ЖироРозчинні вітаміни

Дослід 1. Реакція на вітамін А.

Принцип методу: при взаємодії вітаміну А, що знаходиться в риб'ячому жирі, із концентрованою сульфатною кислотою виникає червоне забарвлення.

Хід роботи: у суху пробірку відміряють 3 краплі ретинолу додають 1 краплю концентрованої сульфатної кислоти. З'являється фіолетове забарвлення, що переходить у червоно-буре.

Дослід 2. Реакція на вітамін Д.

Принцип методу: вітамін Д, що знаходиться в риб'ячому жирі, при взаємодії з розчином брому в хлороформі набуває зеленувато-блакитного забарвлення.

Хід роботи: у суху пробірку вносять 2 – 3 краплі риб'ячого жиру і 2 – 4 краплі розчину брому в хлороформі (1:60). При наявності вітаміну Д поступово з'являється зеленувато-блакитне забарвлення.

Результати дослідів вносять у таблицю:

№ з/п	Назва реакції	Застосовувані реактиви	Забарвлення	Що відкриває ця реакція
1	2	3	4	5

В кінці роботи зробити висновок.

Заняття 10 Тема: біологічне Окиснення речовин теоретична частина:

Біологічне окислення – сукупність ферментативних окислювально-відновних реакцій, що протікають в живих клітинах. У процесі біологічного окислення відбувається розщеплення поживних речовин, і енергія, яка при цьому звільняється, запасається в зручній для використання клітинами формі так званих багатих енергією сполуках - аденозинтрифосфату та ін. Ці сполуки потім витрачаються на забезпечення всіх процесів життєдіяльності; частина енергії розсіюється у вигляді тепла. Значна частина реакцій біологічного окислення здійснюється в мітохондріях. В якості джерел енергії та субстратами для біологічного окислення є жири, вуглеводи і білки.

У кишечнику жири розщеплюються до жирних кислот і гліцерину (гліцеридів), потім всмоктуються, ресинтезуються в ентероцитах і надходять у кров. Кров'ю тригліцериди досягають підшкірного жиру, де депонуються. При потребі в енергії, тригліцериди адипоцитів розщеплюються з утворенням вільних жирних кислот і гліцерину. Ці речовини надходять у кров і досягають органів-споживачів. У клітинах гліцерин перетворюється на піруват і потім в ацетил-КоА, а жирні кислоти в процесах β-окислення прямо перетворюються на ацетил-КоА.

Полісахариди в кишечнику під дією травних ферментів розщеплюються до моносахаридів, велика частина яких перетворюється на глюкозу в ентероцитах. Потім глюкоза надходить у кров, розноситься клітинами і може депонуватися в печінці та м'язах у вигляді глікогену. Моносахариди в клітинах перетворюються в піруват і потім в ацетил-КоА.

Білки в кишечнику розпадаються до вільних амінокислот, які надходять у кров. У клітинах, амінокислоти окиснюються при відсутності вуглеводів з утворенням пірувату або ацетил-КоА.

Таким чином, прямо або через утворення пірувату, загальним проміжним продуктом при катаболізмі жирів, вуглеводів і білків є ацетил-КоА, який потім надходить у цикл трикарбонових кислот (ЦТК, цикл лимонної кислоти, цикл Кребса).

У ЦТК відбувається послідовне відщеплення молекул СО₂ від проміжних субстратів з утворенням НАДН₂ (3 молекули) і ФАДН₂ (1 молекула), а також ГТФ, який конвертується в АТФ. Таким чином, в ЦТК може утворитися 3 × 3 +1 × 2 +1 = 12 молекул АТФ.

Відновлені НАДH₂ і ФАДH₂ є донорами електронів і протонів для комплексів ланцюга перенесення електронів.

Катаболізм органічних речовин у тканинах супроводжується споживанням кисню і виділенням СО₂. Цей процес називають тканинним диханням. Кисень у цьому процесі використовується як акцептор водню від окиснюємих (дегідруємих) речовин (субстратів), в результаті чого синтезується вода. Процес окиснення можна представити таким рівнянням: SH₂ + 1/2 O₂ → S + H₂O. Окиснювані різні органічні речовини (S - субстрати), являють собою метаболіти катаболізму, їх дегідрування є екзоергічним процесом.

Енергія, що звільняється в ході реакцій окиснення, або повністю розсіюється у вигляді тепла, або частково витрачається на фосфорилювання ADP з утворенням АТР. Організм перетворює близько 40% енергії, що виділяється при окисненні, в енергію макроергічних зв'язків АТР. Реакція дегідрування і спосіб перетворення енергії, яка виділяється шляхом синтезу АТР - це енергетично зв'язані реакції. Цілком весь процес називається окислювальне фосфорилювання ADP:

SH₂ + 1/2 O₂ → S + H₂O окиснення, екзоергічний процес

Енергія → теплова енергія

АDP + H₃PO₄ → ATP фосфорилювання, ендоергічний процес

Зазначене вище рівняння для окислювально-відновної реакції є узагальненою формою, тому як змальовує процес окиснення субстратів як пряме дегідрування, причому кисень виступає в ролі безпосереднього акцептора водню. Насправді кисень бере участь у транспорті електронів іншим чином. Існують проміжні переносники при транспорті електронів від вихідного донора електронів SH₂ до термінального акцептору - О₂. Повний процес являє собою ланцюг послідовних окисно-відновних реакцій, в ході яких відбувається взаємодія між переносниками. Кожен проміжний переносник спочатку виступає в ролі акцептора електронів і протонів і з окисненого стану переходить у відновну форму. Потім він передає електрон наступному переноснику і знову повертається в окиснений стан. На останній стадії переносник передає електрони кисню, який потім відновлюється до води. Сукупність послідовних окисно-відновних реакцій називається ланцюгом переносу (транспорту) електронів, або дихальним ланцюгом.

Дихальний ланцюг - це система ферментів і коферментів, які беруть участь у транспорті електронів і протонів від окиснюваного субстрату на кисень. Склад дихального ланцюга: а) ферменти: дегідрогенази (НАД і ФМН-залежні); цитохроми, б) коферменти: НАД, ФМН, КоQ, гем. Ферменти та коферменти об'єднані в комплекси (I, III, IV), або (II, III, IV). Структура дихального ланцюга:

Матрикс

Комплекс II

СДГ (ФАД)

Комплекс I НАДН2-КоQ редуктаза

2е- 2Н+

Комплекс IІІ КоQН2 – цит. с редуктаза

2е-

Комплекс IV цитохромоксидаза

2е- О2

2Н⁺ 2Н⁺ 2Н⁺ 2Н⁺ 2Н⁺

Міжмембранний простір (ММП)

Окисне фосфорилювання (хеміосмотична теорія Мітчела) - це процес утворення АТФ з АДФ і Фн при русі електронів по дихальному ланцюзі в мітохондріях (тканинне дихання). Субстрат віддає в дихальний ланцюг 2Н⁺ і 2е^- У результаті руху двох е^- по дихальному ланцюгу з матриксу в ММП транспортується 8-10 протонів (Н⁺), тобто в ММП відбувається генерація електрохімічного градієнта протонів (Н⁺) -  Н⁺. У матриксі мітохондрій відбувається дисоціація ендогенної води: Н₂O → Н⁺ + ОН^-. Рухом двох електронів по дихальному ланцюгу ці протони (Н⁺) переходять у між ММП. У результаті чого зовнішня поверхня внутрішньої мембрани, звернена в ММП, заряджається позитивно (+), а внутрішня негативно (-). Виникає електрохімічний потенціал, який призводить до транслокації (переходу) протонів в матрикс через протонну АТФ-азу (Н⁺-АТФ-синтаза). Остання складається з 2-х фрагментів: F₀ і F₁ (білкові субодиниці). F₁ - каталітична частина ферменту. Частково F₀ (блокується олігоміцином) представляє собою протонний канал. При русі протонів активується F₁-фтагмент, який каталізує реакцію синтезу АТФ з АДФ і неорганічного фосфату. 40% енергії йде на синтез АТФ, а 60% виділяється у вигляді тепла. В умовах окиснення субстратів через НАДН-КоQ-редуктазу і далі, тобто через I, III, IV комплекси, утворюється 3 молекули АТФ. При окисненні субстратів через сукцинат-КоQ-редуктазу і далі через II, III, IV комплекси утворюється 2 молекули АТФ.

мітохондріальний

матрикс

Міжмембранний простір

Макроергічні сполуки - це речовини, які містять багаті енергією (макроергічні) зв'язки. При гідролізі такого зв'язку виділяється 8-10 ккал енергії. До них відносяться: АТФ, інші трифосфонуклеозиди: ГТФ, ЦТФ, УТФ, ТТФ; аргінінфосфат, креатинфосфат, ацетилфосфат, дифосфогліцерат, фосфоенолпіруват та ін.

Човниковий механізм транспорту протонів з цитоплазми в мітохондрії:

НАДН утворюється і в цитоплазмі (при гліколізі). Мембрана мітохондрій для НАДН непроникна, отже передати протони в дихальний ланцюг безпосередньо неможливо. Тому цитоплазматичний НАДН передає Н на молекулу фосфодіоксиацетону, який грає роль човника, перетворюючись на фосфогліцерин, який переносить його в мітохондрії і віддає в дихальний ланцюг.