МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Донецький національний університет економіки і торгівлі

імені Михайла Туган-Барановського

Кафедра хімії

Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина

БІОХІМІЯ У СХЕМАХ І ТАБЛИЦЯХ

Навчальний посібник

ДонНУЕТ

Донецьк

2013

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Донецький національний університет

економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського

Кафедра хімії

Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина

БІОХІМІЯ У СХЕМАХ І ТАБЛИЦЯХ

Навчальний посібник

для студентів напряму підготовки 6.051701

«Харчові технології та інженерія»

денної та заочної форм навчання

Затверджено на засіданні кафедри хімії

Протокол №_9 _від 19 листопада 2013р.

.

Схвалено навчально-методичною

радою ДонНУЕТ

Протокол №___ _від ______________р.

ДонНУЕТ

Донецьк

2013

УДК 577.1 (075.8)

ББК 28.072 я 73

Н 88

Рецензенти:

О.О. Сімакова – канд. техн. наук, доц.

С.В. Хрипунов – канд. хім. наук, науковий співробітник відділу супрамолекулярної хімії ІНФОВ ім. Л.М. Литвиненка НАНУ

Нужна Т.В.

Н-88 Біохімія у схемах і таблицях: навч. посібник для студ. напр. підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія» ден. та заоч. форм. навчання / Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина. –Донецьк: ДонНУЕТ, 2013. – 63 с.

У навчальному посібнику схематизовано відображена інформація за основними темами статичної і динамічної біохімії: «Білки», «Нуклеїнові кислоти», «Ліпіди», «Вуглеводи», «Ферменти», «Вітаміни», «Гормони»; «Обмін білків», «Обмін ліпідів», «Обмін вуглеводів»; охарактеризована будова основних класів сполук, що входять до складу живих організмів; перелічені біологічні функції цих сполук; указані їх природні джерела і вміст у продуктах харчування; наведені структурні формули представників кожного класу сполук, а також схеми реакцій їх перетворення.

УДК 577.1 (075.8)

ББК 28.072 я 73

© Нужна Т.В., Лесишина Ю.О., 2013

© Донецький національний університет

економіки і торгівлі

імені Михайла Туган-Барановського, 2013

В С Т У П

Навчальний посібник «Біохімія у схемах і таблицях» підготовлений у відповідності з робочою навчальною програмою курсу «Біохімія» та призначений для студентів денної та заочної форми навчання факультету ресторанно-готельного бізнесу за напрямом підготовки 6.051701. Харчові технології та інженерія.

Біохімія як навчальна і наукова дисципліна належить до теоретичних курсів, вивчення якої базується на знаннях хімії, біології, фізики та інших природничих наук.

Метою вивчення курсу «Біохімія» є оволодіння студентами сучасними науковими знаннями про хімічний склад живих (тваринних і рослинних) організмів та хімічні перетворення їх складових (білків, ліпідів, вуглеводів, мінеральних речовин) у процесі життєдіяльності, а також роль вітамінів, ферментів, гормонів та інших біологічно активних речовин у цих процесах. Ознайомлення із досягненнями і відкриттями фундаментальних досліджень в галузі біохімії є необхідним для пошуку і впровадження нових прогресивних методів і розробок, які покращують смакові якості, харчову цінність та збільшують термін зберігання харчових продуктів без втрати ними товарних якостей.

Знання, отриманні з курсу «Біохімія», необхідні при вивченні таких дисциплін, як товарознавство продовольчих товарів, мікробіологія, фізіологія харчування, теоретичні основи технології продуктів харчування, і сприяють випуску висококваліфікованих спеціалістів – технологів харчування.

У даному навчальному посібнику схематизовано відображена інформація за основними темами статичної і динамічної біохімії: «Білки», «Нуклеїнові кислоти», «Ліпіди», «Вуглеводи», «Ферменти», «Вітаміни», «Гормони»; «Обмін білків», «Обмін ліпідів», «Обмін вуглеводів»; охарактеризована будова основних класів сполук, що входять до складу живих організмів; перелічені біологічні функції цих сполук; указані їх природні джерела і вміст у продуктах харчування; наведені структурні формули представників кожного класу сполук, а також схеми реакцій їх перетворення.

Мета навчального посібника полягає у наданні методичної допомоги студентам денної і заочної форми навчання в процесі вивчення курсу «Біохімія», під час підготовки до поточного і підсумкового модульного контролю.

П Е Р Е Л І К С К О Р О Ч Е Н Ь

АТФ – аденозинтрифосфат

АДФ - аденозиндифосфат

АМФ - аденозинмонофосфат

ВЖК – вищі жирні кислоти

ГАМК – γ-аміномасляна кислота

ГТФ – гуанінтрифосфат

ДНК – дезоксирибонуклеїнова кислота

ІЕС – ізоелектричний стан

ІЕТ – ізоелектрична точка

КоА – кофермент А

НАД - нікотинамідаденіндинуклеотид

НАДФ – нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат

ПНЖК – поліненасичені жирні кислоти

РНК – рибонуклеїнова кислота

ТАГ – триацилгліцерини

УТФ - уридинтрифосфат

ФАД – флавінаденіндинуклеотид

ФЛ - фосфоліпіди

ХМ – хіломікрони

ЦНС – центральна нервова система

ШКТ – шлунково-кишковий тракт

Біологічна хімія (біохімія) – це наука, яка вивчає хімічний (молекулярний) склад, властивості, обмін речовин і енергії живих організмів.

Об’єктами вивчення біохімії є різноманітні живі організми – віруси, бактерії, рослини, тварини і організм людини.

Статична біохімія вивчає хімічний склад живих організмів і структуру молекул, що до них входять (амінокислот, білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і їх похідних, ліпідів, вітамінів, гормонів).

Динамічна біохімія вивчає хімічні перетворення речовин в процесі життєдіяльності.

Сукупність хімічних перетворень органічних сполук в живих організмах називається обміном речовин (або метаболізмом). Метаболізм в свою чергу складається з процесів біосинтезу речовин (анаболізму) і процесів їх розщеплення (катаболізму).

Р ОЗДІЛИ БІОХІМІЇ

Функціональна біохімія вивчає біохімічні реакції, що лежать в основі фізіологічних функцій, а саме перетравлення поживних речовин в шлунково-кишковому тракті, механізми скорочення м’язів, функції дихання крові, регуляції кислотно-лужної рівноваги, функції печінки і нирок, імунної системи та ін.

Технічна біохімія вивчає склад найважливіших харчових продуктів, а також процеси, що відбуваються при їх виробництві і зберіганні; крім того, розробляє способи використання біохімічних препаратів в різних галузях промисловості.

в промышленности(пищевая промышленность,хлебопечение,соковарение,переработка мяса,молока),кожевная,текстильная промышленность.

О С Н О В И С Т А Т И Ч Н О Ї Б І О Х І М І Ї

Б І Л К И

Білки - цє гетерополімери, побудовані з залишків α,L-амінокислот, зв'язаних один з одним за допомогою пептидного зв'язку. В основі білкової молекули лежить поліпептид. Постійно в складі білків зустрічається 20 амінокислот, крім цього є амінокислоти, що рідко зустрічаються. Якщо до складу поліпептиду входять менше 40 амінокислот, то він ще не має властивості білкової молекули, а якщо більше, те це вже білок.

Біологічні функції білків

1. Ферментативна. Ферменти - ензими, за своєю хімічною природою є білками (простими або складними), вони прискорюють біохімічні реакції. Обмінні процеси без ферментів неможливі.

2. Пластична. Мембрани всіх клітин і субклітинних одиниць являють собою подвійний шар, що складається з білків та фосфоліпідів.

3. У роботі м'язів беруть участь білки: актин, міозин, тропонін і тропоміозин.

4. Регуляторна. Білки регулюють обмін речовин, адже близько 50% гормонів за своєю хімічною природою є білками. Наприклад, білковий гормон інсулін регулює концентрацію глюкози в крові.

5. Захисна. У крові людини містяться захисні білки γ-глобуліни (антитіла), які при влученні в кров чужорідних агентів, мікроорганізмів, вірусів (антигенів) утворюють із ними комплекс і у такий спосіб знешкоджують їх.

6. Транспортна. Перенесення СО₂, вищих жирних кислот, ліпідів, вітамінів здійснюється різними фракціями білків крові.

7. Енергетична. 1 г білка, окисляючись до кінцевих продуктів – сечовини, СО₂, води, дає організму 4,1 ккал енергії.

8. Буферна або гомеостатична. Білки, завдяки своїм властивостям, підтримують гомеостаз (сталість) організму.

9. Рецепторна. Існують білки - рецептори, завдяки яким ми бачимо, почуваємо, сприймаємо дотиком і т.д.

Структурна основа білків

- α,L-амінокислоти

Хімічна класифікація амінокислот.

У складі білків постійно зустрічається 20 амінокислот.

1. Амінокислоти з вуглеводневим радикалом: гліцин, аланін, валін, лейцин, ізолейцин.

2. Кислі амінокислоти: аспарагінова, глутамінова і їх аміди: аспарагін, глутамін.

4. Основні амінокислоти: лізин, аргінін, гістидин.

5. Ароматичні амінокислоти: фенілаланін, тирозин, триптофан.

3. Окси- (гідрокси-)амінокислоти: серин, треонін.

6. Гетероциклічні амінокислоти: триптофан, гістидин.

7. Сульфуровмісні амінокислоти: метіонін, цистеїн.

8. Гетероциклічні імінокислоти: пролін, оксипролін.

Біологічна класифікація амінокислот

Незамінні амінокислоти (не синтезуються в організмі людини): валін, лейцин, ізолейцин, триптофан, метіонін, фенілаланін, треонін, лізин.

Для дитячого організму незамінними також є аргінін, гістидин.

Замінні амінокислоти (можуть бути синтезовані в організмі людини) - всі інші.

Структурні формули амінокислот

1. Амінокислоти з вуглеводневим радикалом
2. Кислі амінокислоти та їх аміди
3. Окси-(гідрокси-) амінокислоти
4. Основні амінокислоти
6. Гетероциклічні амінокислоти
7. Сульфуровмісні амінокислоти
8. Гетероциклічні імінокислоти

Кольорові реакції, що використовуються для якісного визначення білків та амінокислот

Реакція	Реактив	Амінокислота	Забарвлення
Біуретова	CuSO4 в лужному середовищі	Пептидний зв’язок	Фіолетове
Ксантопротеїнова	HNO3 концентрована	Фенілаланін, тирозин	Жовте
Адамкевича	Гліоксалева кислота в H2SO4 конц.	Триптофан	Червоно-фіолетове
Фоля	Pb(CH3COO)2 в лужному середовищі	Цистеїн, цистин	Чорне
Сакагучі	α-нафтол і Натрій гіпохлорит	Аргінін	Червоне
Паулі	Діазотована сульфанілова кислота в лужному розчині	Гістидин, тирозин	Червоне

Первинна структура:

якісний та кількісний амінокислотний склад білка; послідовність розташування амінокислот в поліпептиді.

Стабілізується за рахунок пептидних зв'язків (-CO-NH-), що виникають між α-карбоксильними групами одних амінокислот та α -аміногруп інших.

Вторинна структура:

це спосіб скручування (складення) поліпептиду в спіральну або іншу конформацію. Розрізняють три типи вторинної структури: α-спіраль, β-складчасту структуру та колагенову спіраль.

Стабілізуються всі типи вторинної структури водневими зв'язками:

(Н^δ+ ……..О ^δ-).