Практикум по биоорганической химии

для специальности «Технология продуктов общественного питания»

Органические соединения как важнейшие биологические объекты

Основные понятия и термины

Жиры, триглицериды - сложные эфиры высших жир­ных карбоновых кислот и глицерина.

Аминокислоты - карбоновые кислоты, содержащие аминогруппу (-NH₂), присоединенную к углероду алкильного радикала.

Белки, полипептиды - биополимеры, состоящие из большого числа аминокислотных остатков.

Ферменты - белки, исполняющие функции биока­тализаторов биохимических процессов в живом орга­низме.

Амилаза - фермент гидролиза крахмала.

Липаза - фермент гидролиза триглицерида.

Денатурация - потеря биологической активности белка вследствии разрушения его сложной простран­ственной структуры.

Углеводы, сахара - группа полимерных органических веществ природного происхождения, образуе­мая полигидроксикетонами или полигидроксиальдегидами.

Моносахара (монозы, моносахариды) - углеводы не подверженные гидролизу и имеющие строение полигидроксикетонов и полигидроксиальдегидов.

Дисахара (диозы, дисахариды) - углеводы димеры при гидролизе образующие две молекулы моносаха­рида.

Полисахариды, полиозы - биополимеры, при гидро­лизе образующие монозы.

Глюкоза - пентаоксиальдегид, важнейший моносахарид, растворима в воде.

Сахароза - дисахарид, состоящий из глкозы и фрук­тозы, растворима в воде.

Крахмал - полисахарид, состоящий из молекул α-глюкозы, циклического строения, линейной (амило­за) и разветвленной (амилопектин) структуры, нерас­творимый в воде.

Целлюлоза - полисахарид, состоящий из молекул α -глюкозы цикличесого строения, линейной структуры, богатой водородными связями, нерастворима в воде.

Раздел 1. Состав и физико-химические свойства белков

Оборудование: чашки Петри, бумага хроматографическая, стеклянные палочки, капилляры, пульвериза­тор, термостат, пробирки, штативы, циркуль с каран­дашом, стеклянные пластинки.

Реактивы: 2%-ный водный раствор аминоуксусной кислоты (глицина), растворы индикаторов метилово­го оранжевого, лакмуса, метилового красного, 10%-ный раствор гидроксида натрия, 0,1%-ный раствор нингидрина, растворы аминокислот для хроматогра­фии, растворитель для хроматографии, 0,5%-ный рас­твор нингидрина в 95% растворе ацетона, раствор сульфата никеля.

Опыт 1. Свойства аминокислот.

а) Отношение моноаминокарбоновых кислот к ин­дикаторам. В три пробирки наливают по 1 мл 2%-ного раствора аминоуксусной кислоты (глицин) и добавляют в каждую по 2 капли раствора индикаторов метилового оранжевого, метилового красного и лакмуса соответственно. Объяснить результаты опыта.

б) Образование медной соли.

В пробирке 2-3 мин нагревают при встряхивали смесь 0,5 г оксида меди (II) и 2-3 мл 2% раствора глицина. После отстаивания отливают 0,5 мл раствора и добавляют к нему 1-2 капли 10% раствора гидроксида натрия. Выпадает ли осадок гидроксида меди (П)?

Остальную жидкость сливают с осадка оксида меди (П) в пробирку и охлаждают ее в стакане с ледяной водой. Постепенно выпадают кристаллы труднорастворимой медной соли аминоуксусной кислоты.

в) Реакция аминоуксусной кислоты с нингидрином.

К 2 мл 1%-ного раствора глицина приливают 2-3 капли 0,1% раствора нингидрина, встряхивают и ста­вят в штатив. Через некоторое время появляется сине-фиолетовая окраска с синеватым оттенком. Различные аминокислоты образуют окрашенные соединения, от­личающиеся оттенком.

Опыт 2. Обнаружение пептидной связи в белках.

б) Нингидриновая реакция (на аминогруппы).

К 2-3 мл разбавленного раствора белка добавляют 3-4 капли 1% раствора нингидрина в 95% растворе ацетона. Раствор перемешивают и ставят в водяную баню при 70°С на несколько минут. Какие изменения наблюдаются? Записать схему происходящих реакций.

а) В пробирку наливают 1-2 мл 10% раствора белка куриного яйца, прибавляют 2-3 мл 30% раство­ра гидроксида натрия и хорошо перемешивают. За­тем добавляют несколько капель 1% раствора суль­фата меди и снова хорошо перемешивают. Что на­блюдается?

Для сравнения: на стеклянной пластинке нагревают несколько кристаллов мочевины над пламенем газо­вой горелки. Пластинку охлаждают и к полученному биурету добавляют по несколько капель 10% раствора гидроксида натрия и 1% раствора сульфата меди. При перемешивании развивается интенсивное фиолетовое окрашивание. Сравнить с предыдущим опытом и сде­лать выводы. Записать уравнение реакции образова­ния комплексной соли меди с биуретом. Сделать вывод об аналогии реакции с пептидной связью белка.

Опыт 3. Выделение белка из раствора.

а) Высаливание белка.

Наливают в пробирку 1-1,5 мл раствора белка, до­бавляют равный объем насыщенного раствора суль­фата аммония. Появляется муть от выпавшего осад­ка.

Осаждение белков солями является обратимым про­цессом, и при добавлении воды белки снова раство­ряются.

б) Осаждение белков при нагревании (свертывание белков).

В пробирку наливают 2 мл раствора белка и нагре­вают ее, не доводя до кипения. Что наблюдается? В другую пробирку наливают 2 мл раствора белка и 1 каплю 1% раствора уксусной кислоты и также нагре­вают. Осадок белка выпадает быстрее. Обратим ли про­цесс?

в) Осаждение белков концентрированными мине­ральными и органическими кислотами.

В 3 сухие пробирки наливают по 1-2 мл концентри­рованных азотной, серной и соляной кислот соответ­ственно. Наклоняют каждую пробирку и осторожно, по стенке, приливают из пипетки по 0,5 мл исследуе­мого раствора белка так, чтобы он не смешивался с кислотой. В месте соприкосновения двух жидкостей появляется белый аморфный осадок, который при встряхивании в азотной кислоте увеличивается, а в двух других растворяется. В четвертую пробирку наливают 2-3 мл раствора бел­ка и добавляют несколько капель 5%-ного раствора трихлоруксусной кислоты. Образуется осадок. Сделать вывод о влиянии различных кислот на способность белков к осаждению.