Аудиторная работа

Лабораторная работа: Анализ гидролизата нуклеопротеидов.

Ход работы: Гидролиз: в круглодонную колбу поместить 1 грамм дрожжей, добавить 20 мл 10%-ого раствора серной кислоты и столько же дистиллированной воды. Колбу закрыть пробкой с обратным холодильником и кипятить под тягой 1,5 ч при слабом нагревании. Жидкость охладить, довести водой до исходного объема, фильтровать. Фильтрат использовать для следующих качественных реакций:

а) биуретовая реакция (для обнаружения полипептидов). К 5 каплям полученного гидролизата прибавить 10 капель 10%-ого раствора едкого натрия и 1 каплю 1% -ого раствора сернокислой меди. Жидкость окрашивается в розовый цвет.

б) серебряная проба (для обнаружения пуриновых оснований). К 5 каплям гидролизата прилить 5 капель 2 %-ого аммиачного раствора азотнокислого серебра. Через 3-5 мин выпадает небольшой бурый осадок серебряных соединений пуриновых оснований.

в) качественная реакция Молиша (для обнаружения пентозной группировки). К 10 каплям гидролизата прилить 2-3 капли 1%-ого раствора тимола в этаноле, перемешать и по стенке пробирки опустить равный объем концентрированной серной кислоты (осторожно!!!) – появляется отчетливое красное кольцо.

г) молибденовая проба (для обнаружения фосфорной кислоты). К 5 каплям гидролизата прилить 5 капель молибденового реактива и кипятить несколько минут. Появляется лимонно-желтое окрашивание, а при охлаждении – желтый кристаллический осадок комплексного соединения фосфорномолибденовокислого аммония.

В протоколе укажите степень гидролиза нуклеопротеида.

Выполнить следующие задания:

1. Построить комплементарную цепь к участку представленного фрагмента ДНК (-А-Г-Г-Ц-Т-Г-Т-), так чтобы образовавшаяся цепь представляла собой фрагмент РНК.

2. Построить комплементарную цепь к участку представленной цепи ДНК

-А-Г-Г-Ц-Т-

: : : : :

-?-?- ?- ?- ? –

3. Исследуемый раствор обнаруживает положительную биуретовую реакцию; образует осадок при кипячении и добавлении концентрированных минеральных кислот.

Составить план исследований, цель которого выяснить, находятся ли в растворе простой или сложный белок. Если обнаружится сложный белок, как установить (или исключить), что он является гемоглобином.

Сравните Ваши ответы с эталонными ответами.

Занятие 5 (итоговое; тема: « Строение и функции белков»)

При подготовке к итоговому занятию проконтролировать усвоен ли Вами раздел «Строение и функции белков» с помощью следующих вопросов, а также использовать задания самостоятельной и аудиторной работы по теме (занятия 1-4); (при подготовке использовать материалы лекций и учебника):

1.Сформулировать понятие «Жизнь», включив в него все элементы, являющиеся предметом биохимии.

2.Сформулировать предмет биохимии и перечислить вопросы, которыми занимается эта наука.

3. Аминокислоты, строение всех протеиногенных аминокислот, их функции, физико-химические свойства - растворимость, способность к ионизации.

Назвать все известные принципы классификации. Уметь изобразить полные структурные формулы дипептидов, трипептидов

4. Какие из следующих пептидов кислые, основные или нейтральные: pro-ser-ser, ala-pro-leu-thr, met-gly-ala, glu-his-ser, cys-lys-arg, glu-arg-lys, his-glu.

5. Дать определение класса «Белки». Пространственная структура, процесс формирования трехмерной конфигурации; связи, обусловливающие уровни пространственной организации. Физико-химические свойства – растворимость, способность к ионизации; денатурация (денатурирующие агенты).

Уметь показать суммарный заряд молекулы белка различного аминокислотного состава при различных значениях рН среды.

6. Перечислить принципы классификации белков

7. Назвать группы простых белков, различающиеся по составу; их функции.

9. Назвать группы белков, различающиеся по характеру трехмерной структуре.

10. Назвать группы сложных белков. Знать структуру их простетических групп, функции.

11. Изобразить структурные формулы азотистых оснований, входящих в состав мононуклеотидов.

12. Изобразить структурные формулы АМФ, ГМФ, ЦМФ, ТМФ и УМФ.

13. Назвать различия между ДНК и РНК по составу, структуре, локализации и функции.

14. К какому типу белков относится гемоглобин, структурные особенности, виды гемоглобина.

15. Назвать компоненты молекул и функции гликопротеидов, липопротеидов, фосфопротеидов.

16. Назвать особенность структуры олигомерных белков. Примеры.

17. Перечислить в логической последовательности действия при выделении белков и тканей

18. Перечислите методы, используемые для фракционирования белков, очистки и определения их гомогенности. Принципы методов.

Тема: Ферменты (занятия 6 – 8).

Цель: изучить химическую природу, свойства и функции ферментов, их механизм действия.

Значение темы: Обмен веществ, важнейшая особенность живых организмов, представляет собой совокупность химических реакций, главным образом, ферментативных. Обмен веществ был бы невозможен без резкого ускорения реакций, на которых он основан, без согласования во времени и пространстве множества биохимических процессов, т.е. без участия ферментов. Ферменты (биологические катализаторы) имеют белковую природу, в связи с этим обладают особыми свойствами. Белковая природа ферментов обусловливает их высокую специфичность по отношению к субстратам и способность менять свою активность под действием различных факторов, что важно для регуляции метаболизма. Знания энзимологии (наука о ферментах) необходимы для понимания причин некоторых патологических состояний, понимания действия многих фармакологических препаратов; методы определения активности ферментов в биологических жидкостях используются в энзимодиагностике.

Занятие 6-7. Общие свойства ферментов. Основы кинетики ферментативного катализа.

Цель занятия: изучить свойства ферментов, обусловленные их белковой природой, их механизм действия и классификацию.

Студент должен знать:

1.Прямые и косвенные доказательства белковой природы ферментов.

2.Структурно-функциональная организация молекул ферментов.

3.Общие свойства ферментов как катализаторов.

4.Механизм действия ферментов (этапы ферментативной реакции).

5.Свойства ферментов, обусловленные их белковой природой.

6.Факторы, влияющие на скорость ферментативной реакции.

7.Характеристика кинетических параметров – максимальная скорость, константа Михаэлиса.

8.Единицы активности ферментов.

9.Принцип классификации, современная классификация и номенклатура ферментов.

Студент должен уметь:

1. Построить название фермента, исходя из характера субстрата и химического превращения.

2. Оценить графически результаты лабораторного определения рН-зависимости и его зависимости от температуры. Определить температурный и рН-оптимум фермента.

4. Строить график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата, находить константу Михаэлиса.

Студент должен получить представление:

1. О существовании заболеваний, обусловленных дефектами генов, ответственных за синтез белков-ферментов;

2. О возможностях, которые предоставляет энзимология практической медицине.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения темы:

1. Основные положения о катализе.

2. Сведения о связи структуры и функции.

Задания для самоподготовки:

Изучите материал темы в соответствии с целевыми вопросами («студент должен знать») и письменно выполните следующие задания:

1. Определить содержание понятий: «фермент», «активный центр», «кофактор», «кофермент», «апофермент». Назовите основные коферменты.

2. Объясните причину ускорения реакции в присутствии фермента

3. Проверьте свои знания: Активный центр фермента формируется на уровне (один правильный ответ): а. первичной структуры; б. вторичной структуры; в. третичной

4. Запишите этапы ферментативной реакции символами: E, S, P . Охарактеризуйте каждый этап. С образованием какого продукта связано снижение энергетического барьера (энергии активации).

5. Проверьте свои знания: В ходе ферментативного катализа при образовании фермент-субстратного комплекса (несколько правильных ответов):

а. Изменяется конформация субстрата

б. Образуются нековалентные связи между субстратом и ферментом

в. Сближаются функциональные группы, участвующие в катализе

г. Изменяется порядок соединения аминокислот в молекуле фермента

д. Усиливается комплементарность между ферментом и субстратами

6. Заполните таблицу: Свойства ферментов

Общие свойства ферментов как катализаторов	Свойства ферментов, обусловленные их белковой природой
1	1
2	2
3	3
	4

7. Проверьте свои знания: Выберите правильное утверждение:

а. катализатор ускоряет реакцию, но не участвует в ней

б. катализатор ускоряет реакцию, образуя промежуточные соединения с исходными продуктами, и входит в состав конечных продуктов;

в. катализатор ускоряет реакцию, взаимодействуя с реагирующими соединениями, но не входит в состав конечных продуктов;

8. Проверьте свои знания: Вещества А и Б взаимодействует по схеме А+ Б; АБ. При заданной концентрации А и Б через 30 мин после их смешивания устанавливается подвижное равновесие – скорость прямой и обратной реакции уравниваются.

Какие из приведенных характеристик изменит внесение катализатора ?

9. Что является предметом изучения в разделе энзимологии – ферментативной кинетике?

10. Перечислите факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций. Постройте графики зависимостей скорости реакций от температуры, рН среды, концентрации фермента и субстрата. Объясните характер кривой. На графике зависимости V от S укажите V_max , K_m

11. Дайте содержание понятия «индуцируемая адаптация ферментов»

12. Проверьте свои знания: Характер зависимости скорости ферментативной реакции от температуры зависит от:

а. ионной силы раствора; б. ионизации функциональных групп фермента;

в. денатурации молекулы фермента; г. тепловой денатурации субстрата

13. Проверьте свои знания: Характер зависимости скорости ферментативной реакции от рН среды зависит от:

а. ионизациии функциональных групп фермента;

б. ионизации субстрата;

в. конформации фермента и его активного центра

14. Проверьте свои знания: Определите соответствие:

А. Константа Михаэлиса

Б. Максимальная скорость

В. Оба параметра

Г. Ни один

1. Параметр кинетики ферментативного катализа

2. Величина, при которой все молекулы фермента находятся в форме ES

3. Чем больше величина, тем меньше сродство к субстрату

4. Концентрация субстрата при котором достигается насыщение

15. Активность фермента определяют по скорости ферментативной реакции. На чем основано определение скорости? 1…, 2….

16. Активность фермента выражают в единицах активности. Назовите эти величины.

17. На чем основана классификация ферментов?

Запомните, чтобы назвать фермент по написанным реакциям требуется: сравнить структуру субстратов и продуктов; определить тип реакции.

18. Укажите класс и предположительно название ферментов следующих реакций:

а. разрыв связи –С-С-:

глютаминовая кислота  щавелевоуксусная кислота + СО₂

б. образование новой молекулы с использованием АТФ:

пировиноградная кислота + СО₂ +АТФ  щавелевоуксусная кислота

в. разрыв связей с присоединением воды:

белок  альфа-аминокислоты

г. перенос функциональных групп:

аланин + альфа-кетоглутаровая кислота  пировиноградная кислота+ глютаминовая кислота

д. перенос группы внутри молекулы:

3-фосфоглицериновая кислота  2-фосфоглицериновая кислота

е. альдегид  кислота