3 Біохімія методичні вказівки для лабораторних і контрольних робіт_зв


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ

УКРАЇНИ

Донецький національний університет економіки

і торгівлі імені Михайла Туган
-
Барановського


Кафедра хімії




Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина


БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ




Методичні
рекомендації

для

самостійного вивчення курсу

та викона
ння контрольних і лабораторних робіт

для

студентів
факультету ресторанно
-
готельного бізнесу

напряму підготовки
©
Харчові технології та інженерія
ª

заочної

форми навчання










ДонНУЕТ

Донецьк

2013



4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ

УКРАЇНИ

Донецький національн
ий університет економіки

і торгівлі імені Михайла Туган
-
Барановського


Кафедра хімії



Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина


БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ




Методичні
рекомендації

для

самостійного вивчення курсу

та виконання контрольних і лабораторних робіт

для

студентів
факуль
тету ресторанно
-
готельного бізнесу

напряму підготовки ©
Харчові технології та інженерія
ª

заочної

форми навчання



Затверджено на засіданні кафедри хімії



Протокол №
_
_
від______

2013р.







Схвалено навчально
-
методичною



радою ДонНУЕТ



Проток
ол №_
__

_від
_________
2013р.



ДонНУЕТ

Донецьк

2013


5


УДК 577.1 (076.5)

ББК 28.072 я 73


Н 88




Рецензенти:

Ю А. Горяйнова


канд.

техн. наук, доц.;

М.В. Савоськін


канд. хім. наук, старший науковий співробітник відділу
супрамолекулярної хімії ІНФОВ НАН
У ім. Л.М. Литвиненка




Нужна Т.В.

Н

88



Біологічна хімія
:
метод. рек. для самост. вивч. курсу та викон.
контр. і лаб. робіт

для
студ
.

ФРГБ

напр
яму

підготов
.

©
Харчові технології
та інженерія
ª

заоч. форми навчання
/ Т.В. Нужна, Ю.О. Лесишина.


Донецьк: Д
онНУЕТ, 201
3
.


55с.




Навчальне видання призначене для самостійного вивчення курсу та
виконання контрольних і лабораторних робіт з дисципліни ©Біологічна
хіміяª студентами факультету ресторанно
-
готельного бізнесу, які
навчаються за напрямом підготовки ©Х
арчові технології та інженеріяª
заочної форми навчання. У методичних рекомендаціях наведений
теоретичний матеріал для самостійної роботи студентів, 7 лабораторних
робіт, завдання для виконання контрольної роботи, що охоплюють
основні розділи статичної і ди
намічно
ї

біохімії, перелік літератури, що
рекомендується
.



УДК 577.1(076.5)

ББК 28.072 я 73


© Нужна Т.В., Лесишина Ю.О., 2013

© Донецький національний університет

економіки і торгівлі

імені Михайла Туган
-
Барановського, 2013



6

ВСТУП



Курс "Біологічна хімі
я" відноситься до цикл
у фундаментальних
дисциплін, що

рекомендуються для вивчення
студентам,
які

навчаються
за
напрямом підготовки ©Харчові технології та інженеріяª

денної і заочної форми
на
в
чання
.

Для підготовки високо кваліфікованих інженерів
-
технологів
харчування
необхідні знання процесів, що здійснюються у тваринних і рослинних
організмах


сировині для виробництва харчових продуктів. Тому, м
етою
вивчення курсу "Біо
логічна хімія
" є оволодіння студентами сучасними
науковими знаннями про хімічний склад жи
вих тваринних
і

рослинних
організмів, хімічні перетворення їх складових в процесі життєдіяльності, а
також роль ферментів,
вітамінів
,

гормонів та інших біологічно активних
речовин у цих процесах.

Ці знання є
також
необхідними для розуміння
процесів, що про
тікають під час переробки і зберігання харчової сировини
;

для
організації науково обґрунтованого раціонального харчування, що забезпечує
потреби різн
их груп населення в пластичних та енергетичних речовинах
.

Крім того, оволодіння біохімічними знаннями є осн
овою для вивчення
таких дисциплін, як фізіологія харчування, гігієна та санітарія, теоретичні
основи харчових технологій

та ін.

Кожний студент
заочного

відділення під час вивчення курсу
©Біологічна
хіміяª
повинен у відповідності до робочої програми та кале
ндарного плану
дисципліни
виконати лабораторний практикум, що складається з
7

робіт
,
підготувати
в ок
ремому зошиті контрольну роботу
і захистити її.

К
онтрольна робота містить чотири завдання. Номер першого і другого
завдання вибирається

згідно з першими дв
ома літерами прізвища студента,
номер третього завдання


за першою літерою імені, четвертого


за першою
літерою по батькові (дивись таблицю 1).

Контрольна робота, що виконана не за
відповідним завданням, до захисту не приймається.

Відповідати на завдання

контрольної роботи слід конкретно, з підтвердженням теоретичних положень
прикладами біохімічних реакцій. У кінці роботи належить навести список
використаної літератури, поставити дату і особистий підпис
.


7

НОМЕРА ЗАВДАНЬ ДЛЯ ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ


Т
аблиця 1.


Букви

Номера завдань

Перші дві букви прізвища

Перші дві букви

імені

по батькові

А

1

25

49

73

Б

2

26

50

74

В

3

27

51

75

Г

4

28

52

76

Д

5

29

53

77

Е,Є

6

30

54

78

Ж,3

7

31

55

79

И,І,Ї,Й

8

32

56

80

К

9

33

57

81

Л

10

34

58

82

М

11

35

59

83

Н

12

36

60

84

О

13

37

61

85

П

14

38

62

86

Р

15

39

63

87

С

16

40

64

88

Т

17

41

65

89

У

18

42

66

90

Ф

19

43

67

91

Х

20

44

68

92

Ц,Ч

21

45

69

93

Ш,Щ

22

46

70

94

Ю

23

47

71

95

Я

24

48

72

96




8

ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕР
І
АЛ ДЛЯ САМОСТ
І
ЙНО
Ї

РОБОТИ
СТУ
ДЕНТ
І
В ТА ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ


І.
БІЛКИ


I
.1.

Визначення та елементарний склад білків.


За хімічною природою білки є гетерополімерами, побудованими з
залишків

,L
-
амінокислот, пов'язаних один з одним пептидним зв'язком.

Білки


органічні сп
олуки, які мають такий елементарний склад
:
Карбон
-

51
-
55%; Оксисен
-

21
-
23%; Г
ідроген
-

6,6
-
7,3%;
Нітроген
-

15
-
18%; С
ульфур
-

0,3
-
2,4%. До складу деяких білків входять
Ф
осфор (0,2
-
2%),
Ф
ерум,
К
альцій і
багато інших елементів.

У всіх білках організмів мі
ститься в середньому 16%

Н
ітрогену
. Він у білках відносно постійний і визначити його нескладно. Тому
за відношенням
Н
ітрогену

в білках (100:16 = 6,25) визначають вміст б
і
лків у
організмі.

В основі білкової молекули лежить поліпептид. Постійно в складі біл
ків
зустрічається 20 амінокислот, крім цього є амінокислоти, що з
у
стрічаються
рідко. Якщо до складу поліпептиду входять менше ніж 40

залишків

амінокислот, то це ще не білок, а тільки поліпептид; якщо більше
-

то це вже
молекула, що має властивості білк
а
.


I
.2.

Біологічні функції амінокислот, пептидів і білків.


Амінокислоти мають велике біологічне значення
:

1.
Входять
до складу білків рослинних та тваринних організмів.

2.
Входять

до складу пептидів.

3. З амінокислот в організмі утворено багато низькомолеку
лярних
біол
о
гічно

активних сполук (γ
-
аміномасляна кислота, біогенні аміни та ін.)

4. Частина гормонів у організмі


це
похідні амінокислот (гормони
щитов
и
дної залози, адреналін).

5. Деякі амінокислоти


попередники основ, що
в
ходять до складу
н
у
клеїнових к
ислот.

6. Існують амінокислоти


попередники порфіринів, що необхідні для
біосинтезу гему (для гемоглобіну та міоглобіну).

7. Приймають участь у біосинтезі медіаторів нервової системи.

Поліпептиди теж мають велике біологічне значення. Серед них
з
у
стрічають
ся пептидні антибіотики; токсини: ботулін


смертельна доза 1·10

11

на 1 кг маси, дифтерійної палички; блідної поганки; зміїної отрути. Усі вони
блокують біохімічні реакції організму. З африканських рослин одержані
пептиди, що у 22 тис. раз більш солодкі н
іж сахароза. Існують пептиди, що
викликають сон. Опіумні пептиди енкефалін та ендорфін мають
болезаспокійливу дію і викликають ейфорію.
Гормони білкової природи
-
в
азопресин і оксит
о
цин

-

викликають скорочення
гладен
ької

мускулатури, тому

9

їх
використ
о
вують
при стимуляції пологів, вони регулюють водний обмін і
розще
п
лення глікоген
у

печінки.


Біологічні функції білків.

1.
Ферментативна.

У клітині в біохімічних реакціях приймають участь

більш 2000 ферментів, при цьому всі вони мають білкову природу.

2.
Пластичн
а

(структурна). Білки приймають участь у формуванні всіх
клітинних структур.

3.
Гормональна.

В організмі людини 50% всіх гормонів мають білкову
природу.

4
. Захисна
. У крові організму є захисні білки (антитіла). При влученні в
кров чужорідних агентів мікроо
рганізмів, вірусів (антигенів) антитіла входять у
комплекс з антигенами людини і виводять їх з ладу.

5.
Транспортна.

Перенос О
2
,
вищих жирних карбонових кислот (
ВЖК
)
,
ліпідів, стероїдів, вітамінів, лікарс
ь
ких речовин здійснюється різними
фракціями білків к
рові.

6.
Енергетична
. При переварюванні (розщепленні) білків виділяється
енергія (1 гр. білка


4,1 ккал).

7.
Буферна

або гомеостатична. Білки завдяки своїм властивостям
пі
д
тримують гомеостаз (сталість) організму.

8.
Рецепторна.

Існують білки


рецептори,
завдяки яким ми бачимо,
п
о
чуваємо, сприймаємо дотиком і т.д.

Зважаючи на все це, білки були названі протеїнами (від грец. pr
o
tos


первинний, найважливіший), тобто найважливішими, найпершими сполуками,
що забезпечують прояви життя. Це стосується всіх орган
ізмів на Землі.


I.3. Хімічна та біологічна класифікація амінокислот, що надходять до
складу природних білків.


Для вивчення амінокислотного складу білків спочатку проводять їх
гідроліз (кислотний, лужний або ферментативний).

Кислотний гідроліз білка здійс
нюють за допомогою розчину
хлоридної

кислоти (6 моль/л) у запаяній ампулі, з якої попередньо відкачують повітря,
при
температур
і

110ºС протягом 20
-
72 годин. Одержаний гі
д
ролізат містить
амінокислоти у вигляді гідро
ген
хлоридів.

Під час кислотного гідролізу,

як правило
,

руйнуються триптофан, амідні
групи глутаміну та аспарагіну. Тому для більш ретельного в
и
вчення
амінокислотного складу білків додатково здійснюють лужний г
і
дроліз (білок
інкубують у розчині NOH (2
-
4 моль/л)
при

температур
і

110ºС протягом 3
-
9
г
од).

У лужному середовищі руйнуються цистеїн, серин, треонін, однак
зберігається триптофан. Таким чином, кислотний і лужний гідроліз
д
о
повнюють один одного. Конкретні ферменти
-
протеїнази розривають п
е
вні
пептидні зв‱язки, що полегшує визначення послідовнос
ті аміноки
с
лот у білках.
Для якісного визначення амінокислот у гідролізаті пров
о
дять кольорові реакції:

10

ксантопротеїнов
у



на амінокислоти, що вміщ
у
ють бенз
еновий

рад
и
кал;
реакці
ю

Фоля


на сіркувмісні амінокислоти, р
е
акці
ю

Адамкевича


на
триптофан
.

Для к
ількісного розділення та визн
а
чення відносного складу кожної
амінокислоти в гідролізаті білків вик
о
ристовують різні методи розподільної та
іоннообмінної хроматографії, електрофорезу. Особливо цінні з них
автоматизовані. За допомогою ан
а
лізатора можна за кі
лька годин здійснити
детальний кількісний та які
с
ний аналіз гідролізату будь
-
якого білка.

Амінокислоти


амфотерні електроліти, оскільки аміногрупа має основні
властивості, а карбоксильна


кислотні. У водних розчинах у і
н
тервалі рН від 4
до 9 амінокислоти

існують переважно у вигляді біполя
р
них іонів, які
називаються цвіттер
-
іонами або амфі
-
іонами:




У кислому середовищі карбоксил нейтралізується, тому аміноки
с
лота
реагує як катіон.




У

лужному середовищі біполярний іон втрачає протон, тому
амін
о
кислота

реагує як аніон:



Якщо рН є нейтральним, карбоксильні групи амінокислот повністю
дисоційовані.
У біохімічній номенклатурі такі амінокислоти позначають
використанням закінчення

ат, наприклад глутамінова кислота


глут
а
мат.

Залежно від полярності R
-
груп

амінокислоти поділяються на ч
о
тири
основні класи: неполярні, або гідрофобні (аланін, лейцин, ізоле
й
цин, валін,
пролін, фенілаланін, триптофан, метіонин); полярні, але нез
а
ряджені (гліцин,
серин, треонін, цистеїн, тирозин, аспарагін, глутамін); позитивно з
аряджені
(лізин, аргінін, гістидин); негативно заряджені (а
с
парагінова та глу
тамінова
кислоти).

Всі амінокислоти, що входять до складу білків, за структурою радикалів
(хімічна класифікація амінокислот)

поділяються на 8 класів:



11

1.

Амінокислоти

з вуглеводневим
и радикалами






Радикали цих амінокислот гідрофобні, у будь
-
як
ому

середовищ
і

мають
нульовий заряд.


2.

Кислі амінокислоти та їхні аміди




Радикали аспарагінової та глутамінової кислот містять карбоксильну
групу, яка внаслідок дисоціації у нейтральному
і лужному середовищах дає
заряд

1.




Радикали
аспарагіну і глутаміну

полярні, але незаряджені.




12

3.

Окси
-

(гідрокси) амінокислоти




Радикали цих амінокислот полярні, але недостатньо заряджені, тому
прийнято вважати, що у всіх середовищах вони мають нульо
вий заряд.


4.

Основні амінокислоти




Радикали цих амінокислот у нейтральному і кислому середовищ
і

мають
заряд +1, внаслідок приєднання до них Н
+

(↓
-

центр основності)
.


5.

Ароматичні амінокислоти



Радикали цих амінокисло
т у будь
-
якому середовищі

мають нуль
овий
з
а
ряд.




13

6.

Гетероциклічні амінокислоти



Радикали цих амінокислот у
будь
-
якому

середовищ
і

мають нульовий
заряд.

7.

Сульфур
вмісні амінокислоти




Радикали цистеїну і метіо
ніну полярні, але незаряджені
. Радикал цистин
у

в нейтральному середовищі має нульови
й заряд, у кислому


заряд +1, а в
лужному


заряд

1.


8.
Гетероциклічні імінокислоти




Радикал проліну та гідроксипроліну у
будь
-
якому
середовищ
і

має
нульовий з
а
ряд.

Відповідно до
біологічної класифікації

амінокислоти поділ
я
ються на
замінні

і
незамінні
.

Неза
м
інні



це ті

амінокислоти
, які не можуть бути синтезовані в

14

організмі л
ю
дини, а тому обов'язково повинні міститись в продуктах
харчування. До незамінних амінокислот належать: валін, лейцин, ізолейцин,
трипт
о
фан, метіонін, фенілаланін, треонін, лізин
. У дитячому організмі не
си
н
тезуються також аргінін
і

гістидин. Біологічна цінність білків визнач
а
ється
вмістом у
їх складі

незамінних амінокислот. Так, яєчний альбумін та к
а
зеїн
молока
-

це
повноцінні білки
, тому що вміщують всі незамінні амін
о
кислоти.
Колаген та зеїн кукурудзи


неповноцінні білки
, тому що не вміщують деякі
незамінні амінокислоти, наприклад, лізин.

Замінні амінокислоти при необхідності можуть бути синтезовані в
організмі людини.

I.4. Структура білків.


Прийнято виділяти 4 рівні організа
ції білкової молекули:
первинна,
вт
о
ринна, третинна

і

четвертинна.

Первинна структура

-

це якісний та кількісний склад амінокислот,
посл
і
довність їх розташування в поліпептидних ланцюгах білкової молекули.
Основу первинної структури складають пептидні зв‱я
зки. Вперше цю г
і
потезу
висловив у 1888 році А.Я. Данілевський. Згодом її було підтве
р
джено синтезом
пептидів, який здійснив Є. Фішер. На основі гіпотези А.Я.

Данілевського
Є.Фішер вперше висунув поліпептидну теорію мол
е
кули білка. Згідно з цією
теорією мо
лекули білка складаються з великої кількості амінокислотних
залишків, з‱єднаних між собою пептидними зв‱язками. Молекула білка може
мати один або декілька поліпептидних ланцюгів. Наприклад, молекула
ферменту рибонуклеази містить один поліпептидний ланцюг і
з 124
амінокислотних залишків. Гормон інсулін складається з двох поліпептидних
ланцюгів, з‱єднаних дисульфідними містками між залишками цистеїну.

Вторинна структура



це просторова конфігурація поліпептидного
ла
н
цюга. Розділяють три типи вторинної структур
и:

-
спіраль,

-
складчаста
та
колагенова спіраль.

На основі рентгеноструктурних досліджень Л.

Полінг і Р.

Корі
встанов
и
ли, що для структури пептидів найбільш характерною є

-
спіраль.

-
спіраль


це поліпептидний ланцюг у вигляді правозакрученої спіралі, щ
о
фіксується водневими зв'язками, утвореними між СО
-
групою пеп
тидного
зв`язку одного фрагмента

і NH
-
групою іншого. На кожний виток

-
спіралі
припадає 3,6 амінокислотного залишку. Такий тип вторинної структури
характерний для глобулярних білків.

Фібр
и
лярні

білки

-
кератини (
шерсть,

шкіра, пір‱я) складаються з кількох
поліпептидних ланцюгів, які мають праву

-
спіральну конфігурацію й
утворюють міцні суперспіралі, що виконують механічні функції.


-
складчаста вторинна структура


це один або декілька паралельн
их та
антипаралельно розміщених поліпептидних фрагментів, які з'єднуються
водневим
и зв'язками, що розташовані

перпендикулярно осі поліпептиду. Такий
тип структури найчастіше зустрічається у фібрилярних білках (

-
кератин,
фіброїн та ін.). Зокрема

-
кератин
має паралельне розташува
н
ня поліпептидних

15

ланцюгів, які додатково стабілізуються міжланцюг
о
вими
-
S
-
S
-

зв‱язками. У
фіброїні шовку сусідні поліпептидні ланцюги антипаралельні.

Колагенова спіраль


це три поліпептиди, оповитих друг щодо друга.
Колагенова спі
раль стабілізується водневими зв‱язками, що вин
и
кають між
воднем NН
-
груп залишків амінокислоти одного ланцюга та киснем СО
-
груп
амінокислотних залишків другого. Такий тип характе
р
ний тільки для колаген
у

і
забезпечує йому пружність, еластичність.

Третинна с
труктура



це тривимірна конфігурація поліпепт
и
дного
ланцюг
а

у просторі. У стабілізації третинної структури білка б
е
руть участь
ковалентні і нековалентні зв'язки. Ковалентні зв'язки (

S
-
S

) між залишками
цистеїну. Нековалентні зв'язки:

а
)
гідрофобні взаємо
дії між радикалами

амінокислот
, що бояться води;
вони в
и
штовхуються в суху зону, цей фактор формує структуру;

б)
електростатичні взаємодії між зарядженими радикалами;

в)
водневі зв'язки між деякими радикалами амінокислот.

Четвертинна структура



це характе
рний спосіб об‱єднання та
ро
з
ташування у просторі окремих поліпептидних ланцюгів, з яких склад
а
ється
одна функціонально індивідуальна молекула. Великі білкові мол
е
кули
складаються з декількох складових частин (субодиниць), що іноді називаються
протомерами,

а саму велику молекулу називають мультимер. Наявність строго
визначеної кількості субодиниць та їх взаємне розташування у просторі
визначає четвертинну структуру.

Для четвертинної структури одних білків характерне глобулярне
розт
а
шування субодиниць (
біло
к крові
гемоглобін). Інші білки об‱єднуються в
спіральні четвертинні структури за типом гвинтової симетрії (вірус тютюнової
м
о
заїки).

Таким чином, є чотири рівні організації білкової молекули. Всі в
о
ни
взаємозв‱язані; послідовність залишків амінокислот, аб
о первинна структура,
повністю визначає конформацію білкової молекули. Прояв біологічної
активності білків залежить від вищих рівнів їх структурної організації.


I.5. Властивості білків.


1.
Методи виділення та очищення

білків
.

Для вивчення фізико
-
хімічни
х і біологічних властивостей індивід
у
альних
білків їх одержують у чистому вигляді. Спочатку білки екстраг
у
ють із клітин
або тканин у розчиненному стані, а потім очищають. Для цього
використовують різні фізико
-
хімічні методи.
З
азвичай

на першому етапі
здійс
нюють ізоелектричне осадження, а потім фракційне осадже
н
ня білків
розчинами нейтральних солей (
амоній
гідрогенсульфіту
,
натрій
хлорід
у

та ін.)
або спиртом (метилови
м
, етилови
м
) з поступовим підв
и
щенням концентрації
при

низьк
ій

температур
і

(
-
5...
-
10ºС).

Дл
я подальшого очищення білків останнім часом широко
викори
с
товується іонообмінна, адсорбційна або афінна хроматографія з
різними адсорбентами, а також гельфільтрація на колонках з агаразою,

16

сефаде
к
сом, біогелем тощо.

Суміш білків можна розділити за допомого
ю електрофорезу на рі
з
них
носіях (фільтрувальний папір,
поліакр
и
ламідний

або крохмальний гель та ін.).
Основними тестами для визначення гомогенності одержан
о
го білка є
стабільний амінокислотний склад, певна молекулярна маса. Гомогенний білок
під час електр
офорезу переміщується у вигляді однієї смуги й постійно виявляє
специфічну біологічну активність (фермент
а
тивну, гормональну тощо).


2.
Молекулярна маса.

Для характеристики гомогенності білка спочатку визначають його
молекулярну масу. Найпоширенішими метод
ами її визначення є
ультр
а
центрифугування, гель
-
електрофорез, осмометричний, дифузійний і
ре
н
тгеноструктурний аналізи, методи електронної спектроскопії та ін. За
допомогою цих методів
було
встановлено
,

щ
о молекулярна маса білків
кол
и
вається в межах від кіл
ькох тисяч до кількох мільйонів (інсулін


6 тис.

од.
,

альбумін молока


17.4 тис.

од.,
я
єчний

альбумін


40 тис. од., гемоглобін
людини


68 тис. од., сироватковий γ
-
глобулін 160 тис. од.,
фібр
и
ноген



330
тис. од., актоміозин


5000 тис.

од.)


3. Амфотер
ність.

Білки, як і амінокислоти,
-

це амфотерні сполуки, тому в кислому
середовищі вони дисоціюють як основи, а у лужному


як кислоти.

Завд
я
ки наявності в складі амінокислот тих або інших радикалів, білкові
мол
е
кули часто мають заряд позитивний або нега
тивний, причому в різних
середовищах цей заряд різний. Завдяки цьому білки можна очищати, розділяти
методом електрофорезу.

Під час взаємодії з кислотами або основами білки утворюють с
о
леподібні
сполуки.
На цьому принципі засновано їх осадження з водних роз
чинів,
наприклад, трихлороцтовою кислотою. З амфот
е
рними властивостями білків
пов‱язана їх буферна дія, тобто підтримання в тканинах і клітинах організму
постійної реакції середовища.

Для білків, поліпептидів і амінокислот характерний так званий
із
о
електри
чний стан.
Ізоелектричний стан

(ІС)



це такий стан білкової
м
о
лекули, при якому вона має нульовий заряд.

Значення рН, при якому молекула знаходиться в ІС, називається
ізоелектричною точкою (ІТ
).

Залежно від амінокислотного с
кладу

кожний
білок має свою ізо
електричну точку.
В

ізоелектричній точці білок найменш
стійкий, легше всього осаджується і руйнується. На цьому заснований метод
дрібного осадження білків із розчину після досягнення значення рН, що
відповідає ізоелектричній точці одного із компонентів сум
іші. Інші білки
залишаються в розчині.


4. Розчинність.

Більшість білків розчиняються у воді й утворюють колоїдні розчини.

Білки, розчиняючись у воді, утворюють колоїдні розчини. Це такі

17

розчини, діаметр частинок яких п
е
ревищує 0,001

.

Білки виявляють гід
рофільні властивості, тобто мають спорідненість до
води. Розчинності білків, як і інших речовин, сприяють фактори, які зменшують
взаємодію між молекулами речовин, що розчинені.

На поверхні білкової
молекули розташовані різні гідроф
і
льні групи, що притягуют
ь до себе дипольні
молекули води. Гідрофіл
ь
ність різних функціональних груп різна, наприклад,
пептидна група

CO

NH


зв‱язує одну молекулу води,

карбоксильна
группа


COO



-

чотири молекули

води
,
групи

NH
2

і

SH по одній молекулі
води. Ті з молекул води
, які розташовані ближче до поверхні білкової
молекули, орієнтовані до неї певним чином. Чим далі від поверхні білка
віддалені диполі води, тим безладніше їх розт
а
шування у розчині. Диполі води,
що утворюють гідратну оболонку н
а
вколо білкової молекули, утр
имують білок
у розчині.

Таким чином, найбільше значення мають фактори, що утримують білок у
розчині:

1. Підсумований заряд білка, який визначається співвідношенням
катіонних і аніонних груп в радикалах амінокислотних залишків білка;

2. Наявність гідратної
оболонки.

Білки утримуються в розчині завдяки наявності гідратній оболонці.
Гідратна оболонка орієнтується навколо білкової молекули через ная
в
ність на
ній якогось заряду.










Якщо до розчину білка додати
водовід
н
імаючий

засіб або додати
р
е
човини, щ
о нейтралізують заряд білкової молекули (гідратна оболонка
зруйнується), розчинність білка

знизиться
. При цьому відбувається його
ос
а
дж
е
ння.
Реакції осадж
е
ння

білка можуть бути
оборотними

і
необ
о
ротними
. Оборотним називається таке осадж
е
ння, при якому утво
рений
осад білка може розчинятися в
первісному

розчиннику. Якщо утв
о
рюється осад
білка, що згодом не може розчинитися в
первісному

ро
з
чиннику, то осадж
е
ння
необоротне.

З водних розчинів білки осаджуються нейтральними солями в
и
соких
концентрацій (додавання
невеликих концентрацій нейтральних солей збільшує
розчинність білків у воді). Це явище одержало назву
висолювання
.
Висол
ю
вання здійснюють за допомогою
амоні
й

сульфату,
натрі
й

(
або калі
й)

фосфат
у
,
натрі
й

гідр
огенсульфа
ту
тощо. Висолювання білків найбільш
еф
е
к
тивне в ізоелектричній точці, оскільки при цьому єдиним фактором, який
стабілізує білок у розчині, є гідратна оболонка. Іони солі притягують м
о
лекули

18

води, зменшуючи розчинність білка й підвищуючи його здатність до
осадження. Осадж
е
ння білків відбуваєтьс
яя інтенсивніше
при
низ
ь
к
ій

температур
і
. Висолювання білків це зворотний процес. Після вид
а
лення солі
діалізом білок можна розчинити у воді або
початковому

ро
з
чині. Метод
висолювання використовується для одержання індивідуал
ь
них білків у
кристалічному ста
ні.

Оборотне осадж
е
ння білка здійснюється також під дією спирту або
ацетону. Спирт, як гідрофільний реагент, руйнує гідратну оболонку білкової
молекули, внаслідок чого здійснюється осадження

білка
. Якщо дія спирту
нетривала, гідратна оболонка може відновлю
ватися.

Якщо білок втрачає один з цих факторів, він випадає в осад. Напр
и
клад,
якщо відняти у білкових молекул диполі води, що пов‱язані з ними,
і

зменшити
таким чином їх гідратацію, то вони почнуть злипатися, утв
о
рюючи більш
крупні частинки білка і почнут
ь осідати в ро
з
чин
і

у вигляді осаду:








C
2
H
5
OH





дегідратація





білкова частина,

яка несе сумарний (+)

дегідратована части
н
ка

заряд
і оточена гідратною оболонкою


білка без гідратної

оболонки


При необоротних реакціях осадження відбувається денатурація бі
л
ків, так
як осади білків втрачають властиві їм на
тивні (природні), тобто певні фізико
-
хімічні та біологічні властивості, в силу чого ці осади не п
е
реходять у розчин
під дією
первісного
розчинник
а
.

Необоротне ос
а
дження білка з розчину
викликають:

а) солі важких металів (Cu, P, Hg, Au та ін.);

б) алкалої
дні реактиви;

в) концентровані мінеральні кислоти;

г) деякі органічні кислоти.


а) З солями важких металів білки утворюють міцні солеподібні
ко
м
плексні сполуки, що випадають в осад, і не розчинюються в первісному
розчиннику.

При використанні CuSO
4

і P(CH
3
COO)
2

як осадників, їх надлишок
викликає розчинення утвореного осаду білка, що виникає внаслідок а
д
сорбції
надлишку

іонів металу та перезарядки білкового комплекс
у
:




розчин білка + CuSO
4



осад білка



(мала кількість)

(необоротне осадження)



19


осад білка + CuSO
4

[ білок › Cu]
2+
SO
4
2
-



(надлишок)

перезаряджений комплекс




білк
а з іоном важкого



металу

що розчиняється у воді


б) Необоротне осадження білка алкалоїдними реактивами зумовл
е
но
наявністю в
молекулі білка

азотистих гет
ероциклічних угрупувань, що
знаходяться в молекулах алкалоїдів. Це пірольні, індольні та імідазольні
угр
у
пування.

До алкалоїдних реактивів відносяться танін (міститься в чаї), фо
с
форно
-
вольфрамова і фосфорномолібденова кислоти, розчини йодної ртуті в KI,
р
озчин
вісмут

йоди
ду

в KI,
калій
гексаціаноферат, пикри
н
о
ва кислота та ін.

Осадження білка при дії алкалоїдних реактивів здійснюється внасл
і
док
утворення нерозчинних солеподібних сполук, в яких білок є каті
о
ном, а
алкалоїдний реактив


аніоном.

в) Необоротн
е осадження білків концентрованими мінеральними
кислотами (окрім фос
фатної
) відбувається внаслідок дегідратації білк
о
вих
частинок та утворення солей із білка та кислоти. Осади білків при цьому не
розчинюються в
первісному

розчиннику, але можуть бути ро
з
чин
ені в
надлишку відповідних мінеральних кислот (окрім
нітратної
) в р
е
зультаті
утворення перезарядженого комплексу.

г) Деякі органічні кислоти (наприклад
,

3%
-
ова

трихлороцтова кислота
CCl
3
COOH) є специфічними осаджувачами білків та викликають
їх
не
оборотне

о
садження внаслідок дегідратації білкових частинок та утворення солі із білка
та кислоти.

Колоїдний стан і великі розміри молекул перешкодж
а
ють прони
к
ненню
білків крізь штучні напівпроникні та клітинні мембрани. Цим к
о
ристуються для
очищення розчину білка в
ід низькомолекулярних дом
і
шок і розчинників, які
вільно дифундують крізь пори штучної напівпр
о
никної мембрани (пергамент,
целофан та ін.). Такий метод очищення н
а
зивається
діалізом
. Якщо в
целофановий пакет налити білковий розчин, забруднений
низькомолекул
ярними домішками, а потім пакет
помістити
в склянку з
дистильованою водою, то через якийсь час домішки прони
к
нуть крізь пори
целофану і перейдуть у воду, а білок залишиться в цел
о
фані.

Для колоїдних розчинів білків характерний оптичний ефект
Тінд
а
ля
,
тобто

здатність розсіювати промені світла і опалесц
ил
ювати.


5. Денатурація білків.

Під дією різних факторів нативна (природна) просторова структура
вис
о
комолекулярних полімерів, побудованих з амінокислот, може
порушув
а
тися, при цьому утворюються біла нерозчин
на маса, звідки і їх назва


білки. Цей процес називається денатурацією. Якщо дія денатуруючого агента
нетривала, то в деяких випадках можливе відновлення білкової структури. Цей
процес називається ренатурація.

В денатурованих білках змінюється переважно
вторинна, третинна та

20

ч
е
твертинна структур
а
, а пептидний зв‱язок зберігається. Внаслідок пор
у
шень
структурної організації змінюється розчинність білків, їх оптична активність,
розміри молекул, збільшується в‱язкість. Білок стає менш стійким у водному
розчи
ні й легше осаджується, підвищується реакційна здатність деяких
функціональних угрупувань (SH
-

ОН
-

серину, тирозину і імідазольних груп
аргініну). Механізм денатурації посягає в розгортанні поліпептидного ланцюга.
Денатуровані білки набувають вигляду випа
д
кових хаотичних петель і клубків,
форма яких підлягає зміненню. В т
а
кому стані білки легше зазнають дії
протеолітичних ферментів.

При денатурації порушується або цілком втрачається розчинність,
специфічна біологічна активність, змінюються основні вла
с
тивос
ті білків.

Денатуруючі фактори можуть розділятися на фізичні і хімічні.

Фізичні фактори, що викликають денатурацію: температура, механічний
вплив, тиск, ультразвукове й іонізуюче випромінювання.

Теплова денатурація білків


од
на

з характерних їхніх озн
ак. Шв
и
дкість
теплової денатурації залежить від рН середовища, іонної сили розчину.
Найбільш повне і швидке осадження відбувається в ІТ. Денат
у
рація
відбувається при розтиранні сухих препаратів, збиванні, енергійному
струшуванні розчинів.

При ліофілізації
(висушуванні у вакуумі шляхом сублімації вологи з
замороженого стану) структура більшості білків не змінюється. Тому цей засіб
використовується для тривалого зберігання білкових препар
а
тів.

Хімічні фактори, що викликають денатурацію: кислоти, луги, орг
а
н
ічні
розчинники, поверхнево
-
активні речовини, алкалоїди (кофеїн, те
о
бромін).

Денатурація білків має величезне значення для всіх живих

організмів.
При старінні живих організмів відбувається денатурація бі
л
ків, зменшується
їхня гідрофільність. Так, наприклад
, при старінні н
а
сін
ня

денатурація бі
лків
приводить до втрати їх

здатності до проро
с
тання. Порушення структури, що
здійснюється під час денатурації, пол
е
гшує доступ ферментів до пептидних
зв'язків, які вони розщеплюють. Тому денатуровані білки легше
перева
рюються, ніж нативні. У шл
унку людини виробляється хлоридна

кислота, що також викликає денатурацію білка, допомогаючи, таким чином,
ферментам у розщепленні білка і з
а
своюванню організмом. Крім цього
,

денатурація
білків
відбувається при сушінні макаронів,
овочів, молока, яєчного
порошку, при виготовленні консервів, випічці хліба, кондитерських виробів.


I.6.

Класифікація білків.


Головними ознаками,
що лежать в основі
класифікації білків, є їх склад
або фізіко
-
хімічні властивості та форма молекул.

За складо
м

або фізико
-
хімічними властивостями білки поділяють на
пр
о
сті (протеїни)

та
складні (протеїди)

Простими називають білки, внаслідок
гідролізу яких утворюються лише амінокислоти. Продуктами гідролізу
складних білків, поряд з амінокислотами є речовини небілк
ової природи
(вуглеводи, ліпіди, фос
фатна

кислота, нуклеїнові кислоти та ін.) Небі
л
ковий

21

компонент складних білків називається
простетичною групою
.

Однак, класифікація білків на прості та складні є умовною. Так, прості
білки гістони можуть модифікуватися (
фосфорилюванням, м
е
тилюванням,
ацетилюванням та ін.) і перетворюватися на складні білки.

Залежно від форм
и

або конформації білки можна розділити на два
основних класи


глобулярні

та
фібр
и
лярні
.


Протеїни.
До цих білків належать гістони, протаміни, альбумі
ни,
глобуліни, глютеліни, проламіни, протеїноїди. Вони характеризуються різними
фізіко
-
хімічними властивостями.

Гістони

та
протаміни

є найпростішими сильноосновними білками з
молекулярною масою 4000

12000. Вони характеризуються високим вмістом
діаміномоно
карбонових кислот, переважно аргініну, лізину та гістидину.
Гістони та протаміни містяться в ядрах клітин вищих тварин. Гістони
представлені кількома індивідуальними молекулярними фракц
і
ями, які
різняться вмістом основних амінокислот (21
-
30%), електрофор
е
т
ичною
рухомістю та локалізацією. Протаміни містять у своєму складі до 80%
д
і
аміномонокарбонових кислот, тобто вони є полівалентним органічним
катіоном і тому легко взаємодіють з молекулами, що мають надлишок
негативно заряджених груп, наприклад з нуклеїн
овими кислотами

Протаміни вміщуються у великій кількості в статевих клітинах риб,
ссавців, людини. Їх називають за дж
е
релом одержання: сальмін (із
молок
семг
и
), скумбрін (із скумбрії), клуп
е
їн (із оселедця) та ін. Гістони та протаміни
відіграють важливу р
оль у формуванні структури й функціонуванні ядерного
нуклеопротеїдного комплексу


хроматину.

Альбуміни

та
глобуліни

досить поширені в клітинах рослинних та
тваринних організмів. Альбуміни добре розчиняються у воді та сольових
розчинах, висолюються в розч
ині
амоній

сульфату у межах насичення 80


100%. У альбуміні міститься багато амінокислоти лейцину (до 15%), є також
лізин, аспарагінова та глутамінова кислоти, в дуже незначн
ій

к
і
лькост
і



гліцин.
Альбуміни є в крові, де вони завдяки адсорбційним здібнос
тям виконують
транспортну функцію у лімфі, а також у цитопл
а
змі всіх клітин. У курячих
яйцях вміст альбумінів досягає 50% , їх також багато у молоці та молочних
продуктах.

Глобуліни


це глобулярні білки, що погано розчиняються в соль
о
вих
розчинах і зовсім

не розчиняються у воді. Вони повністю висол
ю
ються
розчином сульфату амонію в межах насичення 50%. За хімічною природою
глобуліни близькі до альбумінів, однак дещо багатіші на гл
і
цин (до 3%). У
організмі глобуліни виконують захисні функції, оскільки є спец
ифічними
антитілами (переважно γ
-
глобуліни), а також беруть участь у процесах
згортання крові
(фібр
и
ноген).

Глобуліни вміщуються у великих кількостях у
насіннях, особливо бобових і олійних рослин, у крові та інших біологічних
рідинах (лімфі).

До глобулін
ів відносяться: білок крові


фібриноген,

білок насін
ня

гор
о
ху



легумін,

білок насіння

квасолі


фазеолін,

білок коноплі
-

едест
и
н.


22


Глютеліни

та
проламіни



прості білки рослинного походження. До
глютелінів належать білок зерна пшениці


глутенін, зерна
кукурудзи


глутелін, рисового зерна


оризенін. Ці білки не розчиняються у воді, але
розчиняються в розчинах розведених кислот і лугів.

Особливістю хімічного складу проламінів є високий вміст амінокислоти
проліну. До проламінів належать зеїн


білок насін
ня кукурузи, гордеїн


вівса,
гліадин


жит
а та пшениці. На відміну від глю
телінів проламіни добре
розчиняються у 70
-
80%
-
му спирті. На цій властивості засновані методи їх
розділення.

Протеїноїди

-

фібри
лярні

білки опорної тканини (кісток, хрящів,
волосся,
сухожилів). Особливістю цих білків є їх нерозчинність у воді,
сольових розчинах, слабких розчинах кислот і лугів. Представниками
протеїноїдів є колаген (білок сполучної тканини) і осеїн (органічна осн
о
ва
кісткової тканини, фіброїн (білок шовку). Протеїноїд

кератин, що вх
о
дить до
складу волосся, пір‱я, копит у великих кількостях містить ам
і
нокислоту
цистеїн.


Протеїди.
Це складні білки, що складаються із простого білка та
небілкової частини


простетичної групи.

До складних білків належать
хромопротеїди, фос
фопротеїди, ліпопротеїди, глікопротеїди, нуклео
п
ротеїди.

Хромопротеїди

складаються з простого білка та забарвленої
пр
о
стетичної групи, якою є похідні ізоалоксазину (флавінові ферменти),
к
а
ротину (родопсин) і порфірину (гемоглобін, міоглобін, гемінові ферме
н
ти


каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза та ін.). Простетична група деяких
хромопротеїдів містить метал. Так, до складу гемоглобіну, міо
г
лобіну,
каталази, пероксидази та цитохрому входить
Ферум
, гемоціаніну


Купрум
,
хлорофілу


Манган
. До хромопротеї
дів належать гемопротеїди,
флавопротеїди, ретиніліденпротеїди та ін.

Одним з найважливіших гемопротеїдів є
гемоглобін
. Він склад
а
ється з
білка глобіну та простетичної групи гем
у
. Молекулярна маса г
е
моглобіну


60000
-
70000. Гем є похідним протопорфірину. Ос
новою структури
протопорфірину є порфін


тетрапіролова сполука, в якій п
і
рольні кільця
з‱єднані між собою метиновими групами (=СН
-
). Гем


це хелатний комплекс
протопорфірину з атомом

Феруму
, який коордінаційно зв‱язаний із чотирма
атомами
Нітрогену

пірол
ьних кілець. Молекула гем
о
глобіну містить чотири
поліпептидні ланцюги (два α і два β), кожний з яких

зв‱язаний із однією
групою гем
у
.

Гемоглобін легко взаємодіє з різними газами. Найважливішим п
о
хідним
гемоглобіну є оксигемоглобін. Це нестійка сполука, щ
о у разі зміни
парціального тиску легко дисоціює на гемоглобін і кисень. Гем
о
глобін утворює
стійку сполуку з СО
-

(
карбон (
II)

оксидом)
. При цьому утворюється
карбоксигемоглобін, ступінь дисоціації якого значно ме
н
ший, ніж гемоглобіну.
Тому внаслідок одноч
асного вдихання кисню та СО порушується нормальний
процес транспорту кисню (гемоглобін мі
ц
ніше зв‱язує СО), що може привести

23

до тяжких наслідків і навіть до см
е
рті. Приєднання кисню або СО до
гемоглобіну не змінює валентність
Феруму
. Однак, під дією деяких

окислювачів гемоглобін перетворюється на метгемоглобін, який містить
тривалентне залізо. Метгемоглобін не може бути переносником кисню.

Міоглобін

складається з однієї молекули білка глобіну та одного гем
у
.
Молекулярна маса міоглобіну становить близько 170
00. Міоглобін відіграє
дуже важливу роль у забезпечені киснем м‱язової ткан
и
ни.

Спорідненість
міоглобіну з киснем значно вища, ніж гемоглобіну.

До хромопротеїдів належать також
цитохроми.
Вони є компоне
н
тами
дихального ланцюга й мають велике значення для з
дійснення оки
с
но
-
відновних
процесів.

Цитохроми складають
ся з однопептидного білка і гему
, зв‱язаних між
собою залишками пропіонової кислоти. Ва
лентність заліза гему

цитохромів
змінюється в процесі перенесення електронів. Т
а
ку ж функцію в організмі
виконуют
ь ферменти каталаза та пероксидаза. У молекули каталази чотири
геми, її молекулярна маса


225000. Перо
к
сидази мають один гем; молекулярна
маса різних пероксидаз коливаєт
ь
ся в межах 44000


92 000.

У рослинах міститься хромопротеїд, який складається з біл
ка та
хлорофілу.

Нині відомо два типи хлорофілу


хлорофіл
а

і хлорофіл
в.

Основою
будови хлорофілу є протопорфірин, який зв‱язаний із атомом
М
агнію двома
основними та двома додатковими валентностями. Хлор
о
філ, який є складним
ефіром двохосновної кислоти т
а двох спиртів


м
е
тилового та
високомолекулярного ненасиченого спирту


фітолу. Мі
с
титься в хлоропластах
у комплексі з білком і ліпоїдами. Він відіграє ва
ж
ливу роль у процесах
фотосинтезу зелених рослин.

Хромопротеїди, які не містять металів, називаються
флавопротеїдами.

Їх простетичною групою є рибофлавін у складі
флавінаденіндинуклеот
и
ду (ФАД) або флавінмононуклеотиду (ФМН),
ковалентно зв‱язаного з апоферментом. Флавопротеїди необхідні для перебігу
окисно
-
відновних процесів.

До групи хромопротеїдів вход
ять також ретиніліденпротеїди,
хр
о
мофорними угрупуваннями яких є ретиналі. Вони локалізовані в
сітківці ока

й виконують специфічну функцію
-

фоторецепцію. Тому їх також н
а
зивають
зоровими пігментами. Вони складаються з білкового (опсин) та небілкового
(хро
мофорна група) компонентів. Як правило, хромофорна група в
ретиніліденпротеїдах представлена 11
-
цис
-
ретинолем або 11
-
цис
-
3,4
-
дегідроретинолем і зв‱язана з опсином ковалентним зв‱язком.

Фосфопротеїди



це складні білки, що містять білковий компонент і
залиш
ок фосф
атної

кислоти, яка з‱єднана ефірним зв‱язком із гідр
о
ксильними
групами гідроксиамінокислот


серину та треоніну. Найва
ж
ливішими
представниками цієї групи білків є
казеїноген
молока,
вітел
е
нін, вітелін, вітин

яєць,
іхтулін



білок сперми риб. Фосфопр
отеїди б
е
руть активну участь у
обмінних процесах, особливо в ембріональних та швидкоростучих тканинах.
Деякі фосфопротеїди мають ферментативну активність (пепсин, фосфорилаза
та ін.).

Ліпопротеїди



це група складних білків, які містять білки та ліп
і
ди

24

(хо
лестер
ин
, фосфатиди, жири та ін.). Ліпопротеїди розчинні у воді та
нерозчинні в органічних розчинниках (ефірі, бенз
ені
, хлороформі та ін.). Вони є
головними компонентами біологічних мембран, у вільному стані містяться в
плазмі крові, лімфі, молоці, яєчному

жовтку та ін.). У вигляді розчинних
ліпопротеїдних комплексів у організмі транспортується баг
а
то біологічно
активних речовин.

Глікопротеїди



це

складні білки, які, крім білка або пептиду, містять в
своєму складі групу гетероолігосахаридів
. Природні гліко
протеїди поділяються
на
типові
(нейтральні) та муко
п
ротеїди (кислі). Мукопротеїди поділяють на
хондромукопротеїди та гі
а
ломукопротеїди. Хондромукопротеїди містять
хондроїтинс
ульфатну

кисл
о
ту та входять до складу хрящів, а
гіаломукопротеїди


гіалуронову ки
с
лоту й містяться в основній речовині
сполучної тканини. Поліпептидні ланцюги білкового компонента глікопротеїдів
з‱єднані з вуглеводним компонентом переважно через гідроксильні групи
гідроксиамінокислоти (серину та треоніну) або через карбоксильну групу
а
спарагінової кисл
о
ти.

Глікопротеїди відіграють важливу функціональну роль. Деякі з них є
а
н
тикоагулянтами. Глікопротеїд пропердин


природний антибіотик; м
у
цини,
стійкі до дії ферментів

і
виконують захисну функцію, запобігаючи
розщепленню слизової оболонк
и травними ферментами. Деякі ферменти та
пептидні гормони мають глікопротеїдну природу.

Нуклеопротеїди
.

Це


складні білки, що містять прості білки та
н
у
клеїнові кислоти. Білковий компонент нуклеопротеїдів з
азвичай

склад
а
ється
з гістонів або протамінів. За
лежно від природи нуклеїнової кислоти
розрізняють два види нуклеопротеїдів. До складу

рибонуклеопротеїдів (РНП)
входи
ть
рибонуклеїнова кислота (
РНК
)
,
до складу

дезоксирибонуклеопротеїдів
(ДНП)


дезоксирибонуклеїнова кислота (
ДНК
)
.
Нуклеопротеїди в
ходять д
о
складу
все
л
яких

клітин, приймають участь в утворенні структурних елементів
та передачі спадкоємної інформації.

За формою

молекули білки поділяються на
глобулярні

та

фібр
и
ля
р
ні
.

Глобулярні білки мають кулясту, еліпсоїдну або овальну форму мол
е
кул. До
них
належать більшість розчинних білків сироватки крові, майже всі відомі
нині ферменти, білки молока, деякі гормони, антитіла та ін.
Ф
і
брилярні

білки
складаються з паралельно розташованих поліпептидних ланцюгів і утворюють
витягнуту нитковидну молекулу. До ці
єї групи н
а
лежать білки волосся


кератин, шовку


фіброїн, м‱язів


міозин тощо. Так,
фібрилярні

α
-
кератини
складаються з поліпептидних ланцюгів (трьох або семи), які мають α
-
конфігурацію й розташовані паралельно. Основа структури
фібрилярного

білка
колаг
ену


потрійні спіралі, які складаються з трьох поліпептидних ланцюгів.
Волокна α
-
кератину утв
о
рюють суперспіралі. Така структура
фібрилярних

білків дуже важлива для їх функціонування.
Фібрилярні

білки мають велику
міцність, можуть стискатися та розправлят
ися. Вони нерозчинні у воді та
розведених с
о
льових розчинах.




25

Лабораторна робота № 1


КОЛЬОРОВІ РЕАКЦІЇ НА БІЛКИ


Мета роботи:
вивчення кольорових реакцій, які підтверджують
наявність у білковій молекулі пептидного зв‱язку, залишків ароматичних
амінокисло
т, триптофану,
сульфурвмісних

амінокислот, аргініну, гістидину і
тирозину.



Кольорові реакції на білки
об
умовлені наявністю в молекулі білка тієї чи
іншої амінокислоти або утвореного ними хімічного угрупування. Тому
кольорові реакції на білки використовую
ть для доказу білкової природи
речовини, визначення якісного та кількісного амінокислотного складу
різноманітних природних білків.


Дослід 1. Біуретова реакція (реакція Піотровського).


Якщо додати

у лужний розчин білка розчин к
упрум (ІІ) сульфату, рідина
набуває фіолетового забарвлення. Реакція зумовлена наявністю в молекулі
білка пептидних зв‱язків

СО
-
N
H
-
, які при взаємодії з іонами к
упруму
утворюють забарвлені комплексні сполуки.


Хід роботи


В пробірку наливають 1 мл розведеного яєчного білка, 1 мл 10%
-
го
розчину
н
атрій гідроксиду та 1
-
2 краплини 1%
-
го розчину
к
упрум (ІІ)
сульфату. Під час перемішування з‱являється фіолетове забарвлення.



Дослід 2. Ксантопротеїнова реакція.

Більшість білків під час нагрівання з концентрованою нітратною
кислотою дають ж
овте забарвлення, яке при додаванні розчину лугу або
амоніаку переходить в
помаранчеве
. Ця реакція характерна для ароматичного
ядра циклічних амінокислот (фенілаланіну, тирозину і триптофану), які
містяться майже у всіх білках. Під час дії концентрованою н
ітратною кислотою
на ці амінокислоти відбувається нітрування їх ароматичного ядра з утворенням
нітросполук жовтого кольору, які під час додавання лугу перетворюються в
солі хіноїдної структури, забарвлені в помаранчевий колір.

Аналогічно перебігає реакція
нітрування фенілаланіну та триптофану.

Ксантопротеїнова реакція спостерігається на шкірі, нігтях, вовні, якщо
попасти на них концентрованою нітратною кислотою (жовте забарвлення).

Білки, у складі яких циклічні амінокислоти відсутні, не дають
ксантпротеїнов
ої реакції. До таких білків відносяться желатин, сальмін тощо.


Хід роботи

В пробірку наливають 5 крапель яєчного білка, додають 2
-
3 краплі
концентрованої нітратної кислоти і нагрівають. Поступово з‱являється
лимонно
-
жовте забарвлення. Після охолоджування
і додавання 5
-
10 крапель

26

30%
-
го розчину NOH з‱являється
помаранчеве

забарвлення.


Дослід 3. Реакція Адамкевича на триптофан.

Амінокислота триптофан, реагуючи з гліоксалевою кислотою, завжди
присутньою у вигляді домішки у концентрованій оцтовій кислоті, ут
ворює
червоно
-
фіолетові продукти конденсації.

Інтенсивність здобутого забарвлення залежить від кількості триптофану в
білку. Вміст триптофану в яєчному та соєвому білках в два рази більший, ніж у
пшеничному. В желатині триптофан відсутній.


Хід роботи

У пр
обірку наливають 5 крапель яєчного білка, додають 5 крапель
концентрованої оцтової кислоти, трохи нагрівають, потім обережно
підшаровують однаковим обсягом концентрованої сульфатної кислоти. На
межі двох шарів рідини з‱являється червоно
-
фіолетове кільце. К
онцентрована
сульфатна кислота вживається як
водовіднімаючий

засіб.


Дослід 4. Реакція Фоля на
сульфу
р
вмісні

амінокислоти.

Під час кіп‱ятіння амінокислот цистеїну та цистину в лужному
середовищі від них легко відщеплюється
сірка
у вигляді
г
ідроген сульфіду
,
який у лужному середовищі утворює
н
атрій сульфід. Натрій сульфід при
взаємодії з
п
люмбум ацетатом утворює
бурий

або
чорний осад
п
люмбум
сульфіду.

Інтенсивність забарвлення залежить від кількості
сульфурвмісних

амінокислот у складі білка та від концентрац
ії білка у розчині.

Желатин майже не містить
сульфурвмісних

амінокислот і тому не дає
реакцію Фоля.

Хід роботи

У пробірку вносять 5 крапель розчину яєчного б
ілка, 5 крапель 30%
-
го
розчину
н
атрій гідроксиду, 1 краплю розчину
п
люмбум
ацетату

і нагріва
ють до
появи чорного осаду
п
люмб
ум сульфіду.


Результати лабораторної роботи слід

записати у вигляді таблиці
2
.


Таблиця
2
.



Назва реакції

Реактиви, що
використовуються

Забарвлення,
що
спостерігається

Пояснення
реакції








Завдання для самостійної роботи:

в
ивчити теоретичний матеріал за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.




27

Контрольні питання


1.

Який тип зв‱язку лежить в основі первинної структури молекули білка?
За допомогою якої кольорової реакції його можна визначити? Наведіть схему
цієї
реакції.

2.

Наведіть схему кольорової реакції, що дозволяє підтвердити наявність
у складі білкової молекули залишків ароматичних амінокислот.

3.

Наведіть приклад дипептиду, що вміщує залишок фенілаланіну.
Напишіть для цього дипептиду якісну реакцію, що пі
дтверджує наявність цієї
амінокислоти в складі дипептиду.

4.

За допомогою якої якісної реакції можна виявити у складі білкової
молекули амінокислоти триптофану? Напишіть схему цієї реакції.

5.

Які
сульфурвмісні

амінокислоти постійно зустрічаються у складі
природних білків? Наведіть формули цих амінокислот. За допомогою якої
кольорової реакції можна довести їх наявність у складі білкової молекули?


Лабораторна робота № 2


РЕАКЦІЇ ОСАДЖЕ
ННЯ БІЛКІВ


Мета роботи
-

практичне вивчення властивостей білків
, а саме
:

їх
розчинності. При виконанні лабораторної роботи студенти повинні набути
навички та уміння проведення експериментальних досліджень.



Для того, щоб успішно виконати та зрозуміти
наступну
лабораторну
роботу, необхідно згадати колоїдні та гідрофільні власт
ивості білків.

Білки, розчиняючись у воді, утворюють колоїдні розчини. Це такі
розчини, діаметр частинок яких не перевищує
10
-
7

см.

1. РЕАКЦІЇ ОБОРОТНОГО ОСАД
ЖЕ
ННЯ БІЛКІВ.

Дослід 1.
Висолювання білків
нейтральними
солями

і солями

лужних
і лужноземельних ме
талів.

Яєчний білок складається із декількох фракцій білків, які відрізняються
одна від одної за розчинністю. За допомогою методу висолювання з нього
можна виділити альбуміни і глобуліни. Так, глобуліни, які мають відносну масу
більшу, ніж альбуміни, осадж
уються напівнасиченим розчином амоній
сульфату
(
NH
3
)
2
SO
4
, а альбуміни


його
насиченим розчином.

Для досліду використовують розведений водою яєчний білок, до якого
додано
трошки
н
атрій хлорид
у (білок №1), так як в слабкому сольовому
розчині альбуміни і гло
буліни мають однакову розчинність.

У
:

пробірку наливають 3 мл розчину білка, додаючи однаковий обсяг
насиченого розчину амоній сульфату (
NH
4
)
2
SO
4

та перемішують. В результаті
одержують напівнасичений розчин амоній сульфату, внаслідок чого випадає
осад глоб
уліну. Через кілька хвилин вміст пробірки відфільтровують.


28

У фільтраті залишається інший білок


альбумін. Для висолювання
альбуміну у фільтрат додають подрібнений кристалічний (
NH
4
)
2
SO
4

до
насичення, тобто до тієї миті, коли нова порція порошку буде зали
шатися
нерозчиненою. Випадає осад альбуміну, який відфільтровують.

У фільтраті проводять біуретову реакцію, яка свідчить про відсутність
білка. Осад альбуміну розчиняють в невеличкому обсязі дистильованої води.
Розчин альбуміну відфільтровують і проводять
з ним біуретову реакцію. Для
цього в розчин для дослідження наливають
такий самий

за обсягом 10 %
-
вий
розчин
NaOH

та 1
-
2 краплі 1 %
-
го розчину
CuSO
4
.
При наявності білка розчин
набуває фіолетового забарвлення.


Дослід
2. Осадже
ння білків спиртом.

Для цієї
і всіх наступних реакцій використовують розведений в 20 разів
водою яєчний білок (білок № 2).

Наливають у пробірку 1
-
2 мл водного розчину білка і додають щіпку
н
атрій хлориду. Іони солі зв'язуються колоїдними частками білка, знімають
їхній заряд і тим сами
м зменшують
стал
ість

розчину білка. Вміст пробірки
взбовтують. У пробірку поступово доливають кілька
мілілітрів

етилового
спирту і сильно взбовтують. Через кілька хвилин випадає дрібний осад білка
внаслідок дегідратації білкових часток. Якщо осадж
е
ння пров
одять на холоді і
одержаний осад швидко відокремити від спирту, то осад білка може бути знову
розчинено у дистильованій воді, так що фізико
-
хімічні властивості його у
цьому випадку не змінюються, денатурація не встигає відбутися і осадж
е
ння
оборотне.


2. Р
ЕАКЦІЇ НЕОБОРОТНОГО ОСАДЖ
Е
ННЯ БІЛКІВ.


Дослід 3.
Осадже
ння білків солями важких металів.

У дві пробірки наливають по 2
-
3 мл розчину білка. Доливають по краплях
у першу пробірку 0,5%
-
в
ий розчин
п
люмбум ацетату P(CH
3
COO
)
2
, у другу


5%
-
вий розчин
к
упрум
(
I
I
)
сульфату

CuS
O
4
.

Білки з солями важких металів утворюють міцні солеподібні та
комплексні сполуки, які випадають в осади, нерозчинні в первісному
розчинникові. Для того, щоб переконатися
у необоротності реакцій осадже
ння
білка, вміст обох пробірок поділяю
ть навпіл. До однієї половини доливають по
1
-
2 мл дистильованої води і переко
нуються у необоротності осадже
ння білка.
До другої половини додають надлишок відповідних осаджувачів: у першу
пробірку 0,5%
-
го розчину
п
люмбум ацетату, у другу


5%
-
го розчину
к
уп
рум
(
II
)
сульфату. Спостерігають перерозчинення створеного ними осаду білка.
Таке розчинення пояснюється адсорбцією надлишку іонів металу і
перезарядженням білкового комплексу, внаслідок чого в розчин переходить
комплекс зміненого білка з металом.




29

Дослід

4.
Осадже
ння білків алкалоїдними реактивами.

Розчини білків можуть утворювати осади додаванням алкалоїдних
реактивів.
До них відносяться

танін (міститься в чаї), фосфорно
-
вольфрамова і
фосфорно
-
молібденова кислоти, пікринова кислота, розчин

Калій
гексаці
аноферату (ІІ) та інші.

У пробірку наливають 1
-
2 мл розчину білка, підкислюю
т
ь 2
-
3 краплями
10 %
-
го розчину оцтової кислоти і додають 2
-
3 краплі 5 %
-
го розчину
к
алій
гексаціаноферату (
ІІ)
, вміст пробірки взбовтують після додавання кожної
краплі. Випадає о
сад білка.


Дослід 5.
Осадже
ння білків мінеральними кислотами.

Концентровані мінеральні кислоти (крім, фосфатної
) викликають
необоротне осадже
н
ня білків з розчину. Це осадже
ння пояснюється як явищем
дегідратації білкових молекул, так і утворенням солей із
білка та кислоти.
Надлишок мінеральних кислот, за винятком нітратної, розчиняє осад білка, що
утворився.

У пробірку обережно наливають 1 мл концентрованої хлор
идної

або
сульфатної кислоти і обережно 1 мл білка. На межі двох рідин спостерігається
поява осад
у білка у вигляді невеликого білого кільця. При струшуванні вмісту
пробірки відбувається розчинення осаду білка в надлишку цих двох кислот.


Дослід 6.
Осадже
ння білків органічними кислотами.

У пробірку наливають 1
-
2 краплі білка і додають кілька крапель 3

%
-
го
розчину три хлороцтової кислоти CCl
3
COOH
.
Спостерігають випадіння осаду
білка.


Дослід
7
.
Осадже
ння білків нагріванням.

У пробірку наливають 1
-
2 мл розчину білка і нагрівають над полум‱ям
горілки. Внаслідок того, що білки денатурують і переходять в
нерозчинний
стан, утворюється осад білка.


Результати лабораторної роботи офо
рмлюються у вигляді таблиці
3
.


Таблиця
3
.

Тип осадже
ння

Номер і назва
досліду

Реактиви, що
використовували

Пояснення реакції

оборотне

1



2



необоротне

3



4



5



6



7





30

Завдання для самостійної роботи:

вивчити теоретичний матеріал за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.


Контрольні питання


1.

Від чого залежить розчинність білка? Які фактори утримують білок у
розчиненому стані?

Які реакції осадження білків називаються оборотними і
необоротними?

2.

Які реагенти викликають оборотне осадження білка? Наведіть
приклади, поясніть механізм дії цих реагентів.

3
. Поясніть, у чому полягає практичне значення методу висолювання
білків.

4
.

Як
і реагенти викликають необоротне осадження білка? Наведіть
приклади, поясніть механізм дії цих реагентів.

5
. Дайте визначення поняттю ©денатураціяª. Які фактори здатні
викликати денатурацію білків?



Лабораторна робота №
3
.


БУДОВА НУКЛЕОПРОТЕЇДІВ ДРІЖДЖІВ
.



Мета роботи:

практичне визначення будови складних білків на прикладі
нуклеопротеїдів дрі
жджів
.


Нуклеопротеїди



це складні білки, небілковим компонентом яких є
нуклеїнові кислоти.

Білковим компонентом в складі нуклеопротеїдів найчастіше є білки
гісто
ни та протаміни. Вони містять багато основних амінокислот


лізин та
аргінін, тому виявляють основні властивості.

В складі живих організмів зустрічаються два типи нуклеїнових кислот:
дезоксирибонуклеїнові (ДНК) та рибонуклеїнові (РНК). Нуклеїнові кислоти є

складними біополімерами, структурною одиницею яких є нуклеотид. До складу
нуклеотиду входять пуринова (аденін, гуанін) або
піримідинова

(урацил,
цитозин)

основа,
вуглевод
пентоза (рибоза або дезоксирибоза) та залишок
фосфатної кислоти.

Для вивчення хіміч
ного складу нуклеопротеїдів зручно користуватися
клітинами дріжджів. При нетривалому гідролізі дріжджевої маси
нуклеопротеїди розпадаються на поліпептиди, пуринові або піримідинові
основи, рибозу або дезоксирибозу та фосфатну кислоту. Продукти гідролізу
мо
жна виявити у гідролізаті за допомогою специфічних кольорових реакцій.

Загальну схему гідролітичного розпаду нуклеопротеїдів можна зобразити
наступним чином:




31

нуклеопротеїд



білковий компонент



нуклеїнова


(гістон або протамін) кислота






пуринові або піримідинові


поліпептиди основи






амінокислоти дезоксирибоза або рибоза




фосфатна кислота


Виділення нуклеопротеїдів з дріжджів та їх гідроліз

попередньо
проводять лаборанти.
Для цього 1 г дріжджів кип‱ятять протягом 1 часу в колбі
зі зворотнім холодильником в присутності 20 мл 1%
-
го розчину с
ульфатної
кислоти і 20 мл дистильованої води. Після охолодження одержаний гідролізат
дріжджів фільтрують і використовують для подальших досліджень.


Дослід 1. Біуретова проба на білки і пептиди.

При проведенні гідролізу в м‱яких умовах білки розщеплюються
з
утворенням пептидів, наявність яких у складі гідролізату дріжджів можна
визначити за допомогою біуретової реакції. Для цього до 5 крапель гідролізату
додають 10 крапель 10%
-
го розчину
н
атрій гідроксиду і 1 краплю 1%
-
го
розчину
к
упрум
(
II
)
сульфату. Рідин
а в пробірці забарвлюється в фіолетово
-
рожевий колір.


Дослід 2. Срібна проба на пуринові основи.

10 крапель гідролізату нейтралізують 1 краплею розчину
концентрованого амоніаку та додають 5 крапель 1%
-
го розчину
а
ргентум
нітрату. Через 3
-
5 хвилин випадає
світло
-
коричневий пластівчастий

осад солей
пуринових основ (аденіну і гуаніну).


Дослід 3. Проба Троммера на рибозу та дезоксирибозу.

До 5 крапель гідролізату додають 10 крапель 30%
-
го розчину
н
атрій
гідроксиду і 5
-
10 крапель 7%
-
го розчину
к
упрум (
II
) сул
ьфату до появи
каламуті
к
упрум (ІІ) гідроксиду, що не зникає. Рідину перемішують і горішній
шар нагрівають до
кипіння. Випадає червоний осад к
уп
рум (І) оксиду або
жовтий осад к
упрум (І) гідроксиду внаслідок
окиснення

рибози аб
о
дезоксирибози та відновлення

к
упрум (
II
) гідроксиду.


Дослід 4. Молібденова проба на фосфатну кислоту.

До 10 крапель молібденового реактиву (розчин
а
моній молібдату в
нітратній кислоті) дода
ють 5 крапель гідролізату і кип‱
ятять кілька хвилин на

32

відкритому вогні. В присутності фосфатн
ої кислоти рідина забарвлюється у
лимонно
-
жовтий колір. При охолодженні вмісту пробірки випадає осад
комплексної сполуки фосфорномолібденовокислого амонію у вигляді жовтих
кристалів.


H
3
PO
4

+ 12(NH
4
)MoO
4

+ 21HNO
3

→ (NH
4
)PO
4
∙12MoO
3

+ 21NH
4
NO
3

+ 12 H
2
O


Резу
льтати лабораторної роботи оформлюються у вигляді таблиці
4
.

Таблиця
4
.

В
ид до
слідження

Номер і назва
досліду

Реактиви, що
використовували

Пояснення реакції

Дослідження
будови
нуклеопротеїдів
дріжджів

1



2



3



4




Завдання для самостійної робо
ти:

вивчити теоретичний матеріал за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.


Контрольні питання


1 .За якою ознакою білки поділяються на прості та складні?

2. Перелічте основні групи простих білків.

3. Перелічте основні групи складних білків.

4
. Які речовини небілкової природи надходять до складу нуклеопротеїдів?
За допомогою яких реакцій можна підтвердити їх наявність?

5. Які білки надходять до складу нуклеопротеїдів? За допомогою якої реакції
можна підтвердити їх наявність?



II.

ФЕРМЕНТИ


ІІ.1. В
изначення, хімічна природа та будова ферментів.


Ферменти



біологічні каталізатори білкової природи.

Розділ біохімії,

що

вивчає біологічні каталізатори білкової природи,
називається
ензимологією
.

Ферментативні реакціїї мають деякі особливості.
На відмін
у від
каталізаторів неорганічної природи ферменти ©працюютьª у ©м'якихª умовах:
при атмосферному тиску, при температурі 30
-
40°С, при значенні

рН
-
середовища близькому

до нейтрального. Швидкість ферментативного каталізу
набагато вище, ніж

небіологічного
. Єди
на молекула ферменту може

каталізувати

від тисячі до мільйона молекул субстрату за 1 хвилину. Така
швидкість недосяжна для каталізаторів неорганічної природи.

За будовою
ферменти

поділяються

на прості (однокомпонентні) і складні

33

(
двокомпонентні
). Простий ф
ермент

складається

тільки з білкової частини; до
складу складного ферменту входить білкова і небілкова складові. Інакше
складний фермент називають

холоферментом
. Білкову частину в його

складі

називають
апоферментом
, а

небілкову



коферментом
.

За хімічною
будовою коферменти поділяються на такі групи:
ал
і
фатичного ряду (глутатіон, ліпоєва кислота); ароматичного ряду


і
таміни
групи К), гетероциклічного ряду (похідні піридоксину, вітаміну В
1
, фолієвої
кислоти, нуклеозидів та нуклеотидів, АТФ та інші).

Більшіс
ть коферментів є похідними вітамінів. Але коферментні ф
у
нкції
виконують і інші сполуки, наприклад, трипептид глутатіон.

Особливістю складних ферментів
є

те, що окремо апофермент і
кофермент не
володіють
каталітичн
ою

активніст
ю
.

У складі як простого, так і
складного ферменту, виділяють
субстратний
,
алостеричний

і
каталітичний центри
.

Каталітичний центр

простого ферменту являє собою унікальне
сполучення декількох амінокислотних залишків, розташованих на різних
ділянках поліпептидного ланцюга. Утворення
каталі
тичного центра
відбувається одночасно з формуванням третинної структури білкової молекули
ферменту. Найчастіше до складу каталітичного центра простого ферменту
входять залишки серину, цистеїну, тирозину, гістидину, аргініну, аспарагінової
і глутамінової ки
слот.

Субстратний центр

простого ферменту


це ділянка білкової молекули
ферменту, що відповідає за зв'язування з субстратом. Субстратний центр
виразно називають ©якірною площадкоюª, де субстрат прикреплюється до
ферменту за рахунок різних взаємодій між ви
значеними бічними радикалами
амінокислотних залишків і відповідних груп молекули субстрату. Субстрат з
ферментом зв'язується за допомогою іонних взаємодій, водневих зв'язків; іноді
субстрат і фермент зв'язуються ковалентно. Гідрофобні взаємодії також грают
ь
значну роль при зв'язуванні субстрату з ферментом. В простих ферментах
субстратний центр може збігатися з каталітичним; тоді говорять про
активний
центр

ферменту. Так, активний центр амілази
-

ферменту, що гідролізує α
-
1,4
-
глікозидні зв`язки в молекулі к
рохмалю,


представлений залишками гістидину,
аспарагінової кислоти і тирозину; ацетилхолінестерази, що гідролізує
складноефірні зв`язки в молекулі ацетилхоліну,
-

залишками гістидину, серину,
тирозину і глутамінової кислоти. В активному центрі карбоксипеп
тидази А, що
гідролізує визначені пептидні зв`язки в молекулі білка, локалізовані залишки
аргініну, тирозину і глутамінової кислоти.

Алостеричний центр

являє собою частку молекули ферменту, у
результаті приєднання до якої деяких низькомолекулярних речовин
змінюється
третинна структура білкової молекули ферменту, що спричиняє зміну його
активності. Алостеричний центр є регуляторним центром ферменту.

У складних ферментах роль каталітичного центра виконує кофермент, що
зв'язується з апоферментом у визначеній д
ілянці. Поняття субстратного й
алостеричного центрів для складного ферменту і для простого аналогічні.



34

II.
2
. Властивості ферментів


1
. Специфічність дії.

Одна з унікальних властивостей ферментів є їх висока специфі
ч
ність у
відношенні їх дії на субстрат. (
Субстрат


це речовина, на яку направлена дія
ферменту). Розрізняють таки види специфічності дії ф
е
рментів:

1. Абсолютна специфічність:

Має місто тоді, коли фермент діє на одну речовину та здійснює
каталіз
тільки одн
ієї реакції
. Наприклад, уреаза прискорює

реакцію гідроліти
ч
ного
розщеплення сечовини, але зовсім не діє на її похідні, наприклад,
метил
сечовину.

Фермент а
ргіназа
каталізує
реакцію гідролізу тільки
амінокислоти
аргініну.

2. Абсолютна групова специфічність.

Є ферменти, дія яких прилаштована до в
изначеного типу реакції,
наприклад, ферменти
дегідрогенази
. Всі вони каталізують реакцію відщеплення
водню, але в залежності від субстрату проявляється сп
е
цифічність дії окремих
дегідрогеназ. Реакцію дегідрування (окислення) молочної кислот
и прискорює
лакт
атдегідрогеназа.

Дегідрування

я
блучної кислоти здійснюється в прис
у
тності
ферменту
малатдегідрогенази.

Реакцію дегідрування янтарної кислоти прискорює сукциндегідр
о
геназа
.
:

3. Відносна групова специфічність.

Є ферменти, дія яких специфічна відносно типу х
імічного зв
'
язку.
Відносна групова специфічність демонструється в тому, що фермент “впізнає”
один тип зв
'
язку. Наприклад, пепсин (головний фермент шл
у
нкового соку)
здійснює гідроліз пептидного зв
'
язку між ароматичною та кислою
амінокислотами в будь
-
яких бі
лках, а ліпаза здійснює гідроліз складноефірного
зв
'
язку в будь
-
яких жирах та нейтральних триацилгл
і
цери
д
ах.

4. Оптична активність.

Проявляється тільки у випадку оптично

активних речовин. Фермент діє
тільки у відношенні до одного оптичного ізомеру (оптично
го ант
и
поду). Якщо
у реакційній суміші (суміш однакових кількостей прав
о
обертаючого та
лівообертаючого ізомеру), то розщепленню піддається тільки половина
субстрату. Але в останні роки виявлено ферменти р
а
цемази, які з однаковим
успіхом можуть діяти на оби
дві оптичні форми даної речо
вини.


2
. Висока каталітична активність.

Ферменти проявляють каталітичну активність в дуже малій кільк
о
сті.
Наприклад, фермент перокс
и
даза, що прискорює окислення органі
ч
них
субстратів за участю
гідроген
пероксиду, проявляє сво
ю активність при
розведенні однієї частини ферменту у 500 млн. часток води.

Фермент, знаходячись у невеликій кількості, може здійснювати р
е
акцію з
великою кількістю субстрату. Наприклад, 1 моль сахарази може за 1 сек.
каталізувати реакцію гідролізу
1000 мо
лей сахарози, 2г кристалічного пепсину

35

м
о
же розщепити 50000г денатурованого яєчного білка або звурджити 100000

л
молока.

3
. Термолабільність.

Властивість ферментів залежати від температури називається
те
р
молабільністю.

Т
емпература, при якій фермент найбіль
ш активний,
називається
температурним оптимумом
. Для більшості ферментів
те
м
пературний оптимум
складає
40
°
С. При температурі більш 50
°
С різко
зб
і
льшується денатурація ферментного білка, при цьому знижується його
каталітична активність. При температурі біль
ш 80
°
С фермент повністю
інактивується внаслідок денатурації білка.

При температурі нижче 0
°
С ферменти не руйнуються, але акти
в
ність їх
спадає майже до “0”, при підвищенні температури до оптим
у
му активність
наростає.

Таким чином, залежність активності більш
ості ферментів від те
м
ператури
графічно має дзвіноподібну кривізну. На горі її


оптимальна температура, а із
зниженням та підвищенням активність ферменту зм
е
ншується.


4
. Вплив рН середовища.

Ферменти, як і інші білки,


амфотерні сполуки, тому їх активні
сть в
значній мірі залежить від рН середовища. Значна частина ферментів найбільш
активна в середовищі, близькому до нейтрального. Значення рН, при якому
фермент проявляє максимальну активність, називається
рН
-
оптимумом.

Активність ферменту залежить від рН
середовища внаслідок присутності:



тих чи інших іонізуючих груп активного центру ферменту, які
зв
'
язують субстрат;



функціональних груп молекули субстрату, що беруть участь у
зв
'
язуванні субстрату з ферментом;



функціональних груп молекули ферменту,
що відповідають за
каталітичний акт.

Деякі ферменти мають рН
-
оптимум
в
дуже кислому або лужному
середовищі.


Таблиця
5
.



рН
-
оптимум дії деяких ферментів організму людини

Назва ферменту

рН
-
оптимум

Уреаза

7,0

Трипсин

7,8

Пепсин

1,5
-
2,5

Аргиназа

9,5
-
9,9

Амілаза

6,8


5
. Оборотність дії
ферментів.

Ферменти, як каталізатори білкової природи
,

можуть прискорювати
хімічні реакції, як в прямому, та
к і в оборотному напрямку. Наприклад,
фермент ліпаза прискорює як реакцію гідролізу жирів, так і реакцію їх синтез
у.



36

6
. Вплив активаторів та інгібіторів на дію ферментів.

Речовини, що підвищують активність ферментів та збільшують швидкість
ферментативних реакцій, називаються
активаторами
. Таким чином,
активатори це каталізатори ферментативних реакцій.

До специфічних
активаторів ферментів належать катіони одно
-

та
полівалентних металів: K
+
, Na
+
, Rb
+
, Cs
+
, Ca
2+
, Zn
2+
, Cd
2+
, Cu
2+
, Mn
2+
, Fe
2+
, Co
2+
,
Ni
2+
, Cu
3+
, Al
3+
, а також катіон NH
4
+
, який активує декілька ферментів.
Особливо часто активаторами ферментів бувають іони M
g
2+
, Zn
2+
, K
+
, Co
2+
, а з
аніонів


Cl

. Однак, треба мати на увазі, що дія ані
о
нів значно менша, ніж
катіонів.

Механізм впливу іонів металів
-
активаторів на ферменти.

1. Метал може входити до складу активного центру ферменту (Co
2+
, Fe
2+
,
Mn
2+
, Zn
2+

та інші)
.

2. Може бути зв
'
язуючою часткою між ферментом та субстратом.

3. Сприяє приєднанню коферменту до апоферменту.

4. Забезпечує становлення четвертинної структури ферменту, від якої
залежить його каталітична активність.

5. Може змінювати констант
у

рівноваги ф
ерментативної реакції.

6. Може приєднуватися до алостеричного центр
а

ферменту та зм
і
нювати
його третинну та четвертинну структур
у
, в результаті чого су
б
стратний та
каталітичний центри ферменту набувають найбільш кори
с
ну для здійснення
своїх функцій конфігу
рацію. Активаторами ферме
н
тів, поряд з катіонами
металів може бути аніон Cl


який є активатором

-
амілази тваринного
походження;

-
амілаза, яка міститься у слині, а
к
тивується аніонами Cl


харчової солі їжі. Активатори ліпази


солі ж
о
вчних кислот.

Інгібіт
ори



це сполуки, що галь
мують дію ферментів та з
меншують

швидкість ферментативних реакцій. Механізми гальмуючої дії ферме
н
тів різні,
але у більшості випадків зводяться до двох типів інгібірування: конкурентного
та неконкурентного.

Під час конкурентного га
льмування інгібітор, що має структурну
схожість із субстратом, з

єднується з ферментом, замінюючи собою су
б
страт,
що конкурує з ним.

Під час неконкурентного гальмування інгібітор взаємодіє з
апоферментом

або простетичною групою, внаслідок чого фермент втра
чає
активність. Одним з
прикладів не
конкурентного гальмування є блокування ферментів важкими
металами, солями синільної кислоти.


III
.4.
К
ласифікація ферментів.


Сучасна класифікація ферментів спирається на найважливіші типи
біохімічних реакцій.

За цією си
стемою класифікації, що прийнята у 1961 році V міжн
а
родним
біохімічним конгресом у М
оскві, всі відомі ферменти (≈

2000) підрозділяються
на 6 типів:

1
.
Лігази (синтетази)



це ферменти синтезу. Вони каталізують р
е
акції

37

сполучення двох молекул, використовуюч
и енергію АТФ, або ан
а
логічних
нуклеозидтрифосфатів.

2
.
Гідролази



це ферменти гідролітичної дії. Вони каталізують реакції
гідролізу, тобто розщеплення сполуки за допомогою води:



3
.
Трансферази



це ферменти транспортної дії. Вони катал
ізують
перенесення різних груп, радикалів, залишків та окремих молекул:


4
.
Ліази



це ферменти, які каталізують реакції негідролітичного
відщеплення від органічних сполук простих молекул (H
2
O, CO
2
, H
2
S, NH
3
, та
ін.) з утворенням в молекулах субстрату кра
тних зв

язків або приєднання цих
простих молекул за подвійними зв

язками.

5
.
Ізомерази



ферменти, які каталізуть реакції ізом
е
різації (ізомерії):


6
.
Оксидоредуктази,

або окисно
-
відновні ферменти. В загальному
вигляді во
ни каталізують реакції:



Кожний клас поділяється на підкласи, а підклас на підпідкласи.


Лабораторна робота №
4


СПЕЦИФІЧНІСТЬ ТА ТЕРМОЛАБІЛЬНІСТЬ ДІЇ ФЕРМЕНТІВ


Мета роботи
-

вивчення таких властивостей ферментів, як специфічність
дії у відношенні до су
бстрату та залежність активності ферментів від
температури. У процесі виконання лабораторної роботи студенти повинні
набути навички експериментальни
х досліджень розчинів ферментів амілази і
сахарази.


Дослід 1.
Специфічність дії ферментів.


Однією

з унікал
ьних властивостей ферментів є їхня висока специфічність
у відношенні дії ферментів на субстрат.


Хід роботи

У дві пробірки наливають по 10 крапель 0,5%
-
го розчину крохмалю та
додають у першу пробірку 5 крапель розведеної в 5 разів слини, яка вміщує
фермен
т амілазу, у другу 5 крапель витяжки дріжджів, яка містить фермент
сахаразу, перемішують і ставлять на водяну баню при 37°С. В інші дві пробірки

38

наливають по 10 крапель 0,5%
-
го розчину сахарози. В першу пробірку додають
5 крапель розведеної в 5 разів слини
, в другу


5 крапель витяжки з дріжджів і
залишають при цих же умовах. В цей період в пробірках під дією ферментів
відбуваються реакції гідролізу крохмалю і сахарози, які перебігають за
наступними схемами:


амілаза


6
Н
10
О
5
)
n

+
m
H
2
O

───

х
С
12
Н
22
О
11


крохмаль мальтоза


сахараза

С
12
Н
22
О
11

+ Н
2
О ─── С
6
Н
12
О
6

+ С
6
Н
12
О
6


сахароза глюкоза фруктоза


Дію фе
рментів виявляють або за зникненням субстратів, або за появою
продуктів гідролізу субстратів (мальтози, глюкози, фруктози). Тому через 5
хвилин в перші дві пробірки з крохмалем додають по 1 краплі розчину йоду і
спостерігають забарвлення субстрату.

Із вмі
стом двох інших пробірок (дослід із сахарозою) проводять реакцію з
рідиною Фелінга. Для цього до неї додають 5
-
6 крапель досліджуваної рідини,
перемішують і нагрівають до кипіння. Слід мати на увазі, що сахароза
(невідновлюючий дисахарид) не має вільних на
півацетальних гідроксилів і
реакції відновлення не дає, в той час як продукти її гідролізу,


глюкоза і
фруктоза


відновлюють рідину Фелінга до появи жовтого осаду
к
упрум (І)
гідроксиду (
CuOH
) або червоного осаду
к
упрум (І) оксиду (С
u
2
О).

Результати досл
іду оформлюють у вигляді таблиці
6
.


Таблиця
6
.


досліду

Назва
ферменту

Назва
субстрату

Контрольні реакції

Пояснення
реакції

з йодом

з

рідиною
Фелінга

1

амілаза

крохмаль




2

сахараза

крохмаль




3

амілаза

сахароза




4

сахараза

сахароза




Дос
лід 2. Термолабільність ферментів.

Під термолабільністю розуміють залежність каталітичної активності
ферментів від температури. Та температура, при якій фермент є найбільш
активним, називається температурним оптимумом даного ферменту.
Кип'ятінням фермент п
овністю інактивується (втрачає свої каталітичні якості)
в результаті теплової денатурації. При температурі нижче 0°С ферменти не
інактивуються, але тимчасово зупиняють свою дію.




39

Хід роботи


У три пробірки наливають по 5 крапель слини та по 20 крапель
дис
тильованої води, одержують слину розведену в 5 разів. В одній із пробірок
розчин слини кип'ятять над полум'ям горілки з метою інактивації ферменту і
швидко охолоджують холодною водопровідною водою. В другій пробірці
розчин слини залишають без кип'ятіння. Т
ретю пробірку з розчином тримають
на льоді
5
хвилин. У всі три пробірки додають по 10 крапель 0,5%
-
го розчину
крохмалю. Рідину у пробірках перемішують і залишають при кімнатній
температурі. Через 5 хвилин вміст кожної пробірки поділяють на дві частини.
З о
днією частиною проводять реакцію з йодом, з іншою


реакцію з рідиною
Фелінга (як описано раніше). У пробірці, де фе
рмент амілаза інактивований
кип‱
ятінням, розщеплення крохмалю не відбувається. Результати записують у
вигляді таблиці
7
.


Таблиця
7
.


досл
іду

Матеріал
дослідження

Субстрат

Контрольні реакції

Пояснення
реакції

з йодом

з рідиною
Фелінга

1

свіжа слина

крохмаль




2

кип‱ячена слина

крохмаль




3

охолоджена
слина

крохмаль





Завдання для самостійної роботи:

вивчити теоретичний матеріал
за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.


Контрольні питання


1.
Які речовини називаються ферментами?

2.
Яку будову мають однокомпонентні
і
двокомпонентні
ферменти?

3.
Які властивості демонструють ферменти?

4.
Які типи специфічності дії харак
терні для ферментів?

5.
Як залежить активність ферментів від температури?



Лабораторна робота №
5


ОКСИДОРЕДУКТАЗИ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ


Мета роботи
-

практичне вивчення властивостей
ферментів
оксидоредуктаз рослинного походження: пероксидази та поліфено
локс
и
дази. В
процесі виконання роботи студенти повинні набути навички
експериментальних досліджень.


40

Оксидоредуктази
-

це окисно
-
відновні ферменти. В загальному вигляді
вони каталізують реакції:

АН
2

+ В → А + ВН
2





донор

акцептор окислена сполука відновлена сполу
к
а


До оксидоредуктаз відносяться ферменти пероксидази, фенолоксидази,
які є в рослинних організмах.

Пероксидаза каталізує реакцію перен
есення атомів Гідрогену із
субстратів (або відновлення анаеробних дегідрогеназ) на Гідроген пероксид з
ароматичних поліфенолів, наприклад, гідрохінону:






гідрохінон

г
ідроген пероксид


хінон


Пероксидаза є у м'ясист
их лусках цибулі та листі капусти.


Поліфенолоксидаза (або просто фенолоксидаза) каталізує реакцію
окислення ароматичних поліфенолів, наприклад, пірокатехіну або гідрохінону,
киснем повітря:




гідрохінон

хінон


Сік картоплі та яблук має фенолоксидазу: у цих же соках є і пероксидаза.
Наявністю фенолоксидази пояснюється потемніння на повітрі розрізаних бульб
картоплі та яблук. Вони містять ароматичні поліфеноли (наприклад,
піро
катехін), споріднені гідрохінону. Фенолоксидаза нагріванням
інактивується, тому відварені клубні картоплі у повітрі не темнішають.

Про дію пероксидаз та фенолоксидаз судять за появою забарвлення
продуктів реакції


відповідних їм хінонів. Інтенсивність заб
арвлення хінонів
і є доказом того, що відбулася ферментна реакція, тобто фермент активний.
Відсутність забарвлення свідчить або про відсутність ферменту, або про те, що
він інактивований.

У дослідах з пероксидазою слід мати на увазі, що окиснення гідрохіно
ну

41

г
ідроген пероксидом може відбуватися і в відсутності пероксидази. В цьому
випадку відбувається чисто хімічна окисно
-
відновна реакція.


Хід роботи


Беруть 6 чистих пробірок. У 1
-
у, 2
-
у, 3
-
ю та 4
-
у пробірки наливають по 1
мл досліджуваного соку; вміст 1
-
ї

та 2
-
ї пробірки для інактивації ферментів
нагрівають до кипіння над полум

ям горілки, а потім швидко охолоджують
струменем холодної води. У 5
-
у і 6
-
у пробірки замість досліджуваног
о соку
наливають по 1 мл дистильо
ваної води. До всіх ше
сти пробірок вносять

на
кінчику ножа

гідрохінон. Потім у 1
-
у, 3
-
ю та 5
-
у пробірки додають по 5 крапель
дистильованої води, а в 2
-
у, 4
-
у та 6
-
у пробірки по 5 крапель 2%
-
го г
ідроген
пероксиду. Вміст кожної пробірки ретельно перемішують і залишають на 15
хвилин.

Результати дослі
д
у заносять у таблиці
.

Для кожного соку складається
окрема таблиця.


Таблиця
8
.


пробірки

Склад реакційної суміші

Забарвлення, що
спостерігається

Пояснення
реакції

1

Прокип‱ячений сік,
гідрохінон, вода



2

Прокип‱ячений сік,
гідрохінон, Н
2
О
2



3

Свіжий

сік, гідрохінон, вода



4

Свіжий сік, гідрохінон, Н
2
О
2



5

Вода, гідрохінон, вода



6

Вода, гідрохінон, Н
2
О
2




Завдання для самостійної роботи:

вивчити теоретичний матеріал за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.


Контрольні питання


1
.

Які ферменти належать до класу оксидоредуктаз?

2.

Яку хімічну природу та механізм дії мають дегідрогенази, оксидази,
каталази, пероксида
зи, цитохроми, цитохром оксидази?

3.

Хімічна природа та механізм дії анаеробних дегідрогеназ.

4.

Хімічна природа та ме
ханізм дії аеробних дегідрогеназ.








42

V. Л

І

П

ІД

И


І
V.1. Визначення.


Ліпідами

називають складну суміш природних сполук з близькими фізико
-
хімічними властивостями, нерозчинні у воді, але розчинні в неполярних
розчинниках, таких як ефір, хлороформ, бенз
ол та ін. До класу ліпідів відносять
велику групу сполук, що мають різну структуру

та біологічні функції.

Ліпіди дуже поширені в природі. У рослинах вони накопичуються головним
чином у насіннях і плодах (у насіннях соняшника від 33 до 57% від їхньої маси,

в
арахісі від 54 до 61% від їхньої маси). У тварин і риб ліпіди концентруються в
підшкірній жировій тканині, у черевній порожнині, тканинах, що оточують різні
органи. Особливо багато ліпідів у підшкірній жировій тканині китів (25
-
30% від
їхньої маси), тюл
енів і інших морських тварин.

В організмі людини в нормі міститься 10
-
20% жиру, але при деяких
порушеннях жирового обміну його кількість збільшується до 50%. Найбільша
кількість жиру до 90% міститься в жировій тканині. Ліпіди складають біля половини
маси м
озку. У тілі дорослої людини міститься 10

12 кг ліпідів.



І
V.2. Біологічні функції ліпідів.



Ліпіди виконують різноманітні функції.:

1.
Енергетична.

При окисленні в організмі 1 г жиру виділяється 9 ккал. Так, за
рахунок жирів забезпечується 25
-
35% добов
ої потреби в енергії у жителів середніх
широт, а у жителів півночі їхня частка в енергетичній забезпеченості раціону є ще
більшою. Для енергетичних цілей використовуються резервні жири.

2.
Пластична.

Ліпіди входять до складу мембран більшості клітин.

3.
Фе
рментативна.

Ліпіди впливають на активність ферментів, що знаходяться
на клітинних мембранах.

4.
Транспортна
. Ліпіди здійснюють перенесення білків у складі ліпопротеїдів,
комплексів з альбумінами.

5.
Захисна.

Ліпіди захищають організм від переохолодження,
механічного
ушкодження, поверхню шкіри від висихання.

6. Ліпіди
є розчинниками
багатьох вітамінів, сприяють їх засвоєнню.


V.3. Класифікація ліпідів
.


У структурному відношенні всі ліпіди є складними ефірами жирних кислот і
різноманітних спиртів.

Прості л
іпіди не містять інших компонентів. Складні
ліпіди містять додаткові компоненти.


1. Прості ліпіди.


До простих ліпідів належать
нейтральні жири, воски і стероїди
.



43

Нейтральні ж
ири

(триацилгліцерини)
-

це складні ефіри вищих жирних
кислот (ВЖК) і трьохато
много спирту гліцерину.

До складу жирів входять насичені
і ненасичені
вищі жирні кислоти.

Як
правило ВЖК, що входять до складу жирів, вміщують від 4 до 24 атомів
Карбону
.

До ВЖК, що найбільш часто зустрічаються у складі жирів
,

відносяться:

а
)

насичені:

па
льмітинова С
15
Н
31
СООН і стеаринова С
17
Н
35
СООН кислоти;

б)
ненасичені:

олеїнова С
17
Н
33
СООН, лінолева С
17
Н
31
СООН, ліноленова
С
17
Н
29
СООН і арахідонова С
19
Н
31
СООН.

Найбільше біологічне значення мають поліненасичені жирні кислоти
(ПНЖК)
:

лінолева, ліноленов
а й
арахідонова кислоти. Ці кислоти є
незамінними, вони не синтезуються в організмі людини і надходять до нього з
їжою.

Біологічні функції ПНЖК
.

1.
Структурна.

ПНЖК входять до складу нервових волокон, клітинних
мембран, сполучної тканини.

2.
Захисна

(підвищуют
ь стійкість організму до інфекцій, радіації).

3. Підвищують
еластичність

кровоносних судин, сприяють
виведенню

надлишку холестерину.

4. Арахідонова кислота є
попередником гормонів

-

простагландинів.

Значна кількість ПНЖК міститься в жирах печінки морських
риб, а також
у рослинних оліях. Добова потреба людини в ПНЖК складає 5
-
10

г.


Воски



це група простих ліпідів, що є складними ефірами вищих спиртів
і ВЖК. Натуральні воски містять, крім згаданих складних ефірів, вільні ВЖК,
вищі спирти, невелику кількість

вуглеводнів завжди з непарною кількістю
атомів Карбону (від 27 до 33), що забарвлюють воски і надають їм специфічний
запах.

Найбільш поширені: бджолиний віск (складний ефір пальмітинової
кислоти і мірицилового спирту, мірицилпальмітат), віск тваринного
по
ходження
-

спермацет (
цетилпальмітат),


Стер
ої
ди



це складні ефіри ВЖК і

поліциклічних спиртів

(стер
о
лів).
Головним представником стеролів є
холестерин
.

Холестерин міститься в кожній клітині в організмі людини і тварин. Він є
попередником жовчних кислот,

стероїдних гормонів (статевих та гормонів

44

коркового шару наднирників); вітамінів групи D; входячи до складу клітинних
мембран, забезпечує їх вибіркову проникність. Крім того,
холестерин

підвищує
стійкість еритроцитів до гемолізу, бере участь у проведенні
нервових імпульсів.


При порушенні обміну речовин в організмі
людини холестерин

у вигляді
комплексів з білками відкладається на стінках судин, зменшуючи в такий
спосіб їхній діаметр і еластичність (атеросклеротичні зміни). Нормалізують
обмін
холестерину

лі
потропні речовини (фосфатиди, вітаміни й ін.).


Добова потреба в холестерині складає

0,5
-
1,0 г.


Із харчових продуктів найбільш багаті холестерином (в перерахунку на
100 г продукту) сметана (0,002 г), вершкове масло (0,03 г), яєчний жовток (0,18
г), ялович
а печінка (0,44 г).
Холестерин
не міститься

в складі рослинної олії. В
погано рослинах та дріждж
а
х містяться близькі за структурою сполуки, але
вони дуже всмоктуються стінкою кишечника
.


2. Складні ліпіди.

До складних ліпідів відносяться
фосфоліпіди
,
гліко
ліпід
и, сульфоліпіди,
ліпопротеїди.


Фосфоліпіди



складні ефіри багатоатомних спиртів
і ВЖК, що
містять залишки фосфатної кислоти
і зв'язані з нею додаткові сполуки
(аміноспирти, амінокислоти

та ін.). Фосфоліпіди в залежності від спирту, що
входить до

їхн
ього складу, підрозділяють на
гліцерофосфоліпіди

і
сфінгофосфоліпіди
.
До складу
гліцерофосфоліпідів

входить гліцерин.

Найважливішими представниками гліцерофосфоліпідів є

фосфатидилхолін (лецитин
), фосфатидилколаміни (кефаліни) і т.д.


В комплексі з б
ілками ці сполуки входять до складу печінки, серцевого
м'яза, нервової тканини, статевих залоз, мембран клітин, забезпечуючи їх
проникність; беруть участь у процесах згортання крові; сприяють кращому
використанню білка й жиру в тканинах, беруть участь у бі
осинтезі білка.
Попереджають жирове переродження печінки.


Гліцерофосфоліпіди є антиоксидантами, вони захищають інші речовини
від окислювання, наприклад, вітаміни А и Е; відіграють важливу роль у
профілактиці атеросклерозу.


Гліцерофосфоліпіди містяться в

нерафінованій рослинній олії,

45

вершковому маслі, яєчному жовтку. Гліцерофосфоліпіди природного і
синтетичного походження широко застосовують у хлібопекарській,
маргариновій, кондитерській промисловості в якості емульгаторів.


Сфінголіпіди
складаються із з
алишку ВЖК, аміноспирту сфінгозину,
азотистої основи та фосфатної кислоти.
В основному сфінголіпіди входять до
складу мембран тваринних і рослинних клітин та субклітинних структурних
одиниць; у великій кількості вони містяться у нервовій тканині, нирках,
п
ечінці.


Гліколіпіди

складаються зі сфінгозину, залишку ВЖК та вуглеводневого
компоненту (галактози, глюкози та ін.).
Гліколіпиди входять до складу нервової
тканини, клітин крові, відіграють важливу роль у функціонуванні біологічних
мембран.


Лабораторна р
обота №
6


РОЗЧИНЕННЯ ТА ЕМУЛЬГУВАННЯ ЖИР
У


Мета роботи

-

вивчення властивостей жирів, їх розчинності в органічних
і

неорганічних розчинниках та у воді у присутності та у відсутності
емульгаторів, вивчення якісних реакцій, що підтверджують склад жиру.


Жи
ри відносяться до неполярних органічних сполук, тому вони
розчиняються тільки у неполярних органічних розчинниках (бензені, толуені,
хлороформі та ін.). У воді жири не розчиняються, тому що вода полярна
неорганічна сполука. З водою жири утворюють нестійкі
емульсії, які під час
стояння швидко розпадаються на жир та воду. При додаванні до такої емульсії
будь
-
як
ого емульгатору (1%
-
го розчину н
атрій карбонату, 1%
-
г
о розчину мила,
1%
-
го розчину н
атрій гідроксиду) утворюються відносно стійкі емульсії.

Емульгато
ри


поверхнево
-
активні сполуки, що знижують поверхневий
натяг крапель жиру на межі жир
-
вода і
,

таким чином
,

перешкоджають
злипанню їх у суцільний шар жиру; тому утворюються відносно стійкі емульсії.


Хід роботи

В 6 сухих пробірок вливають по 2 краплі жиру

(олії). Додають в 1
-
у
пробірку 2
-
3 мл бензену та спостерігають добру розчинність жиру у бензені. В
інші п'ять пробірок наливають точно по 2 мл дистильованої води. Додають в
другу пробірку кілька крапель 1%
-
го розчину
н
атрій карбонату , в 3
-
ю


кілька
крап
ель 1%
-
го розчину мила, в 4
-
у пробірку
-
1%
-
го розчину
к
алій гідроксиду, в
5
-
у


кілька крапель жовчі, 6
-
а пробірка


контрольна. Збовтують вміст всіх
пробірок, ставлять їх по черзі у штатив і спостерігають утворення в пробірках
2
-
5 відносно стійких емульсі
й, а у шостій пробірці (контрольній)
розшаровування нестійкої емульсії на жир та воду.




46

Завдання для самостійної роботи.
Вивчити фізичні властивості та склад
жирів, підготувати відповіді на контрольні запитання.


Контрольні питання


1.

У якому тип
і

розчинник
ів розчиняються жири?

2.

Чому жири не розчиняються у воді?

3.

Який механізм емульгування жиру?

4.

Які сполуки виконують функцію емульгаторів?

5.

Наведіть приклади представників класу ліпідів, які є природними
емульгаторами і широко використовуються в харчовій промисло
вості
?




Лабораторна робота №
7


ПЕРЕТРАВЛЕННЯ ЖИРУ ЛІПАЗОЮ ПІДШЛУНКОВОГО СОКУ


Мета

роботи
:
практичне

вивчення

особливостей

процесу

перетравлення
жиру

ліпазою

підшлункового

соку
.
В

процесі

виконання

лабораторної

роботи
студенти повинні набути навички про
ведення експериментальних досліджень
перетворень жирів у організмі людини.


Перетравлення (гідроліз) жирів у людини починається в незначному
ступені у шлунку. В основному перетравлення жирів відбувається у
дванадцятипалій кишці, в яку поступає ліпаза соку
підшлункової залози
частково у неактивному стані; неактивна ліпаза під дією жовчі переходить в
активну ліпазу. Ліпаза підшлункового соку проявляє свою дію як у лужному,
так і в нейтральному і кислому середовищах. У кишковому соку також є ліпаза.

В результа
ті дії ліпази жир їжі піддається гідролізу,
розщеплюючись

при
цьому на гліцерин і жирні кислоти. Так, наприклад, гідроліз тригліцериду


пальмітоолеостеар
ату


-

відбувається за таким рівнянням:


п
альмітоолеостеар
ат






гліцерин стеаринов
а кислота


Гідроліз жирів зручніше спостерігати за допомогою ліпази соку
підшлункової залози. Як субстрат береться молоко, його жир, знаходячись в
емульгованому стані, швидко розщеплюється на гліцерин та жирні кислоти.

47

Останній відтитровують 0,1н розчином
NaOH

у присутності індикатор
а

фенолфталеїну до слабо
-
рожевого забарвлення, яке триває 30 секунд.


Хід роботи


1. У дві пробірки: 1) та 2) відмірюють циліндром по 10 мл молока і
додають у кожну по 2 мл витяжки ліпази. У пробірку 1 додають, крім того, 20
кра
пель жовчі (для активації ліпази).

2. Швидко перемішують вміст кожної пробірки. Одразу ж відбирають по
4 мл рідини і переносять їх у дві інші
пробірки
для титрування,

3. Перші дві пробірки 1 та 2 ставлять на водяну баню при 37°С.

4. В пробірки для титруван
ня з молоком додають по 4 мл дистильованої
води і по 2 краплі розчину фенолфталеїну. Відтитровують вміст кожної
пробірки 0,1н розчином
NaOH

до слабо
-
рожевого забарвлення при
безперервному помішуванні. Результати титрування записують в таблицю

10.1.

5. Ще
два рази кожні 15 хвилин беруть із пробірок 1 і 2 проби по 4 мл і
відтитровують їх з водою і
фенолфталеїном
,
як описано вище.

6. Порівнюють обсяги 0,1н лугу, які пішли на титрування кожної проби
із пробірок 1 та 2, викладаючи їх за часом, креслячи криві ро
зщеплення
жирних кислот. Так як гідроліз іде поступово, кількість звільнених жирних
кислот наростає із часом.

Як видно з проведеного досліду, солі жирних кислот у жовчі мають
велике значення для перетравлення навіть такого міцного емульгованого
жиру, як жи
р молока.

Роль жовчі для перетравлення інших жирів ще найважливіша, бо, окрім
активації ліпази, жовч переводить жири в емульгований стан, а також сприяє
всмоктуванню жирних кислот.


Таблиця
9
.

№ пробірок

реагенти

0

15

30

1

Ліпаза,
активована жовчю




2

Л
іпаза без жовчі







V
,

Крива
гідролітичного
розщеплення жиру

мл


1


1


ліпаза, активована жовчю



2


ліпаза без жовчі


2
V

-

об‱єм 0,1 н розчину NOH, мл




t



час
в хвилинах


0

15

30

t, хв



48

Завдання для самостійної роботи.
Вивчити теоретичний матеріал за
темою, підготувати відповіді на контрольні питання.


Контрольні питання

1.


Перелічте головні етапи обміну ліпідів у організмі людини.

2.


З чого складається перетворення ліпідів
їжі у шлунково
-
кишковому тракті?

3.


Яка частина жирів розщеплюється у шлунку дорослої людини?

4.


У якому відділі шлунково
-
кишкового тракту переважно перетворюються
ліпіди?

5.


Які сполуки сприяють утворенню тонкої емульсії ліпідів?



49

ЗАВДАН
Н
Я Д
ЛЯ

ВИКОНАННЯ КОНТРО
ЛЬН
ОЇ

Р
ОБ
ОТИ


I

завдання.


1. Предмет
і

завдання б
іохімії
.
Пер
іо
ди розвитку б
іохімії
,
їх риси.

Найважливш
і

методи

досл
ід
жень у сучасн
ій

б
іохімії
.
Особливості біохімічних
реакцій
.

2.

Будова
клітини
.
Будова

і

функ
ц
ії

найважливіших
органел

клітини
.

3
.
Білки.
Визначення, б
іологічні функції білків
, вміст білків в органах і
тканинах, продуктах харчування.

4
. Амінокислоти
-

мономери білків
.

Дипольна будова амінокислот та її
пі
дтвердження.

5
. Хімічна класиф
і
ка
ці
я амін
окис
лот. Написати у вигляд
і

б
іполярних

іонів

ус
і

ам
ін
окислоти б
ілкі
в за класами.

6
.

Б
іологі
чна класиф
ікація

ам
ін
окислот. Зам
інні

та незам
інні
ам
ін
окислоти,
їх

х
імі
чна природа та роль в орга
ні
зм
і.

П
овно
цінні

та
неповноц
інні

б
іл
ки

(навести приклади).

7
. Р
івні

структурно
ї

орга
ні
зац
ії

молекули б
іл
ка.

Перв
и
нна

структура
б
іл
ка.
Визначення "правила"
зображення

пепт
иді
в та будови
ї
х назви. Сумарний заряд
пептиду.

8
.
Вторинна структура
б
іл
ка. Визначення. Типи
вторинно
ї
структури,
їх

характеристик
а
.

9.

Третинна структура б
іл
ка. Визначення. Типи зв'яз
кі
в, що
в
іді
г
рають
значну роль у стаб
ілізації

трет
иної

структури б
іл
ка.

10.

Ч
етвертин
на

структура б
іл
ка. Визначення. Поняття про
прот
омери та
мультимери.
Типи

зв'яз
кі
в, що беруть участь у
формуван
ні

четвертинно
ї

структури. Молекула гемоглоб
і
ну як
класичний приклад б
іл
ка

з
ч
етвертиною

стру
к
турою.

11.

Коло
їдні

та
гідрофільні

властиво
сті

б
ілкі
в.
Фактори, що
утримують
б
іл
ок у розчи
ні
. Типи реакц
ій

осадж
е
ння

б
ілкі
в.

12.

Денатура
ція білкі
в. Визначення. Стад
ії

денатура
ції

б
ілкі
в.
Фактори,
що викликають та
запобігають

денатура
ції
,

ї
х

використання у харчов
ій

промисловост
і
.

13.


Фізико
-
хімічні властивості
б
ілкі
в: амфотер
ні
сть,
і
зоелектричний
стан,
оптичн
і

властивост
і
, розчин
ні
сть, молекулярна маса та форма
б
іл
кових молекул.
Методи визначення молекулярно
ї

маси б
ілкі
в.

14.

Х
і
м
і
чна природа та

класиф
ікація

простих б
ілкі
в (проте
їні
в).
Ф
і
зико
-
х
і
м
і
чн
і

властивост
і
, б
іо
ло
гі
чна роль, представники
найважлив
ших груп проте
ї
н
і
в:
гістонів
, протам
іні
в, альбум
іні
в,
глобул
іні
в, глютел
іні
в, пролам
іні
в, проте
ноїді
в.

15.

Х
імі
чна природа та класиф
ікація

складних б
і
лкі
в. Навести
характеристику
металопроте
їдів
,
хромопроте
їдів
,
фосфопротеїдів,
л
іпопротеїдів
,

глікопротеїдів
.

16. Вуглеводи. Визначення, біологічні функції, класифікація вуглеводів.

17. Загальна характеристика окремих представників моносахаридів:
хімічна бу
дова, біологічна роль, застосування в харчовій промисловості.

18. Загальна характеристика окремих представників дисахаридів

50

(мальтози, лактози, целобіози і сахарози): хімічна будова, біологічна роль,
застосування в харчовій промисловості.

19. Загальна хара
ктеристика окремих представників полісахаридів
(крохмаль, клітковина): хімічна будова, біологічна роль, застосування в
харчовій промисловості.


20. Ліпіди. Визначення, біологічні функції ліпідів, класифікація ліпідів.

21
.
Насичен
і та ненасичені

жирн
і

кисло
ти, що зустр
і
чаються в склад
і

ліпідів
.
Ї
х
класична будова, та поширен
і
сть у природ
і
.

Х
і
м
і
чна природа та б
і
олог
і
чна роль
пол
і
ненасичених жирних
кислот.

2
2.
Х
і
м
і
чна природа та класиф
ікація

простих
ліпідв
.
Будова
, б
іо
ло
гі
чна роль,
представники
найважлив
ших гр
уп простих

ліпідів
:
нейтральних жирів, восків,
стероїдів.

2
3.
Х
і
м
і
чна природа та класиф
ікація

складних ліпідів
.
Будова
, б
іо
ло
гі
чна
роль, представники
найважлив
ших груп
складних ліпідів
:
фосфоліпідів,
гліколіпідів та ін.

2
4.
Класи
фікація

харчових жир
і
в за б
іологічною

активніс
тю та
вм
і
сту у
них пол
ін
енасичених жирних кислот.


II

завдання.


2
5
.

Х
і
м
і
чна природа фермен
ті
в. Ферменти
-
проте
ї
ни та ферменти
-
проте
ї
ди.
Х
і
м
і
чна природа кофермен
ті
в. Роль апоферменту та

коферменту у
ферментативному катал
ізі.

2
6
.

Загальн
а
уява про ферментативний катал
із
. Зниження енер
гії
актива
ції

сполук, що реагують. Поняття про активний центр

ферменту. Будова активного
центру фермен
ті
в
-
проте
їні
в

та

фермент
і
в
-
проте
їді
в.

2
7
.

Властивосп фермен
ті
в. Види специф
і
чнос
ті

фермен
ті
в.

Специф
і
чн
і
сть
субстрату та специф
і
ч
ніст
ь реакц
ії
.

Термолаб
ільність.

28.
Властивос
ті

фермен
ті
в. Оборо
тність

дії

фермен
ті
в. Вплив рН
-
середовища.

Дія

активатор
і
в на ферменти. Меха
ні
зм впливу
іонів
-
метал
і
в
активатор
і
в. Д
і
я
інгібіторів

на ферменти. Оборотне та
необоротне гал
ьмування
активност
і.

Вплив тиску. Вплив концентрац
ії

ферменту та його субстрату.

29.
Сучасна класиф
і
ка
ці
я фермен
ті
в. Як
і

принципи
лежать

в
основ
і

сучасно
ї

класифкац
ії
. Перел
і
чит
и

класи фермен
ті
в та
наве
сти

у загальному вигляд
і

реак
ції
,
які

вони катал
і
зують
.

30.
Загальна х
арактеристика оксидоредуктаз. Х
і
м
і
чна природа та
меха
ні
зм д
ії

де
гі
дрогеназ, оксидаз
, каталаз, пероксидаз, цитохром
і
в та цитохромоксидаз.

3
1
.

Ферменти
гі
дролази. Дайте характеристику цього класу

фермен
ті
в.
Перел
і
чит
и

пі
дкласи г
ід
ролаз. Навес
ти приклади д
ії
фермен
ті
в кожного
пі
дкласу.
Написати реакц
і
ю
гі
дрол
і
зу

конкретного
пептиду, нейтрального
триацилгл
і
цери
н
у,

а
м
ід
у,

кр
охмалю, мальтози та сахарози. Я
кі

ферменти та у
якому
відділі
шл
ун
ков
о
-
кишкового тракту прискорюють
ї
х
гідроліз
?

32.
Фермент
и трансферази. Зага
л
ьна характеристика класу.
Пі
дк
ласи
трансфераз. Написати реакц
ії
, що катал
і
зують трансам
і
нази,
трансметилази,
транс
фосфатази. Оборот
ні

та необоротн
і

трансфосфатазн
і

реакц
ії
.


51

33.
Ферменти л
і
ази.
Загальна характеристика класу.
Пі
дкласи л
і
а
з. Навести
приклади реакц
і
й, як
і

кат
алі
зують ферменти кожного
пі
дкласу.

34.
Ферменти
із
омерази. Загальна характеристика та представники
фермент
і
в цього класу.

3
5
.

Ферменти л
і
гази. З
агальна характеристика та окрем
і
представники
класу
лі
газ (синтетаз).

3
6
.
П
еретравл
е
ння

б
ілків

у шлунково
-
кишковому
трак
ті
. Роль ендо
-

та
екзопептидаз у цьому процесс
і.

Написати
ре
ак
ці
ю ферментативного
гі
дрол
і
зу
тетрапептиду
цист
и
л
-
оксипрол
іл
-
ар
гініл
-
трео
ніну

у шлунково
-
кишковому трак
ті
.
Я
кі

ферменти приймають участь в цьому проц
ес
і.

3
7
.
Обм
ін

ам
ін
окислот у тканинах. Реак
ції

за
α
-
ам
іно
-

та
α
-
карбоксильною групами. Переам
і
нування ам
іно
кислот. Типи
реакц
ш
дезам
і
нування ам
ін
окислот, декарбоксилювання ам
ін
окислот, утворення
б
іо
генних ам
іні
в.

3
8
.
Гниття б
ілкі
в. Указати в якому в
ідділі

шлунково
-
кишкового
тракту
в
ід
був
ає
ться гниття б
ілкі
в, яким перетворенням
під
лягають б
іл
ки при цьому, я
кі
отруй
ні

продукти утворюються.

3
9
.
Знешкодження

продукт
ів

гниття б
ілкі
в. Де в
ід
бува
є
ться цей
процес?
Написати реакци

знешкодження фенолу, крезолу,
ін
дол
у
та

скатолу. Шляхи
знешкодження ам
оні
аку в орга
ні
змах тварин та
людини.

4
0
. Перет
равл
е
н
н
я

жир
ів

у шлунково
-
кишковому тракт
і.

Написати реак
ці
ю
пдрол
і
зу пальм
і
тоолеостеар
ату
.

4
1
.
Х
імі
чна природа
та роль жовчних кислот у процес
і

п
ере
травл
е
н
н
я

жир
ів

у шлунков
о
-
кишковому трак
ті
.

4
2
.

Б
і
осинтез вищих

жирних кислот в орга
ні
зм
і.

Х
і
м
і
чна

природа
цього

процес
у
. Ферменти, що приймають участь в

б
іосинтезі

жирних кислот.

43
.
Окис
л
ення

жиру в орган
і
зм
і
.
З

чого почина
є
ться
процесс
окис
л
ення

жир
і
в? Написати реак
ці
ю
гі
дрол
і
зу пальм
іт
оолео
стеар
ату
. Процес

β


окис
л
ення

жирних кислот та його б
іологічне
значен
н
я. Пор
і
вняльна
енергетична
характеристика
окис
л
ення

жирних

кислот
і

вуглевод
і
в.

44
.

Шляхи б
іо
синтезу жиру у тваринному орган
ізмі

та
ї
х енергетичне

о
ці
нювання.

45
.

Л
іпотроп
ні

фактори орга
ні
з
м
у. Перел
і
чить найважлив
іші

сполуки,

що
в
ід
носяться до л
і
потропних фактор
і
в. Написати
ї
х формули.

Написати реак
ці
ю
б
іо
синтезу хол
і
ну, етанолам
і
ну та мет
і
о
ні
ну,

реакц
і
ю б
іос
интезу лецитину з
а

участю
фосфатидно
ї

кислоти.

Б
і
олог
і
чна роль цих

сполук для орга
ні
зму.

46
.

Ацетонов
і

та кетонов
і

т
іл
а. Я
кі

сполуки до них в
і
дносяться?

Написати
реакц
ії

їх

утворення. Показати вплив ацетонових та

кетонових т
іл

на обм
ін

речовин в орга
нізмі.


47.
Анаеробне
окис
л
ення в
углевод
і
в. Х
і
м
і
зм анаеробного
гліколі
зу

та його
б
іологічне

значения.

48.
Аеробне
окис
л
ення

вуглевод
і
в. Х
і
м
і
зм циклу Кребс
а
,

показати його
б
іологічне

значен
н
я.




52

III

завдання


49
.
Вітаміни. Визначення, класифікація вітамінів.
Поняття про г
іп
о
-
,
гі
пер
-

та ав
ітамінози
.
Навести приклади.

5
0
.

В
і
тами
н С (аскорб
ін
ова кислота). Х
і
м
і
чна природа, ф
і
зико
-
х
імі
чн
і
властивост
і
, б
іохімічна
роль, в
м
і
ст у продуктах харчування,

добова потреба.
Окис
л
ювальний

необоротн
ий

розпад в
і
там
і
ну С у

тваринному орган
ізмі
.

5
1
.

В
ітамін

В
1


іамін
). Х
і
м
і
чна природа, ф
і
зико
-
х
імі
чні

властивос
ті
,

біохімічна

роль, вм
і
ст у продуктах харчування, добова потреба.

5
2
.
В
ітамін

В
2

(рибофлав
ін
). Х
і
м
і
чна природа, ф
із
ико
-
х
імі
чн
і

властиво
сті
,
б
іохімічна

роль, вм
іст

у продуктах харчування,
добова потреба.

53
.
В
ітамін

В
б

(
піридоксин
). Х
імічна

п
р
ирода,
фізико
-
хімічні властивості
,
б
іо
х
і
м
і
чна роль, вм
і
ст у продуктах харчування,
добова потреба.

54
.
В
ітамін

РР (
ні
котинова кислота,
нікотинамід
). Х
іміч
чна природа,
ф
із
ико
-
х
і
м
і
чн
і

властивос
ті
, б
іо
х
і
м
і
чна роль, вм
іс
т у продуктах
харчування, добова потреба.

55.

В
ітамін
и

групи
D

(кальцифероли). Х
і
м
і
чна природа, ф
і
зико
-
хімічні

властивості
,
роль

у
мінеральному обміні
,
вміст

у

продуктах харчув
ання, добова
потреба. Пров
ітаміни

D
. Написати
реакц
ії

перетворення 7
-
де
гі
дрохолестерину та
ергостерину у
відповідні вітам
іни

D

3

та
D

2
.

56
.
В
і
там
і
ни групи А (ретиноли). Х
і
м
і
чна природа, ф
із
ико
-
х
і
м
і
чн
і

властивост
і
,
роль в обм
іні

речовин та фоторецеп
ції
, вм
іс
т у
продуктах харчування, добова
потреба.

57
.
В
ітаміни

групи Е (токофероли). Х
і
м
і
чна природа, ф
і
зико
-
х
і
м
і
чн
і

властивост
і
, б
іо
х
імі
чна роль, вм
і
ст у продуктах харчування,
добова потреба.

58
.
В
ітаміни

групи К (
ф
ілохінони
).

Х
і
м
і
чн
а природа, ф
і
зико
-
х
імічні

властивост
і
, б
іохімічна

роль, вм
і
ст у продуктах харчування,
добова потреба.

59
.

В
ітамін

В
12

(кобала
мін
). Х
імі
чна природа, ф
і
зико
-
х
і
м
і
чн
і
властивост
і
,
б
іохімі
чна роль, вм
іс
т у продуктах харчування,

добова потреба.

60
.

В
ітамін

Р (
рутин
).

Х
і
м
і
чна природа катех
іні
в, флаво
ні
в,

антоц
іанів

та
іх

вм
іс
т у продуктах харчування.

61. Вітаміноподібні сполуки. Визначення. Хімічна природа і
біологічна
роль окремих представників.

62.

"Променезахис
ні
" речовини продукт
ів

рослинного походження,
ї
х
класиф
і
ка
ція

та пошире
ні
сть у природ
і.

63.

Гормони. Визначення, класифікація гормонів, особливості їх дії.



64.

Гормони
передньої долі
гіпофіза

©троп
ні гормониª
.
Хімічна природа,
біохімічна роль, захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або
нестачі цих гормонів в організмі.

65. Гормони задньої долі гіпофіза (вазопресин, окситоцин). Хімічна
природа, біохімічна роль, захворювання, які можуть вин
икати у разі надлишку
або нестачі цих гормонів в організмі.

6
6
.

Гормони щитовидної залози.

Хімічна природа, біохімічна роль,
захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або нестачі цих гормонів в
організмі.

6
7
.

Гормони
паращитовидних

залоз.

Хімічна п
рирода, біохімічна роль,

53

захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або нестачі цих гормонів в
організмі.

6
8
.

Гормони підшлункової залози

(інсулін і глюкагон)
.
Хімічна природа,
біохімічна роль, захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або
н
естачі цих гормонів в організмі.

6
9
.

Гормони
мозкового шару
наднирників.
Хімічна природа, біохімічна роль,
захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або нестачі цих гормонів в
організмі.

70
.
Гормони коркового шару наднирників (кортикостероїди).
Хім
ічна природа,
біохімічна роль, захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або
нестачі цих гормонів в організмі.

71
.
Гормони статевих залоз.
Хімічна природа, біохімічна роль,
захворювання, які можуть виникати у разі надлишку або нестачі цих гормонів
в
організмі.

7
2
.
Роль м
ін
еральних речовин в
орга
ні
зм
і.

Біологічна р
оль
елементів
Н
атр
ію
, К
ал
ію
,

К
аль
ці
ю, Хлору, Ф
осфору,
Мангану

та
Феруму
.


IV

завдання.


Написати схему реакц
ії

утворення тетрапептиду з амф
ііонів

зазначених
ам
ін
окислот, назвати пептид, виз
начити його сумарний
заряд у нейтральному
,
кислому та лужному середовищ
і
. Позначити
радикали ам
ін
окислот та назвати
ї
х
функц
іо
наль
ні

групи. До

я
ки
х
клас
і
в в
ід
носятся ам
і
нокислоти, що входять до
складу тетрапептиду.
Назвати незам
інні

ам
ін
окислоти, показати
ї
х б
іологічну

роль.


Приклад: глутам
ін
ова кислота, арг
інін
, оксипрол
ін
,

ц
истин
.


54







55



73.

Триптофан, цистин, прол
ін
, ар
гінін
.

74.

Гі
стидин, цисте
їн
, оксипрол
ін
, тирозин.

75.

Треон
ін
, прол
ін
,
ізо
лейцин, аспараг
ін
ова кислота.

76.

Алан
ін
,
лізин
, оксипрол
ін
, лейцин.

77.

Фен
ілаланін
, глутам
ін
ова кислота, мет
іонін
, вал
ін
.

78.

Оксипрол
ін
, ар
гінін
,
гі
стидин,
із
олейцин.

79.

Мет
іонін
, прол
ін
, лейцин, гл
іц
ин.

80.

Цисте
їн
,
лізин
, прол
ін
, вал
ін
.

81.

Глутам
ін
ова кислота, ар
гінін
, лейцин, цисте
їн
.

82.

Тирозин, фен
ілаланін
,
гі
стидин, алан
ін
.

83.

Асп
араг
ін
ова кислота, прол
ін
, лейцин, ар
гінін
.

84.

Цисте
їн
, оксипрол
ін
, цистин,
гі
стидин.

85.

Оксипрол
ін
, глутам
ін
ова кислота, цисте
їн
, л
ізин
.

86.

Вал
ін
, прол
ін
,
гі
стидин, ар
гінін
.

87.

Треон
ін
, сери
н
, оксипрол
ін
, вал
ін
.

88.

Гл
іци
н, мет
іонін
, тирозин, ар
гінін
.

89.


Вал
ін
, сери
н
,

прол
ін
, цистин.

90.

Лейцин, оксипрол
ін
,
лізин
, аспараг
ін
ова кислота.

91.

Із
олейцин, треон
ін
,
гі
стидин, цистин.

92.

Лейцин, фен
іл
алан
ін
, ар
гінін
, цистин.

93.

Оксипрол
ін
, цисте
їн
, аспараг
ін
ова кислота,
гі
стидин.

94.

Триптофан, цистин, ар
гінін
, вал
ін
.

95.

Треон
ін
, глутам
ін
ова

кислота, аспара
гі
н, алан
ін
.

96.

Мет
і
он
ін
, оксипрол
ін
, аспараг
ін
ова кислота, глутам
ін


56

Л
ітература


1.
Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов
,

Б.Ф. Коровкин
.


М.:
Медицина, 1998.


704 с.

2.
Дуденко Н.В. Біологічна хімія
: Навчальний посібник

/ Н.В. Д
уденко.


Х.:
Прапор, 1999.


320

с.

3. Кучеренко М.Є. Біохімія / М.Є. Кучеренко, Р.П. Виноградова, Ю.Д. Бабенюк
та ін.
-

К.: Либідь, 1995.


464 с.

4. Кучеренко Н.Е. Биохимия: Сборник задач и упражений / Н.Е. Кучеренко
,

Ю.Д. Бабенюк
,

А.Н. Васильев и др.


К.: Выща шк., 1988.


104с.

5. Кучеренко Н.Е. Биохимия: Практикум / Н
.
Е. Кучеренко
,

Ю.Д. Бабенюк
,

А.Н.
Васильев и др.


К.: Выща шк., 1988.


128 с.

6. Нужна Т.В. Біологічна хімія / Т.В. Нужна, Р.С. Міт
ч
енко, Ю.О. Лесишина.


Донецьк: ДонНУЕТ, 2008.


188

с.

7. Проскурина И.И. Биохимия

/ И.И. Проскурина.



ВЛАДОС
-
ПРЕСС, 2003.


240 с.

8. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии

/ Л.М. Пустовалова



Ростов
-
на
-
Дону, 1999.


544 с.

10. Филиппович Ю.В. Основы биохимии
/ Ю.В. Филлипович.


М.: Высш. шк.,
1986.


623

с.

11. Шевряков М.В. Практикум з біологічної хімії / М.В. Шевряков
,

Б.В.,
Яковенко
,

О.Ф. Явоненко
.


Суми: ВТД “Університетська книга”, 2003.


204 с.



57

Зміст





Стор.


1

Вступ
…...................................................................
..................

3

2


Номера завдань для виконання контрольної роботи
………


4

3

Теоретичний матеріал для самостійної роботи та
виконання лабораторного практикуму
……………………..


5

4

І. Білки
………………………………………………………...

5

5

Лабораторна робота №1. ©Кольорові реак
ції на білкиª
…...

2
2

6

Лабораторна робота №2. ©Реакції осадження білківª
……..

24

7

Лабораторная робота №3. ©Будова нуклеопротеїдів
дріжджівª
……………………………………………………..


2
7

8

ІІ. Ферменти
…………………………………………………..

2
9

9

Лабораторна робота №4. ©Специфічність та
терм
олабільність ферментівª
……………………………….

34

10

Лабораторна робота №5. ©Оксидоредуктази рослинного
походженняª
…………………………………………………


36

11

ІІІ. Ліпіди
……………………………………………………..

3
9

12

Лабораторна робота №6. ©
Розчинення та емульгування
жиру
ª
…………………………………………………………

42

13

Лабораторна робота №7. ©Перетравлення жир
у

ліпазою
підшлункового сокуª
………………………………………...

43

14

Завдання для виконання контрольної роботи
……………...

4
6

15

Література
…………………………………………………….

5
3


58


Навчальне видання


Нужна
Тетяна Валеріївна,
канд. хім. наук,

доц
ент
,

Лесишина
Юлія Остапівна,
канд. хім. наук,
доцент




БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ



Методичні
рекомендації

для

самостійного вивчення курсу

та виконання контрольних і лабораторних робіт

для

студентів
факультету ресторанно
-
готельного бізнесу

напряму підготовки

Харчові технології та інженерія

заочної

форми навчання





Технічний редактор
О.І.Шелудько




Зведений план 201
3
р., позиція №

Підписано до друку

201
3
р. Формат 60×84/16. Папір офсетний

Гарнітура
Times

New

Roman
. Друк


ризографія. Ум. друк.

арк.

Обл.
-
вид.арк. Тираж прим. Зам. №

__________________________________________________________


Донецький національний університет економіки і торгівлі

імені Михайла Туган
-
Барановського

83050, м. Донецьк, вул. Щорса, 31.

Редакційно
-
видавнич
ий відділ НІІ
І
Т

83023, м.Донецьк, вул. Харитонова, 10.

Тел.: (062)
2
97
-
60
-
50


Свідоцтво про внесення до Державного реєстру

видавців, виготівників і розповсюджувачів видавничої

продукції ДК № 3470 від 28.04.2009р.


Приложенные файлы

  • pdf 9511998
    Размер файла: 848 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий