- •Кожина Ольга Владимировна
- •Раздел 1. Белки
- •Тема 1 аминокислотный состав белка. Классификация и свойства аминокислот. Качественные реакции на белки и аминокислоты
- •Лабораторная работа №1 цветные реакции на белки и аминокислоты
- •1.4 Реакция на серусодержащие аминокислоты (реакция Фоля).
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2 физико-химические свойства белков. Методы осаждения белков. Высаливание и денатурация
- •Лабораторная работа №2 диализ растворов белков
- •Лабораторная работа №3 осаждение белков высаливанием
- •Лабораторная работа №4 осаждение белков при кипячении
- •Лабораторная работа №5 осаждение белков солями тяжелых металлов
- •Лабораторная работа №6 осаждение белков концентрированными минеральными кислотами
- •Лабораторная работа №7 осаждение белков органическими веществами
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3 количественное определение белка. Оценка на основании фотометрии продуктов цветной реакции. Построение калибровочных графиков
- •Лабораторная работа №8 количественное определение белка
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4 гидролиз белка. Характеристика пептидной связи
- •Лабораторная работа №9 кислотный гидролиз простого белка
- •Лабораторная работа №10 формоловое титрование (по Серенсену)
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5 хроматографическое разделение аминокислот
- •Лабораторная работа №11 хроматографическое разделение аминокислот на бумаге
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2. Ферменты
- •Тема 6 ферменты как биологические катализаторы. Свойства ферментов
- •Лабораторная работа №12 специфичность действия ферментов
- •Лабораторная работа №13 термолабильность ферментов
- •Лабораторная работа №14 влияние реакции среды на действие ферментов слюны
- •Определение оптимума рН действия амилазы слюны
- •Лабораторная работа №15 влияние активаторов и ингибиторов на действие ферментов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 7 действие ферментов отдельных классов
- •Лабораторная работа №16 определение активности пепсина
- •Лабораторная работа №17 действие пепсина на белок фибрин
- •Лабораторная работа №18 обнаружение каталазы в крови
- •Лабораторная работа №19 действие липазы на жиры
- •Лабораторная работа №20 действие пероксидазы крови
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 8 витамины, как структурные компоненты ферментов
- •Лабораторная работа №21 качественные реакции на жирорастворимые витамины
- •Лабораторная работа №22 качественные реакции на витамины группы в
- •Лабораторная работа №23 качественные реакции на витамин с
- •Лабораторная работа №24 количественное определение витамина с
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 3. Нуклеиновые кислоты и их обмен
- •Тема 9 структура и функции нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды
- •Лабораторная работа №25 выделение дезоксирибонуклеопротеидов (днп) из тканей
- •1. Экстракция и выделение днп из тканей.
- •Лабораторная работа №26 гидролиз нуклеопротеидов
- •2. Качественные реакции на составные части нуклеопротеидов.
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 4. Углеводы и их обмен
- •Тема 10 углеводы. Восстанавливающая способность углеводов
- •Лабораторная работа №27 качественное определение глюкозы
- •Лабораторная работа №28 качественное определение фруктозы
- •Лабораторная работа №29 обнаружение восстанавливающей способности углеводов
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №31 обнаружение молочной кислоты в мышечной ткани
- •Лабораторная работа №32 количественное определение пировиноградной кислоты
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 5. Липиды и их обмен
- •Тема 12 структура и функции липидов
- •Лабораторная работа № 33 качественное определение липидов сыворотки крови
- •Лабораторная работа №34 сравнение ненасыщенности жиров
- •Лабораторная работа №35 обнаружение стеролов
- •Лабораторная работа №36 качественные реакции на холестерин
- •1. Реакция Либермана-Бурхарда.
- •2. Реакция Сальковского.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №38 качественные реакции на желчные кислоты
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 6. Гормоны
- •Тема 14 регуляция обмена веществ. Гормоны
- •Лабораторная работа №39 качественные реакции на инсулин
- •Лабораторная работа №39 качественное определение адреналина
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 7. Энергетический обмен
- •Лабораторная работа №42 обнаружение над в дрожжах
- •Контрольные вопросы:
- •Список литературы
- •Содержание
Кожина Ольга Владимировна
Самарцев Виктор Николаевич
БИОХИМИЯ
малый практикум
учебно-методическое пособие
ВВЕДЕНИЕ
Биохимия – наука о химическом строении и функциях веществ, входящих в состав живой материи, и их превращениях в процессах жизнедеятельности. Биохимия изучает различные структуры, свойственные живым организмам, и химические реакции, протекающие на клеточном и организменном уровнях. Биохимия изучает процессы, лежащие в основе обмена веществ.
В биохимии выделяют два раздела:
1. СТАТИЧЕСКАЯ биохимия – изучает состав живых организмов.
2. ДИНАМИЧЕСКАЯ биохимия – изучает обмен веществ.
Статическая биохимия выявила характерную черту живых клеток – их сложность и высокий уровень молекулярной организации, переход от более простых компонентов клетки к более сложным. Структурную организацию живой клетки можно представить в виде следующей схемы: неорганические вещества (H2O, N2, CO2, O2, P, S) → мономеры (нуклеотиды, аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты, глицерин) → макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды, липиды) → сложные макромолекулы (нуклеопротеины, гликопротеины, липопротеины) → комплексы (рибосомы, ядрышко, мембраны, сократительные системы) → органеллы (ядро, митохондрии, лизосомы) → клетка.
Переход от простых биомолекул к сложным биологическим структурам основывается на физико-химических принципах самоорганизации.
Задачей динамической биохимии является изучение обмена веществ, или метаболизма клетки. Обмен веществ – это совокупность двух диаметрально противоположных, но гармонически сочетающихся процессов – синтеза (анаболизма) и распада (катаболизма) веществ. Обмен веществ в клетке не отделим от обмена энергии, т.к. синтез веществ невозможен без затраты энергии.
Другой чертой обмена веществ является тонкое регулирование скорости протекания отдельных химических реакций. Важную роль в регулировании процессов метаболизма играют биологические катализаторы – ферменты. Регуляция клеточного метаболизма может осуществляться либо путем активации или подавления действия ферментов, либо за счет изменения скорости их биосинтеза в клетке.
Раздел 1. Белки
Тема 1 аминокислотный состав белка. Классификация и свойства аминокислот. Качественные реакции на белки и аминокислоты
Белок – высокомолекулярное азотистое природное соединение, распадающееся в ходе гидролиза на аминокислоты.
Белки содержат углерода - 50-55 %, водорода - 6,5-7,3 %, азота - 15-18 %, кислорода - 21-24 %, серы - до 2,4 % и золы - до 0,5 %.
Для построения всех белков используется один и тот же набор из 20 различных аминокислот, ковалентно связанных друг с другом в определенной, характерной только для данного белка последовательности.
Общей структурной особенностью аминокислот является наличие карбоксильной и аминогруппы, связанных с одним и тем же атомом углерода. Различаются аминокислоты боковыми цепями (R-группами), которые у разных аминокислот неодинаковы по структуре, электрическому заряду и растворимости в воде. Карбоксильные и аминогруппы аминокислот участвуют в образовании пептидных связей.
Помимо 20 стандартных, основных или нормальных аминокислот, входящих в состав белков, существуют другие аминокислоты, присутствующие в живых организмах, но не встречающиеся в белках.
Стандартные аминокислоты имеют трехбуквенные и однобуквенные условные обозначения (таблица 1).
Таблица 1
Сокращенные обозначения аминокислот
№ |
Аминокислота |
Трехбуквенное сокращенное обозначение |
Однобуквенное обозначение | |
1 |
Аланин |
ала |
Ala |
A |
2 |
Аргинин |
арг |
Arg |
R |
3 |
Аспарагин |
асн |
Asn |
N |
4 |
Аспарагиновая кислота |
асп |
Asp |
D |
5 |
Валин |
вал |
Val |
V |
6 |
Гистидин |
гис |
His |
H |
7 |
Глицин |
гли |
Gly |
G |
8 |
Глутамин |
глн |
Gln |
Q |
9 |
Глутаминовая кислота |
глу |
Glu |
E |
10 |
Изолейцин |
иле |
Ile |
I |
11 |
Лейцин |
лей |
Leu |
L |
12 |
Лизин |
лиз |
Lys |
K |
13 |
Метионин |
мет |
Met |
M |
14 |
Пролин |
про |
Pro |
P |
15 |
Серин |
сер |
Ser |
S |
16 |
Тирозин |
тир |
Tyr |
Y |
17 |
Треонин |
тре |
Thr |
T |
18 |
Триптофан |
три |
Trp |
W |
19 |
Фенилаланин |
фен |
Phe |
F |
20 |
Цинтеин |
цис |
Cys |
C |
Протеиногенные аминокислоты делят на 4 группы по полярности радикалов: 1) неполярные (гидрофобные) (рисунок 1); 2) полярные (гидрофильные) незаряженные (рисунок 2); 3) отрицательно заряженные (рисунок 3); 4) положительно заряженные (рисунок 4).
Рисунок 1. Неполярные (гидрофобные) аминокислоты: а) Аланин (Ala) – Ала; б) Валин (Val) – Вал; в) Пролин (Pro) – Про; г) Лейцин (Leu) – Лей; д) Изолейцин (Ile) – Иле; е) Фенилаланин (Phe) – Фен; ж) Метионин (Met) – Мет; з) Триптофан (Trp) – Три.
Рисунок 2. Незаряженные полярные аминокислоты: а) Глицин (Gly)- Гли; б) Серин (Ser) – Сер; в) Треонин (Thr) – Тре; г) Тирозин (Tyr) – Тир; д) Аспарагин (Asn) – Асн; е) Глутамин (Gln) – Глн; ж) Цистеин (Cys) - Цис
Рисунок 3. Отрицательно заряженные аминокислоты: а) Аспарагиновая кислота (Asp) – Асп; б) Глутаминовая кислота (Glu) – Глу.
Рисунок 4. Положительно заряженные аминокислоты: а) Лизин (Lys) – Лиз; б) Аргинин (Arg) – Арг; г) Гистидин (His) – Гис.
Радикалы аминокислот участвуют в образовании связей: 1) гидрофобные радикалы участвуют в гидрофобных взаимодействиях; 2) гидрофильные радикалы формируют водородные связи; 3) полярные (заряженные) радикалы образуют ионные связи; 4) сближение двух радикалов цистеина цис-SH + цис-SH ведет к образованию дисульфидной связи цис-S–S-цис.