Лабораторная работа №2 свойства ферментов

Опыт 1. Открытие амилазы в слюне человека

Рот ополаскивают 2-3 раза водой для удаления остатков пищи. Отмеряют цилиндром 50 мл дистиллированной воды и ополаскивают ею рот в течение 2-3 минут в несколько приемов. Собранную жидкость используют для работы.

В две пробирки наливают по 5 мл крахмального клейстера и в одну из них 5 мл воды, а в другую – 5 мл слюны. Обе пробирки со стеклянными палочками, погруженными в них, одновременно помещают в водяную баню при

40 ^оС. Через 1 минуту от каждой смеси отбирают с помощью стеклянной палочки по капле жидкости и смешивают их по отдельности с каплей йода, заранее нанесенной на стеклянную пластинку. Повторяют взятие проб через 2, 4. 6 и 8 минут. Окраска с йодом проб из пробирки, содержащей слюну, меняется от синей к сине-фиолетовой, красной и, наконец, желтой.

К содержимому пробирки со слюной добавляют 1-2 мл фелинговой жидкости и смесь нагревают до начала кипения. Образуется красный осадок оксида меди (I) за счет восстановления гидроксида меди (II) образовавшимися мальтозой и низкомолекулярными декстринами.

Контрольная проба, содержащая крахмальный клейстер без слюны, в тех же условиях не восстанавливает гидроксид меди (II) в гидроксид меди (I), а затем в оксид меди (I).

Опыт 2. Открытие пероксидазы в картофеле

Картофель натирают на терке. Небольшое его количество, не отжимая, переносят в пробирку, добавляют 1-2 мл 1%-ного раствора пирогаллола и 1-2 капли 2%-ного раствора перекиси водорода. При стоянии выпадает желто-бурый осадок пурпурогаллина.

Многократное дегидрирование (окисление) пирогаллола и ряда промежуточных продуктов на пути к пирогаллину осуществляется с участием пероксидазы, каждый раз передающей снятые атомы водорода на пероксид водорода.

Контрольные вопросы

1. Кофакторы и коферменты.

2. Роль ферментов в жизнедеятельности организмов.

3. Отличия ферментов от катализаторов неорганической природы.

4. Химическая природа и биологическая роль отдельных частей ферментов.

5. Активный, субстратный и аллостерический центры фермента, их биологическая роль.

6. Основные свойства ферментов (термолабильность, зависимость активности от рН, специфичность).

7. Механизм действия ферментов

8. Классификация ферментов: изомеразы, трансферазы, лиазы, гидролазы, лигазы, оксидоредуктазы.

Тема 3. Витамины

Для каталитической активности многих ферментов требуются коферменты. Хотя коферменты присутствуют в клетках в незначительных количествах, они необходимы для действия многих ферментов. Предшественниками многих коферментов служат витамины – органические соединения, которые в малых количествах должны обязательно присутствовать в пище людей и большинства животных для поддержания нормального развития и жизнедеятельности организма. Суточная потребность в витаминах составляет миллиграммы или даже микрограммы, поэтому их можно назвать микрокомпонентами пищи. В отличие от них макрокомпоненты – углеводы, белки и жиры – должны входить в пищевой рацион человека в больших количествах, суточная потребность в них исчисляется сотнями или, по меньшей мере, десятками граммов.

Растения обладают способностью синтезировать все необходимые им витамины. Человек и животные, главным образом, получают их с пищей в готовом виде или в виде провитаминов, из которых в организме образуются витамины. Отсутствие витаминов в пище приводит к развитию различных заболеваний, которые называются авитаминозами (цинга, рахит и др.). Недостаточное содержание витаминов в пище приводит к гиповитаминозу. Практически встречается именно эта форма заболевания. Причиной гиповитаминозов может быть не только недостаточное содержание витаминов в пище, но и нарушение их всасывания в желудочно-кишечном тракте. Некоторые заболевания, особенно инфекционные, сопровождаются нарушением обмена витаминов и вызывают усиленный распад и выделение витаминов из организма. В таких случаях потребность в витаминах увеличивается. Потребность в витаминах зависит также от условий труда. Чрезмерное введение в организм витаминов вызывает заболевание – гипервитаминоз.

Витамины делятся на 2 класса: водорастворимые и жирорастворимые.

К жирорастворимым витаминам относятся витамины А, D, Е, K:

Коферментная форма витамина А – ретиналь – играет значительную роль в функционировании зрительных процессов (это молекулярный пусковой механизм, возбуждающий в окончаниях зрительного нерва импульс, передающийся затем в мозг).

Недостаток витамина D приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена и процесса образования костей. Коферментной формой является 1,25–дигидроксихолекальциферол, образуемый в почках, который переносится в тонкий кишечник и кости, где регулирует обмен кальция и фосфора.

К водорастворимым витаминам относятся витамины группы В, витамин С и др.

Витамин В₁ – тиамин – существует главным образом в коферментной форме тиаминпирофосфата в ферментный реакциях декарбоксилирования кетокислот, осуществляя перенос альдегидных групп в реакциях обмена.

Витамин В₂ – рибофлавин – входит в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в синтезе белка, тканевом дыхании.

Витамин В₃ – пантотеновая кислота – компонент кофермента А (коэнзима А), который выполняет функцию промежуточного переноса ацильных групп.

Витамин В₅ – никотинамид – компонент двух близких по структуре коферментов – никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и никотинамидаде-ниндинуклеотидфосфата (НАДФ), которые являются переносчиками гидрид-иона в окислительно-восстановительных реакциях.

Никотинамид

Витамин В₆ – пиридоксин – в активной форме в виде пиридоксальфосфата представляет собой простетическую группу целого ряда ферментов, катализирующих реакции с участием аминокислот, в частности, реакции переаминирования в обмене белков.

Витамин С – аскорбиновая кислота – кофактор реакций гидроксили-рования в обмене белков, нуклеиновых кислот, гормонов.

Для обнаружения витаминов в пищевых продуктах или других биологических объектах пользуются качественными реакциями, основанными на образовании характерного окрашенного продукта реакции витамина с каким-либо химическим реактивом.