Общие свойства гормонов и их биологическая роль

Цель работы: исследовать химические свойства гормонов и изучить их значение в реализации биологического действия эндокринной системы.

Исследование природы гормонов с помощью биуретовой реакции

Биуретовую реакцию дают вещества, содержащие не менее двух пептидных связей. Белки и пептиды в щелочной среде взаимодействуют с сернокислой медью, образуя комплексное соединение меди фиолетовой окраски. Гормоны этого класса нельзя вводить в организм через желудочно-кишечный тракт, т.к. они разрушаются протеолитическими ферментами. Белково-пептидную природу гормонов можно установить с помощью биуретовой реакции.

Ход работы. В первую пробирку вносят 5 капель дистиллированной воды, а в последующие – по 5 капель одного из исследуемых растворов (инсулин, окситоцин, адреналин). В каждую пробирку добавляют по три капли 10% раствора гидроксида натрия и по одной капле 1% раствора сернокислой меди. Перемешивают. Отмечают ячейки, в которых появляется фиолетовое окрашивание, свидетельствующее о белковой или пептидной природе исследуемого гормона. Результат заносят в таблицу для оформления работы (см. ниже), обозначая положительную реакцию знаком «+», а отрицательную знаком «-».

Белково-пептидных гормонов с целью дифференцировки белков от пептидов методом коагуляции

Масса белковой молекулы больше, чем пептидов. В связи с этим молекулы пептидов коагулируют при более высоких концентрациях органических кислот. В 10% растворе трихлоруксусной кислоты коагулируют практически все белки, а пептиды не осаждаются.

Ход работы. В пробирки вносят по 2 мл каждого из исследуемых гормонов, давших положительную реакцию в предыдущем опыте. Добавляют по 2 мл 20% раствора трихлоруксусной кислоты (создается конечная концентрация 10%). Отмечают гормоны – белки по наличию коагуляции (помутнение) и гормоны – пептиды по ее отсутствию. Результаты заносят в таблицу для оформления работы, указав класс каждого из исследуемого в опыте гормона.

Исследование функциональных фрагментов в структуре инсулина

Для проявления биологической активности инсулина необходима жесткая пространственная конфигурация его двуцепочной молекулы, которая закрепляется двумя межцепочными дисудьфидными мостиками, а также внутренним дисульфидным мостиком 6-11 цепи А.

Дисульфидные группы в молекуле инсулина можно обнаружить реакцией на слабосвязанную серу с реактивом Фоля. Реакция Фоля основана на том, что при кипячении белка со щелочью сера цистина и цистеина легко отщепляется в виде сернистого натрия. Последний реагирует с плюмбитом и дает черный или бурый осадок сернистого свинца. Интенсивность осадка зависит от количества слабосвязанной серы.

Ход работы. В пробирку вносят равные количества (примерно по 2 мл) инсулина и реактива Фоля. Кипятят и дают постоять 1-2 минуты. Наблюдают появление бурого или черного осадка сернистого свинца.

Исследование адресатного фрагмента в молекуле тироксина

Характерной особенностью структуры тироксина и трийодтиронина является наличие йода, который обеспечивает структурное соответствие тирониновой молекулы и специфического циторецептора, т.е. играет роль адресного локуса (гаптомер).

При разрушении тироксина образуется йодистый калий, из которого йод легко вытесняется йодноватистым калием. Выделившийся свободный йод дает синее окрашивание с крахмалом.

Ход работы. В ступке растирают 5 таблеток тиреоидина и переносят в колбу для гидролиза, куда добавляют 10 мл бикарбоната натрия (5%). Кипятят в течении 15 минут. В ячейку для капельных анализов вносят 5 капель гидролизата. Прибавляют 1 каплю серной кислоты (10%), одну каплю раствора крахмала и 1 каплю раствора йодноватокислого калия. Выделившийся йод дает синее окрашивание с крахмалом.

5KI + KIO₃ + 3H₂SO₄ → 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

I₂ + крахмал → синее окрашивание