Скачать 1.29 Mb.
|
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России Кафедра биологической химии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии СТАТИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ для специальности 060301 – Фармация (очная форма обучения) Красноярск 2013 УДК 577.1(07) ББК 28.072 С 63 Статическая биохимия : сб. метод. указаний для обучающихся к практ. занятиям для специальности 060301 – Фармация (очная форма обучения) / сост. Л.В. Труфанова, Л.Л., Петрова– Красноярск : тип. КрасГМУ, 2013. – ___с. Составители: к.б.н., доцент Труфанова Л.В., к.б.н., доцент Петрова Л.Л. Сборник методических указаний к практическим занятиям предназначен для аудиторной работы обучающихся. Составлен в соответствии с ФГОС ВПО 2011 по специальности 060301 – Фармация (очная форма обучения), рабочей программой дисциплины (2012г.) и СТО СМК 4.2.01-11.Выпуск 3. Рецензенты: руководитель лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН, д.м.н., профессор Савченко А.А.; зав. кафедрой биохимии Амурской государственной медицинской академии д.м.н., профессор Бородин Е.А. Рекомендован к изданию по решению ЦКМС (Протокол №__ от «___»__________20__). КрасГМУ 2013г. Содержание
Занятие № 1
- общая: обучающийся должен обладать общекультурными компетенциями ОК-1, ОК-5 и профессиональными компетенциями ПК-1. - учебная: знать: аминокислоты, строение, свойства, значение; уметь: проводить качественные реакции на аминокислоты; владеть: навыками работы с химической лабораторной и мерной посудой.
Аминокислоты – это гетерофункциональные производные карбоновых кислот, где один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппу. Известно более 150 аминокислот. Условно их можно разделить на белковые аминокислоты – входящие в состав белков ( 20 наиболее важных ) и небелковые. В дальнейшем пойдёт речь о белковых аминокислотах. Все белковые аминокислоты относятся к L – ряду и являются - аминокислотами. Приводим общую формулу аминогруппа → H2N – CH – COOH карбоксильная группа ׀ R ← радикал - аминокислоты отличаются радикалом. Формулы 20 наиболее важных белковых аминокислот (см. в учебнике). Классификация аминокислот Ленинджером была предложена химическая классификация аминокислот, основанная на строении радикала (рН = 7). 1 класс – аминокислоты с гидрофобными радикалами. Таких аминокислот 8: аланин, триптофан, валин, фенилаланин, лейцин, метеонин, изолейцин, пролин. 2 класс – аминокислоты с гидрофильными радикалами:
По химической природе радикала - аминокислоты можно разделить на алифатические, ароматические и гетероциклические. С учётом общего числа аминогрупп и карбоксильных, - аминокислоты подразделяются на нейтральные, кислые и основные. Белковые аминокислоты делятся на две группы: заменимые и незаменимые. Заменимые синтезируются в организме, а незаменимые нет. Они должны поступать в организм с пищей. Строго незаменимых аминокислот 8: лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, валин, лизин. Аминокислоты аргинин и лизин полузаменимые. В зависимости от того, какие вещества можно получить из - аминокислот их делят на гликогенные (получают углеводы), кетогенные (получают липиды) и смешанные. Физико-химические свойства - аминокислот - аминокислоты твёрдые, тугоплавкие вещества, хорошо растворимые в воде, многие сладкие на вкус. Обладают стереоизомерией и изомерией строения цепи. В твёрдом состоянии аминокислоты находятся в виде биполярного иона. Из-за кислотно-основного взаимодействия в водных растворах в зависимости от рН среды они присутствуют в трёх формах: H3N+ – CH – COOH H3N+ – CH – COO - H2N – CH – COO- ׀ ׀ ׀ R R R катионная биополярный анионная форма ион форма pH<7 pH~7 pH>7 Значение рН среды, при которой аминокислота находится в виде биполярного иона, а анионных и катионных форм минимальное количество и равно между собой, называется изоэлектрической точкой (ИЭТ, pI). В ИЭТ заряд аминокислоты равен нулю, наименьшая растворимость и электрофоретическая подвижность. В организме аминокислоты в норме почти всегда находятся в ионогенной форме, то есть не в ИЭТ. ИЭТ - аминокислот зависит от строения радикала. Химические свойства аминокислот Реакционная способность - аминокислот обусловлена наличием амино-, карбоксильной групп и функциональных групп радикала. По карбоксильной группе аминокислот идут следующие химические реакции:
H2N – CH – COOH + NaOH → H2N – CH – COONa + H2O ׀ ׀ R R
O ׀׀ H2N – CH – COOH + C2H5OH → H2N – CH – C – O – C2H5 + H2O ׀ ׀ R R
H2N – CH – COOH + NH3 → H2N – CH – CООН + H2O ׀ ׀ (CH2)2 (CH2)2 ׀ ׀ COOH CONH2 глутаминовая глутамин кислота
O || H2N – CH – COOH + H2N – CH – COOH → H2N – CH – C – N – CH – COOH +H2О ׀ ׀ ׀ | | R R1 R H R1 В организме эта реакция идёт при участии ферментов. Порядок последовательности и количество аминокислот задаётся генетически.
BaSO4 H2N – CH – COOH H2N – CH2 – R + CO2 ׀ R В организме эта реакция идёт в присутствии ферментов декарбоксилаз, а продукт реакции называется биогенным амином, так как обладает высокой биологической активностью. Кроме биогенных аминов в результате декарбоксилирования могут образовываться и другие продукты, в зависимости какая - аминокислота вступает в реакцию. Например, глутаминовая кислота при декарбоксилировании превращается в небелковую гамааминомасляную кислоту (ГАМК), участвующую в обменных процессах головного мозга. По аминогруппе аминокислот идут следующие химические реакции
O O ׀׀ ׀׀ R1 – C – Cl + H2N – CH – COOH → R1 – C – NH – CH – COOH + HCl | R2 R2 Эта реакция широко используется для защиты аминогруппы при синтезе пептидов.
O O O ׀׀ ׀׀ ׀׀ R – C – H + H2N – CH – C – OH → R – CH = N – CH – C – OH ׀ ׀ R1 R1
׀ ГДГ H2N – CH – COOH NH = CH – COOH ׀ НАД+ НАДН2 ׀ (CH2)2 (CH2)2 ׀ ׀ COOH COOH +HOH O = C – COOH - NH3 ׀ (CH2)2 ׀ COOH 2- оксоглутарат
Наиболее важные функции белковых аминокислот
H2N – CH – COOH + H2N – CH – COOH H2N – CH – COOH H2N – CH - COOН ׀ ׀ -H2 ׀ ׀ CH2 CH2 CH2 CH2 ׀ ׀ ׀ ׀ SH SH S ________________________ S Дисульфидные мостики имеют важное значение в формировании третичной структуры белков. С их образованием и разрывом меняется конформация белковых молекул. Часто при отравлениях тяжёлыми металлами дисульфидные группы блокируются, что ведёт к нарушению обменных процессов.
Из аминокислот в результате химических превращений образуются вещества, которые поступают в цикл Кребса. Цикл Кребса обеспечивает клетку энергией. Например, Глутаминовая кислота переаминируется и образуется 2-оксоглутарат, поступая в цикл Кребса он окисляется с выделением энергии.
Из разных аминокислот могут синтезироваться соединения других классов. Например: из гликогенных аминокислот – углеводы, кетонных – липиды, из глицина, глутамина, аспарагина – пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, тирозина – пигмент меланин и так далее. Функции некоторых небелковых аминокислот Наряду с белковыми аминокислотами небелковые также имеют важное значение.
Таким образом, из приведённых выше примеров, видна важная роль небелковых аминокислот. 5.3. Самостоятельная работа по теме: 5.3.1. Вопросы для самостоятельной подготовки к занятию:
5.3.2. Лабораторная работа Качественные реакции на аминокислоты
Ход работы: К 5 каплям раствора белка добавляют 5 капель 0,5% водного раствора нингидрина и кипятят 1 – 2 мин. В пробирке появляется розово-фиолетовое окрашивание, а с течением времени раствор синеет.
Ход работы: К 5 каплям раствора белка добавляют 3 капли концентрированной азотной кислоты и осторожно кипятят. Появляется осадок желтого цвета. После охлаждения в каждую пробирку добавляют приблизительно 1—15 капель 20% раствора едкого натра до появления оранжевого окрашивания вследствие образования натриевой соли динитротирозина.
Ход работы: К 5 каплям раствора белка добавляют 3 капли реактива Миллона и осторожно нагревают. Появляется кроваво-красное окрашивание. 4. Реакция на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу (реакция Фоля). Сульфгидрильные группы SH в белке или пептиде подвергаются щелочному гидролизу, в результате чего происходит отщепление серы в виде сульфида свинца, который плюмбитом дает черный или бурый нерастворимый осадок сульфида свинца РbS. Ход работы: К 5 каплям белка добавляют 5 капель реактива Фоля, интенсивно кипятят и дают постоять 1-2 мин. При этом появляется черный или бурый осадок сульфида свинца. 5.4. Итоговый контроль знаний: 5.4.1. Вопросы для защиты лабораторной работы 1. Почему для количественного определения аминокислот в белке используют нингидриновую пеакцию? 2. Какие реакции используют для качественного определения тирозина? 3. Какую информацию можно получить с помощью ксантопротеиновой реакции?. 4. Радикалы каких аминокислот имеют в своем составе серу?. 5. С помощью какой реакции можно обнаружить в белке цистеин?. 6. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при выполнении данной лабораторной работы? 5.4.2. Ситуационные задачи
а) с гидроксидом натрия; б) с этанолом.
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия (смотрите методические указания к занятию №2) 7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой 7.1. Проделать лабораторную работу. 7.2. Предложить химизм качественных реакций на аминокислоты. 7.3. Рефераты не предусмотрены. Занятие № 2
- общая: обучающийся должен обладать общекультурными компетенциями ОК-5 и профессиональными компетенциями ПК-1, ПК-48; - учебная: знать: пептиды, классификация, функции; белки, строение, свойства и функции. уметь: применять полученные знания по данной теме в решении задач; владеть: применять полученные знания по данной теме в решении задач.
5.1. Контроль исходного уровня знаний. Тесты:
1) аминокислот; 2) глюкозы; 3) нуклеотидов; 4) аминов.
1) жирные кислоты и глицерин; 2) моносахариды; 3) >50 аминокислот; 4) <50 аминокислот; 5) нуклеотиды.
1) последовательность аминокислот; 2) регулярная укладка полипептидной цепи в пространстве; 3) упаковка полипептидной цепи в пространстве.
1) пептидными связями; 2) водородными связями; 3) ионными связями; 4) гидрофобными связями.
1) водородными связями; 2) пептидными связями; 3) дисульфидными связями; 4) ионными связями; 5) гидрофобными связями.
1) диссоциации радикалов аминокислот; 2) распаду белков на аминокислоты; 3) диссоциации углеводного компонента.
1) хорошо растворяются в воде; 2) не растворяются в воде; 3) растворяются в органических растворителях.
1) разрушению всех структур белка, кроме первичной; 2) ассоциации субъединиц белковой молекулы; 3) ничего не изменяет.
1) вызывают денатурацию белков; 2) делают белки более активными; 3) ничего не изменяют в белке.
1) не теряют своих свойств; 2) теряют свои нативные свойства; 3) распадаются на субъединицы; 4) распадаются на аминокислоты.
1) разрушению всех структур белка, кроме первичной; 2) ассоциации субъединиц белковой молекулы; 3) ничего не изменяет. 5.2. Основные понятия и положения темы Пептиды Пептиды - это полимеры, состоящие из аминокислот, соединенных пептидными связями. Классификация:
Белки 50>7> |
Статическая биохимия сборник методических указаний для обучающихся... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Биологическая химия сборник методических указаний для обучающихся... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Биохимия сборник методических указаний для обучающихся к лабораторным... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Сборник методических указаний для обучающихся к практическим занятиям... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Ологическая химия сборник методических указаний для обучающихся к... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Биохимия сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Борник методических указаний для обучающихся к практическим занятиям... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный медицинский... | Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | ||
Методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной)... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | Рабочая программа по дисциплине: Иммунология для специальности 060301... Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры клинической иммунологии и аллергологии «10» июня 2013 года протокол... | ||
№ Дифферон понятие, клеточный состав. Дифференциация понятие. Характеристика... Новые клеточные технологии : сб метод указаний для обучающихся к внеаудитор. (самостоят.) работе для специальности 060103 – Педиатрия... | Г. А. Петров физиология с основами анатомии Петров, Г. А. Физиология с основами анатомии: сборник заданий для текущего и рубежного контроля знаний студентов, обучающихся по... |