
Posobie_GETEROCIK.i_VM_org.soed
.pdf
7.Защитная (белки-антитела) – -глобулины сыворотки крови.
8.Осмотическая, буферная, водно-солевая.
2.3.Лабораторная работа “Свойства аминокислот”
Опыт 1 Реакция глицина с нингидрином
В пробирку поместите 4 капли 1%-го р-ра глицина и 2 капли 0,1%-го р-ра нингидрина. Содержимое пробирки осторожно нагрейте. Что наблю-
даете?
Напишите реакцию.
Опыт 2 Реакция глицина с азотистой кислотой
В пробирку поместите 5 капель 1%-го р-ра глицина и равный объем каплю 5%-го р-ра нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты и осторожно взболтайте смесь. Наблюдайте выделения газа.
Эта реакция используется для количественного определения аминог-
рупп в аминокислотах.
Напишите схему взаимодействия глицина с азотистой кислотой. На-
зовите образовавшиеся соединения.
Опыт 3 Образование комплексной соли меди глицина
В пробирку поместите 1 мл 1%-го р-ра глицина. Добавьте на кончике лопаточки кристаллический карбонат меди (II) и смесь нагрейте. Что на-
блюдаете?
Напишите схему взаимодействия глицина с карбонатом меди (II).
Опыт 4 Биуретовая реакция на пептидную связь
В пробирку поместите 5 капель р-ра яичного белка, добавьте равный объем 10%-го р-ра гидроксида натрия и по стенке добавьте 2 капли р-ра сульфата меди (II). Что наблюдаете?
Напишите схему образования биурета. Все ли белки дают биурето-
вую реакцию?
41
Опыт 4 Ксантопротеиновая реакция белков
В пробирку поместите 10 капель р-ра яичного белка и 2 капли концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирки осторожно нагрейте, постоянно встряхивая. Что наблюдаете? Охладив пробирку, ос-
торожно добавьте 3 капли 10%-го р-ра гидроксида натрия до появления ярко – оранжевой окраски.
Какие α – аминокислоты в составе белка можно открыть с помощью касантопротеиновой реакции.
Опыт 5 Реакция на присутствие серусодержащих α – аминокислоты
(реакция Фола)
В пробирку поместите 10 капель р-ра яичного белка и 20 капель
10%-го р-ра гидроксида натрия. Содержимое пробирки перемешайте и на-
грейте до кипения. К полученному щелочному р-ру добавьте 5 капель
10%-го р-ра ацетата свинца (CH3COO)2Pb и вновь прокипятите. Что на-
блюдаете?
Напишите в общем виде схему реакции белка с ацетатом свинца (II).
Какие α – аминокислоты в составе белка можно открыть с помощью реак-
ции Фола.
Упражнения для самостоятельной работы студентов
1.Напишите уравнения реакций фенилаланина (2-амино-3-
фенилпропановой кислоты) с: |
|
а) пятихлористым фосфором; |
б) карбонатом натрия; |
в) соляной кислотой; |
г) азотистой кислотой; |
д) хлорангидридом уксусной кислоты.
2. Напишите уравнения реакций серина (2-амино-3-гидроксипропановой кислоты) с:
а) аммиаком; б) гидроксидом натрия; в) азотистой кислотой;
42
г) ангидридом уксусной кислоты; |
д) азотной кислотой. |
3.Получите, используя “метод защиты” дипептид глицил - аланил.
4.Получите, используя “метод защиты” дипептид фенилаланин - глицин.
5.Напишите качественные реакции на:
а) ароматические аминокислоты (тирозин);
б) α-аминокислоты (глицин);
в) серусодержащие аминокислоты (цистеин).
6.Напишите реакции а) окислительного; б) восстановительного; в) гид-
ролитического; г) внутримолекулярного дезаминирования валина. Назови-
те продукты реакции.
Рекомендуемая литература:
1.Биоорганическая химия. Учебник. /Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И.,
С.Э. Зурабян. – М: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 416 стр., ил.
Глава 12, стр. 226-250
2.Биоорганическая химия: руководство к практическим занятиям:
учеб. Пособие для студентов мед. Вузов / по ред. Н.А. Тюкавкина – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 168 с.
43
3.Нуклеиновые кислоты
Цель занятия: изучить строение нуклеиновых кислот и их роль в орга-
низме.
Студент должен знать:
-состав нуклеиновых кислот;
-строение РНК и ДНК;
-номенклатуру нуклеозидов и нуклеотидов.
Студент должен уметь:
-классифицировать нуклеиновые кислоты;
-писать схемы образования нуклеозидов и мононуклеотидов;
-называть нуклеозиды и мононуклеотиды.
Вопросы для самоподготовки:
1.Что такое нуклеиновые кислоты?
2.Как классифицируются нуклеиновые кислоты?
3.Какова структура нуклеозидов РНК и ДНК? Номенклатура нук-
леозидов.
4.Какова структура нуклеотидов РНК и ДНК? Номенклатура нук-
леотидов.
5.Что представляет собой вторичная структура нуклеиновых ки-
слот?
6.Какова биологическая роль нуклеиновых кислот?
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Важнейшими природными соединениями, содержащими гетероцик-
лы, являются нуклеиновые кислоты. Биологическая роль нуклеиновых ки-
44

слот заключается в хранении, реализации и передаче наследственных свойств организмов, обеспечение в клетках биосинтез белков.
Рассмотрим строение нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные водорастворимые биополимеры, которые при гидролизе образуют эквимолекулярную смесь гетероциклических оснований, пентоз и фосфорной кислоты.
Нуклеиновые кислоты делятся на два класса:
-рибонуклеиновые кислоты (РНК, содержат фрагмент D – рибозы);
-дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК, содержат фрагмент 2-
дезокси-D – рибозы).
В организме нуклеиновые кислоты выполняют все свои функции в комплексе с белками (нуклеопротеиды), которые существуют или дли-
тельное время, например, хроматин, рибосомы, вирусные частицы, или ко-
роткое время, распадаясь после завершения своей функции, например,
ДНК -, РНК-полимеразы, репрессоры, активаторы и др.
Гидролиз нуклеопротеидов осуществляется в следующей последова-
тельности:
Нуклеопротеиды
Нуклеионвая кислота + белок
Нуклеотиды
Нуклеозиды + фосфорная кислота
Гетероциклические основания + пентоза
Нуклеозиды представляют собой N – гликозиды D – рибозы и 2 - де-
зокси - D – рибозы, агликонами в которых являются тимин, цитозин, ура-
цил, аденин, гуанин.
45

|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
HN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
N |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
HOCH2 |
N |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
HOCH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
H |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
OH |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
R = ОН - аденозин |
|
R = ОН - гуанозин |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
R = Н - дезоксиаденозин |
|
R = Н - дезоксигуанозин |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N O |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
HOCH2 O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HOCH2 |
O |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
H |
|
|
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
OH |
|
|
ОН |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уридин |
R = ОН - цитидин |
|
R = Н - дезоксицитидин |
||
|
O
Н3С NH
N
O
HOCH2 O
H H
H H
OH Н
тимидин
46

Схема образования пуринового нуклеозида:
|
|
NH2 |
|
|
|
N |
N |
|
NH2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
N |
N |
N |
N |
|
H |
Аденин |
|
|
|
|
|
||
+ |
|
|
N N |
|
СН2ОН |
ОН |
|
НО НС |
|
О |
|
2 |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- H2O |
|
N - гликозидная |
ОН ОН |
|
|
ОН ОН |
связь |
|
|
|
||
D - Рибоза |
|
Аденозин |
|
Схема образования пиримидинового нуклеозида:
|
NH2 |
|
|
|
|
|
N |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
N |
О |
N |
|
|
|
|
||
+ |
H |
Цитозин |
N О |
|
|
|
|
|
|
СН2ОН |
ОН |
НО НС |
|
|
О |
2 |
О |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
- H2O |
|
N - гликозидная |
ОН ОН |
|
ОН |
ОН |
связь |
|
|
|||
D - Рибоза |
Цитидин |
|
Номенклатура нуклеозидов:
- при названии пуриновых нуклеозидов окончание - ИН меняется на
-ОЗИН: аденозин, гуанозин; если в состав нуклеозида входит 2-
дезоксирибоза, – перед названием нуклеозида ставится приставка
ДЕЗОКСИ:
47

|
|
NH2 |
|
N |
N |
|
|
|
|
N N |
|
НО2НС |
|
|
О |
|
|
|
|
N - гликозидная |
ОН Н |
|
связь |
|
|
Дезоксиаденозин
- пиримидиновые нуклеозиды получают окончание - ИДИН: цити-
дин, тимидин, уридин; приставка ДЕЗОКСИ- ставится только перед нук-
леозидом, содержащим цитозин, т.к. тимин может соединяться только с 2-
дезоксирибозой, а урацил только с рибозой.
Нуклеотиды в своем составе имеют нуклеозид, связанный с остат-
ком фосфорной кислоты (-ОРО3Н2) обычно через С3’ или С5’ атом пентозы.
Цифрами со штрихом нумеруются атомы углеводного фрагмента молеку-
лы нуклеозида, без штриха – азотистого основания. Группа -ОРО3Н2 обла-
дает кислотными свойствами, поэтому нуклеотиды называют или фосфа-
тами, или кислотами. При названии мононуклеотидов как монофосфата к названию нуклеозида приписывается цифра 3 или 5
и слово "монофос-
фат", обозначающее остаток фосфорной кислоты (табл. 1).
48
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Наиболее распространенные нуклеотиды |
|
||
|
|
|
|
|
Пентоза |
Основание |
Название нуклеотида |
Краткое |
|
|
|
|
|
обозначение |
|
|
как |
как |
|
|
|
кислоты |
монофосфата |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Аденин |
2’ - Адениловая |
Аденозин – 2’ - |
А(2’)р |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Аденин |
3’ - Адениловая |
Аденозин – 3’ - |
Ар |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Аденин |
5’ - Адениловая |
Аденозин – 5’ - |
рА |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Урацил |
3’ - Уридиловая |
Уридин – 3’ - |
Up |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Гуанин |
3’ - Гуаниловая |
Гуанозин – 3’ - |
Gp |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
D - рибоза |
Цитозин |
3’ - Цитидиловая |
Цитидин – 3’ - |
Ср |
|
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
2 = Дезокси |
Аденин |
Дезоксиадениловая |
Дезоксиаденозин |
pdA |
- D - рибоза |
|
|
– 5’ - монофос- |
|
|
|
|
фат |
|
|
|
|
|
|
2 = Дезокси |
Гуанин |
Дезоксигуаниловая |
Дезоксигуанозин |
pdG |
- D - рибоза |
|
|
– 5’ - монофос- |
|
|
|
|
фат |
|
|
|
|
|
|
2 = Дезокси |
Тимин |
Тимидиловая |
Тимидин – 5’ - |
pdТ |
- D - рибоза |
|
|
монофосфат |
|
|
|
|
|
|
2 = Дезокси |
Цитозин |
Дезоксицитидиловая |
Дезоксицитидин– |
pdС |
- D - рибоза |
|
|
5’ - монофосфат |
|
|
|
|
|
|
49

Схема образования мононуклеотида: |
|
||
|
|
NH2 |
|
ОH |
N |
N |
|
|
|
||
|
|
|
|
О P - ОН НО2НС |
N |
N |
|
ОH + |
|
|
|
Фосфорная |
О |
|
|
к-та |
|
- H2О |
|
|
|
|
|
ОН |
ОН |
|
NH2 |
Аденозин |
|
||
|
|
||
|
|
N |
N |
|
|
|
|
ОH |
|
N N |
|
О P - О - CH2 |
О |
|
|
ОH |
|
|
|
|
|
|
|
|
ОН |
ОН |
|
Аденозин - 5' - фосфат |
|
||
сложноэфирная |
|
|
|
связь |
|
|
|
Одним из важнейших нуклеотидов, участвующих в биохимических превращениях, является аденозин – 5’ – монофосфат (АМФ). Он образует-
ся при распаде аденозинтрифосфата (АТФ) через промежуточный адено-
зиндифосфат (АДФ):
50