами, тобто. входять у пептидну одиницю, і дисульфідними містками між залишками цистеїну
Полінг та Корі запропонували модель вторинної структури білка у вигляді лівозакрученої α-спіралі, в якій водневі зв'язки замикаються між кожною першою та четвертою амінокислотою, що дозволяє зберігати нативну структуру білка, здійснення простих функцій, захищати від руйнування. На один виток спіралі припадає 3,6 амінокислотних залишків, крок спіралі становить 0,54 нм. В утворенні водневих зв'язків беруть участь усі пептидні групи, що забезпечує максимальну стабільність, знижує гідрофільність та збільшує гідрофобність білкової молекули. Альфа-спіраль утворюється мимовільно і є найбільш стійкою конформацією, що відповідає мінімуму вільної енергії
Полінг та Корі запропонували й іншу впорядковану структуру – складчастий β-шар. На відміну від конденсованої α-спіралі β- шари майже повністю витягнуті і можуть розташовуватися як паралельно, так і антипаралельно
У стабілізації цих структур також беруть участь дисульфідні містки та водневі зв'язки.
Супервторинна структура - це більш високий рівень організації білкової молекули, представлений ансамблем взаємодіючих між собою вторинних структур: α-спіраль - дві антипаралельні ділянки, взаємодіють гідрофобними комплементарними поверхнями (за принципом западина-виступ) αсα, надспіралізація α-спіралі, (βхβ) у глобулярних білках, представлені двома паралельними β-ланцюгами, пов'язані сегментом х, βαβαβ-елементи, представлені двома сегментами α-спіралі, вставленими між трьома паралельними β-ланцюгами.
Для визначення амінокислот, що входять до складу білків, застосовують кислотний (НС1), лужний (В(ОН) 2) і ферментативний гідроліз. При гідроліз чистого білка, що не містить домішок, звільняються 20 різних амінокислот.
Амінокислоти,що входять до складу білків, є
a-амінокислотами. Усі вони належать до L-ряду, а величина та знак оптичного обертання залежать від природи радикалів амінокислот та значення рН розчину. У білках людини D-амінокислоти не виявлені, проте вони зустрічаються у клітинній стінці бактерій, у складі деяких антибіотиків (актиноміцинів).
Амінокислоти відрізняються один від одного хімічною природою радикалу R, який не бере участі в утворенні пептидного зв'язку.
Сучасна раціональна класифікація амінокислот заснована на полярності радикалів:
Неполярні (гідрофобні)
 |  |
|
 |  |  |
Полярні (гідрофільні)
Негативно заряджені
У деяких білках виявлено похідні амінокислот. У білку сполучної тканини колагені містяться оксипролін та оксилизин. Дійодтірозін є основою структури гормонів щитовидної залози.
Амінокислоти мають спільну властивість - амфотерністю(від грець amphoteros – двосторонній). У інтервалі рН 4,0-9,0 майже всі амінокислоти існують у формі біполяних іонів (цвіттеріонів). Значення ізоелектричної точки амінокислоти (ІЕТ, рI)розраховується за формулою:
.
Для моноамінодикарбонових кислот рI розраховується як напівсума значень рK (таблиця 1) a- та w-карбоксильних груп, для діаміномонокарбонових кислот – як напівсума значень рK a- та w-аміногруп.
Існують замінні амінокислоти (можуть синтезуватися в організмі людини) і незамінні, які в організмі не утворюються і повинні надходити з їжею.
Незамінні амінокислоти: валін, лейцин, ізолейцин, лізин, метіонін, треонін, триптофан, фенілаланін.
Замінні амінокислоти:гліцин, аланін, аспарагін, аспартат, глутамін, глутамат, пролін, серін.
Умовно замінні(можуть синтезуватися в організмі з інших амінокислот): аргінін (з цитруліну), тирозин (з фенілаланіну), цистеїн (із серину), гістидин (за участю глутаміну).
Для відкриття в біологічних об'єктах та кількісного визначення амінокислот використовують реакцію з нінгідрином.
Таблиця 1. Константи дисоціації амінокислот
| Амінокислота | pK 1 | pK 2 | pK 3 |
| Аланії | 2,34 | 9,69 | |
| Аргінін | 2,18 | 9,09 | 13,2 |
| Аспарагін | 2,02 | 8,80 | |
| Аспарагінова кислота | 1,88 | 3,65 | 9,60 |
| Валії | 2,32 | 9,62 | |
| Гістідін | 1,78 | 5,97 | 8,97 |
| Гліцин | 2,34 | 9,60 | |
| Глутамін | 2,17 | 9,13 | |
| Глутамінова кислота | 2,19 | 4,25 | 9,67 |
| Ізолейцин | 2,26 | 9,62 | |
| Лейцин | 2,36 | 9,60 | |
| Лізін | 2,20 | 8,90 | 10,28 |
| Метіонін | 2,28 | 9,21 | |
| Пролін | 1,99 | 10,60 | |
| Серії | 2,21 | 9,15 | |
| Тирозін | 2,20 | 9,11 | 10,07 |
| Треонін | 2,15 | 9,12 | |
| Триптофан | 2,38 | 9,39 | |
| Фенілаланін | 1,83 | 9,13 | |
| Цистеїн | 1,71 | 8,33 | 10,78 |
