Практикум по бх. Практикум по биологической химии Для студентов лечебного и педиатрического

• Название: Практикум по биологической химии Для студентов лечебного и педиатрического
• Анкор: Практикум по бх.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 5.3 Mb.
• Имя файла: Практикум по бх.doc
• Тип: Практикум; #885
• страница: 3 из 38

Тема 1.3.
Классификация белков.
Строение и функции белков в организме.
Сложные белки

Актуальность

Пептиды и белки выполняют разнообразные специфические функции в организме: структурная, транспортная, гормональная, ферментативная и др.

Изменение в строении белков может лежать в основе развития патологических процессов (серповидно-клеточная анемия, талассемии). В то же время многие заболевания влекут за собой сдвиги содержания и соотношения белков, в частности в плазме крови, что позволяет использовать их для диагностики.

Реакции открытия белка и простетической группы позволяют понять состав и строение сложных белков, а также использовать эти данные для количественного определения белков.

Цель

Изучить структуру сложных белков: фосфопротеинов, нуклеопротеинов, гликопротеинов, хромопротеинов (гемо- и флавопротеинов), металлопротеинов, липопротеинов.

Научиться выделять сложные белки из различных объектов и проводить качественные реакции на компоненты сложных белков.

Вопросы для самоподготовки

1. 
   Структурные формулы протеиногенных аминокислот.
   
2. 
   Классификация белков по функциональным признакам (защитные, структурные, транспортные, сократительные, гормональные, ферментативные). Примеры белков каждого класса.
   
3. 
   Классы белков в зависимости от их строения: простые и сложные, мономеры и полимеры, глобулярные и фибриллярные. Примеры белков каждого класса.
   
4. 
   Характеристика простых белков (альбумины, глобулины, гистоны, протамины). Отметьте особенности их строения и функции.
   
5. 
   Характеристика и особенности строения классов сложных белков:
   

• 
  Нуклеопротеины. Общая структура и свойства ДНК и РНК. Каковы отличия ДНК и РНК? Строение нуклеотидов на примере АМФ, АДФ, АТФ, цАМФ. Типы гистонов, их роль в образовании нуклеосом и укладке ДНК.
  
• 
  Хромопротеины (гемопротеины, флавопротеины, ретинальпротеины). Понятие о химической структуре, их основные представители и функции. Представление о строении молекулы гемоглобина. Структура гема.
  
• 
  Гликопротеины, структура, функции в организме. Представление о строении углеводной части. Протеогликаны, структура, функции в организме. Химическая структура гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфатов.
  
• 
  Липопротеины. Структура липопротеиновой частицы. Основные транспортные формы липидов плазмы – хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП). Их функции.
  
• 
  Металлопротеины, представление о строении. Основные представители. Что такое металлоферменты? Их примеры.
  
• 
  Фосфопротеины. Каким образом присоединяется фосфатная группа к белку? Основные представители.
  

6. 
   Анализ химического состава сложных белков – гликопротеинов и фосфопротеинов. Принцип методов.
   

Темы для реферативных сообщений

1. 
   Структурные белки организма: кератин, коллаген, эластин. Особенности строения. Функции.
   
2. 
   Сократительные белки мышечной ткани: актин и миозин. Особенности строения. Функция.
   

Лабораторная работа 1

Выделение и анализ химического состава
фосфопротеинов и гликопротеинов

Качественные реакции на небелковые компоненты используют для обнаружения сложных белков в различных объектах.

Реактивы

1) 1% р-р тимола в этиловом спирте, 2) 10% р-р NaOH, 3) молибденовый реактив, 4) конц. H₂SO₄, 5) 1% р-р CuSO₄, 6) 10% р-р CH₃COOH, 7) конц. CH₃COOH.

Анализ химического состава фосфопротеинов

Материал исследования

Молоко.

Проведение анализа

К 2,0 мл молока приливают равный объем дистиллированной воды, перемешивают. Добавляют 2 капли конц. CH₃COOH. При подкислении (pH 4,7) молоко свертывается, т.е. происходит выпадение в осадок белка казеиногена. Полученный хлопьевидный осадок отфильтровывают.

Осадок на фильтре делят на две части: с одной частью проводят биуретовую реакцию, в другой определяют наличие фосфорной кислоты.

Молибденовая проба на фосфорную кислоту

Принцип Присутствующая в осадке фосфорная кислота, взаимодействуя с молибденово-кислым аммонием в азотной кислоте, образует окрашенное в лимонно-желтый цвет комплексное соединение аммония фосфомолибдата. Проведение реакции Половину осадка снимают палочкой с фильтра в пробирку. Для выявления фосфора добавляют 20 капель молибденового реактива. Нагревают в кипящей водяной бане. После охлаждения пробирки в струе воды фосфомолибдат аммония выпадает в осадок.

Биуретовая реакция

Принцип В щелочной среде образуется комплексное соединение с развитием розово-фиолетового или сине-фиолетового окрашивания. Проведение реакции К оставшейся на фильтре части осадка добавляют 10 капель 10% р-ра NaOH и 1 каплю 1% р-ра CuSO4.

Анализ химического состава гликопротеинов

Материал исследования

Слюна, собранная после ополаскивания рта водой.

Проведение анализа

В 2 пробирки собирают по 1 мл слюны, по каплям приливают конц. уксусную кислоту до появления сгустка муцина.

Реакция Молиша на углеводные группы	Принцип После дегидратации пентоз серной кислотой образуется гидроксиметилфурфурол. При конденсации тимола с гидроксиметилфурфуролом развивается красное окрашивание, которое проявляется в виде розового кольца в пробирке. Проведение реакции Из 1-й пробирки жидкость сливают и к сгустку добавляют 2-3 капли р-ра тимола. Перемешивают и осторожно по стенке добавляют конц. H2SO4.
Биуретовая реакция	Принцип В щелочной среде образуется комплексное соединение с развитием розово-фиолетового или сине-фиолетового окрашивания. Проведение реакции В другую пробирку предварительно добавляют 10 капель 10% р-ра NaOH для нейтрализации кислоты. Затем добавляют еще 10 капель 10% р-ра NaOH и 1 каплю 1% р-ра CuSO4.

Оформление работы

Отмечается ход работы, результаты заносятся в таблицу. Делается вывод о наличии в составе сложных белков обнаруживаемого компонента.

Объект иссл-я	Сложные белки	Выявляемый компонент	Окрашивание	Вывод о присутствии
Слюна	Гликопротеины	Белок
		Углеводы
Молоко	Фосфопротеины	Белок
		Фосфорная кислота

Тестовые задания

Выберите один правильный ответ.

1. 
   Незаменимой для человека является аминокислота:
   

1) глицин

2) валин

3) тирозин

4) серин

2. 
   При рН 7,4 положительно заряжена аминокислота:
   

1) пролин

2) оксипролин

3) аргинин

4) аспартат

3. 
   Простым белком является:
   

1) гемоглобин

2) соматотропин

3) альбумин

4) церулоплазмин

4. 
   Альфа-спирали стабилизируются в пространстве:
   

1) дисульфидными мостиками

2) гидрофобными взаимодействиями

3) кооперативным эффектом

4) пептидными связями

5) водородными связями

5. 
   Третичная структура белков стабилизируется в пространстве:
   

1) электростатическими взаимодействиями радикалов аминокислот

2) водородными связями

3) гидрофобными взаимодействиями

4) дисульфидными мостами

5) взаимодействием в простетических группах

6) всеми указанными связями

6. 
   Центр узнавания белка лигандом представляет собой:
   

1) место связывания белка и небелкового кофактора

2) "нишу" на поверхности белковой молекулы

3) гидрофильный фрагмент пептидного остова

4) участок белковой цепи, комплементарный лиганду

7. 
   В электрическом поле при рН 6,8 пептид Асп-Лей-Глу-Гли будет:
   

1) двигаться к аноду

2) оставаться на месте

3) двигаться к катоду

8. 
   Центр связывания с лигандом формируется на уровне:
   

1) первичной структуры

2) третичной структуры

3) вторичной структуры

4) четвертичной структуры

9. 
   В аппарате "искусственная почка" использовано такое свойство белков, как:
   

1) неспособность проникать через полупроницаемые мембраны (диализ)

2) способность связывать полярные молекулы

3) создание онкотического давления

4) низкая скорость диффузии

10. 
    Кооперативное взаимодействие осуществляется на уровне:
    

1) первичной структуры

2) третичной структуры

3) вторичной структуры

4) четвертичной структуры

Ситуационные задачи

1. Как выяснить, произошло ли полное осаждение белка из биологической жидкости, в которой создано 50%-ное насыщение сульфатом аммония (после отделения осадка жидкость стала прозрачной)?

2. При частичном гидролизе инсулина (В-цепь) обнаружен тетрапептид Глу–Глу–Ала–Лей. Укажите направление движения этого пептида в электрическом поле при рН 3,0 и 10,5.

3. В биохимической лаборатории исследуется электрофоретическая подвижность белков. В каком направлении будут двигаться в электрическом поле к аноду, катоду или оставаться па старте следующие белки:

а) яичный альбумин при рН 5,0 (изоэлектрическая точка рН 4,6),

б)  лактоглобулин при рН 5,0 и 7,0 (изоэлектрическая точка рН 5,2),

в) химотрипсиноген при рН 5,0; 9,5 и 11,0 (изоэлектрическая точка рН 9,5)?

4. При частичном гидролизе белка и последующем фракционировании получены два пептида:

а) Гли–Ала–Вал–Лей–Иле;

б) Тре–Асп–Лиз–Тир–Глу.

Какое из этих соединений более похоже по свойствам на углеводород? Какое из них можно отнести к более растворимым в неводной жироподобной среде? Как каждое из этих соединений ведет себя при биуретовой пробе, нингидриновой реакции, реакции Милона, реакции Фоля и ксантопротеиновой реакции? Какое из них могло бы быть более способным к участию в образовании солевых мостиков? Все ответы подробно объяснить.
Раздел 2.
Строение, классификация и роль витаминов