Тема 8.Амінокислотний склад білків та пептидів.

Актуальність теми: структурними компонентами живих клітин являються макромолекули, які виконують різноманітні функції (ферменти, гормони та ін.), мономерними одиницями яких є амінокислоти. Біологічні властивості білків визначає їх амінокислотний склад. В білках виявлено 20 амінокислот, які вивільнюються при гідролізі білків. Всі вони являються L-α-амінокислотами.

Конкретні цілі:

1. Інтерпретувати особливості будови α-амінокислот як основи біополімерів – білків, що є структурними компонентами всіх тканин організму.

2. Робити висновки про варіанти перетворень в організмі α-амінокислот та аналізувати залежність утворення з них фізіологічно активних сполук (ФАС) від будови та реакційної здатності.

3. Пояснювати залежність фізико-хімічних властивостей білків від їх амінокислотного складу.

4. Уміти аналізувати якісні реакції на α-амінокислоти для визначення амінокислотного складу білків та використовувати біуретову реакцію для кількісного визначення білків.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Будова α-амінокислот.	1.1. В зошит протоколів дослідів виписати алгоритм лабораторної роботи. 1.2. Написати структурні формули 20 природних L-амінокислот як основи білкових молекул.
2. Класифікація амінокислот.	2.1. Пояснити класифікацію амінокислот за будовою вуглецевого ланцюга. 2.2. Пояснити класифікацію амінокислот за здатністю до синтезу в організмі. 2.3. Пояснити класифікацію амінокислот за полярністю радикалу.
3. Загальні властивості амінокислот.	3.1. Оптичні властивості амінокислот. 3.2. Хімічні властивості амінокислот як гетерофункціональних сполук: а) утворення функціональних похідних карбонових кислот (солі, складні ефіри, аміди, галогенангідриди); б) утворення похідних аміногрупи (реакції алкілування, ацілування, утворення солей з мінеральними кислотами, основами). 3.3. Кислотно-основні властивості амінокислот.
4. Хімічні реакції α-амінокислот in vivo та in vitro.	4.1. Написати рівняння реакцій декарбоксилювання амінокислот з утворенням біогенних амінів (фенілаланін, серин, гістидин, триптофан) та пояснити їх фізіологічні функції. 4.2. Написати схему реакцій дезамінування, трансамінування, гідроксилювання амінокислот та пояснити їх фізіологічну роль. 4.3. Написати схему рівняння реакцій утворення амідів глутамінової та аспарагінової кислоти і пояснити їх фізіологічне значення.
5. Реакції якісного та кількісного визначення α-амінокислот.	5.1. Реакція Ван-Слайка. 5.2. Реакція Серенсена. 5.3. Якісні реакції на α-амінокислоти, пептиди, білки.
6. Реакції поліконденсації з утворенням пептидів.	6.1. Механізм утворення пептидного зв’язку.

Алгоритм лабораторної роботи.

Якісний аналіз біологичної рідини на вміст білків та амінокислот.

1) Нінгідринова реакція на амінокислоти.

Принцип реакції.Нінгідрин при нагріванні з α-амінокислотами спричиняє утворення з них альдегіду з вивільненням CO₂та NH₃, та відновленого нінгідрину. Аміак реагує з відновленим нінгідрином, утворюючи комплекс синьо-фіолетового кольору.

Хід якісного визначення амінокислот.У пробірку налити 0,5 мл розчину амінокислоти та додати 0,5 мл 1% розчину нінгідрину у спирті. Перемішати та нагрівати на во­­­дяній бані 5 хвилин. Спостерігається синьо-фіолетове забарвлення.

2)Ксантопротеїнова реакція на ароматичні амінокислоти.

Принцип методу.Концентрована азотна кислота нітрує бензольне ядро циклічних амінокислот (фенілаланін, тирозин, триптофан) біл­­­ків з утворенням нітросполук жовтого кольору.

Хід виконання.У пробірку налити 0,5 мл розчину ароматичної амінокислоти та до­­­дати(ОБЕРЕЖНО!)0,5-1 мл конц. HNO₃, розвивається жовте за­­­барвлення.

3) Реакція Фоля (на сірковмісну амінокислоту – цистеїн).

Принцип методу.При нагріванні розчину білка, в якому є за­­­лишки сірковмісних амінокислот (цистеїн) з розчинами лугу та солі свинцю, сірка відщеплюєтся та утворює чорний осад PbS.

Хід виконання.У пробірку налити 0,5 мл розчину цистеїну, до­­­дати 1 мл реактиву Фоля. Нагрівати на водяній бані до утворення чорного забарвлення (5 хвилин).

Тема 9.СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ БІЛКІВ. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БІЛКІВ. РЕАКЦІЇ ОСАДЖЕННЯ БІЛКІВ. ДЕНАТУРАЦІЯ.

Актуальність теми: білки відіграють центральну роль в процесах життєдіяльності. Вони виконують важливі функції, які складають основу життя (ферменти, скоротливі білки, захисні білки).

В клінічній практиці широко використовують визначення білка в крові та інших біологічних рідинах з діагностичними цілями (білкова недостатність, захворювання печінки, нирок, запалення серозних оболонок).

Конкретні цілі:

1. Пояснювати структурну організацію білків (первинної, вторинної, третинної і четвертинної структур), що необхідно для розуміння їх функцій та патологічних змін при багатьох захворюваннях.

2. Пояснювати фізико-хімічні властивості білків та використовувати ці знання у лабораторної діагностиці для їх виявлення і розподілу на фракції в біооб’єктах.

3. Уміти аналізувати біуретову реакцію для кількісного визначення білків.