Embed Size (px)
Citation preview
1
Обязанности студентов
I. В соответствии с нормой поведения в Государственном Университете Медицины и
Фармации «Николае Тестемицану» все студенты обязаны:
1. выполнять все задания в соответствии с учебным планом дисциплины «Биохимия»;
2. регулярно знакомиться с информацией, публикуемой на информационном панно и на сайте
кафедры - www.biochimie.usmf.md ;
3. посещать все теоретические и практические занятия;
4. не опаздывать на теоретические и практические занятия, приходить в белых халатах (не
хирургических), со всем необходимым, в том числе с выполненным домашним заданием в
соответствии с методическим пособием по предмету. Опоздавшие на занятие не будут
допущены к занятию и получат пропуск;
5. иметь при себе методическое пособие с указаниями по выполнению лабораторных работ;
6. по окончании лабораторной работы представить работу на проверку и подпись
преподавателя. Подпись лабораторных работ обязательна. Если работа не была подписана,
студент должен отработать её у дежурного преподавателя согласно утверждённому
расписанию;
7. отработать все пропуски лабораторных работ у дежурного преподавателя в соответствии с
расписанием, опубликованном на сайте кафедры, после разрешения продекана. Для
отработки необходимо наличие оформленной лабораторной работы, решенных тестов и
ситуационных задач, а также владениe теоретическим материалом;
8. уважать авторские права;
9. не портить имущество кафедры, особенно лабораторного оборудования и мебели.
Материальный ущерб, причинённый кафедре, возмещается в соответствии с нормативными
актами;
10. соблюдать правила техники безопасности в биохимической лаборатории;
11. не приносить в лабораторию напитки и продукты;
12. поддерживать чистоту и порядок на кафедре;
13. оставлять верхнюю одежду в гардеробе (в холодное время года);
14. не использовать мобильные телефоны в течение занятия;
15. не нарушать тишину на кафедре;
16. не покидать лабораторию во время занятия;
17. назначать дежурного, ответственного за соблюдение порядка на практическом занятии.
II. Информация о порядке оценивания знаний
1. Чтобы проверить ваши знания, вы пройдете 3 итоговых теста. Тесты будут проходить во
время занятия, согласно установленному графику. Во второй раз тест пройдет по
специальному графику, а третья попытка будет на последней неделе семестра (неделя
отработок).
2. Тест осуществляется на компьютере, максимальная оценка – 7. Оценка может быть увеличена
путем письменного / устного ответа.
3. Студент, списывающий во время теста, получает отрицательную оценку, и ему не разрешатся
пересдать его снова.
4. Оценки всех итоговых тестов будут использованы для расчета средней оценки для допуска к
экзамену. К экзамену допускаются только те студенты, у которых средняя оценка «5» или
более, не имеющие неотработанных практических занятий и присутствовавшие не менее чем
на 70% теоретических занятий (лекций).
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
2
Методическое указание №1 Дата _________________
Тема: Введение. Значение биохимии для медицинских дисциплин.
Биоэлементы и биомолекулы. Функциональные группы и
химические связи, присущие биомолекулам
Исходный уровень знаний
1. Химические элементы. Периодическая система элементов.
Вопросы для самоподготовки
1. Введение в биохимию. Значение биохимии для медицинских дисциплин. Структурная
биохимия и её задачи.
2. Органогенные и минеральные биоэлементы. Содержание и общая характеристика
наиболее важных биоэлементов, составляющих человеческий организм.
3. Биомолекулы: микро- и макромолекулы, комплексные молекулы.
4. Функциональные группы. Типы функциональных групп, присущие биомолекулам, и их
общая характеристика.
5. Типы химических связей, характерные для биомолекул, их общая характеристика.
Ситуационные задачи
1. Углерод в невозбужденном состоянии имеет следующую конфигурацию внешнего
(валентного) энергетического уровня 2s22p
2 и в соединениях он может проявлять степень
окисления +2, но в возбуждённом состоянии имеет электронную конфигурацию 2s12p
3.
Как можно схематически показать этот переход электрона?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Составьте электронную схему взаимодействия аммиака с протоном (ионом водорода, H+)
по донорно-акцепторному механизму.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________ Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
3
3. Распределите указанные химические соединения в зависимости от типа химических
связей, присутствующих в молекуле: CO2, H2O, HCl, NH4, O2, N2, Cl2, CH4, NaCl, NaH2PO4,
Na2CO3, белки, ДНК.
Ковалентная
неполярная связь
Ковалентная
полярная связь
Ионная cвязь Водородная связь
Тесты для самооценки
1. Какая функциональная группа придаёт кислотные свойства биомолекулам?
А. –CHO Б. –NH2, В. –CONH2 Г. –COOH Д. –OH
2. Какая функциональная группа придаёт основные свойства биомолекулам?
А. –CHO Б. –NH2 В. –CONH2 Г. –COOH Д. –OH
3. Какая связь может образоваться между одинаковыми атомами или атомами с
близким значением электроотрицательности?
А. ковалентная полярная
Б. гидрофобная Г. донорно-акцепторная
В. ковалентная неполярная Д. координационная.
4. Какая связь может образоваться между атомами неметаллов с разным значением
электроотрицательности?
А. ковалентная полярная
Б. ионная Г. донорно-акцепторная
В. ковалентная неполярная Д. координационная
5. Какая химическая связь образуется при взаимодействии аммиака с катионом
водорода?
А. ковалентная полярная
Б. ионная Г. донорно-акцепторная
В. ковалентная неполярная Д. водородная
6. Что представляют собой силы Ван-дер-Ваальса?
А. слабые силы притяжения между нейтральными молекулами
Б. слабые силы отталкивания между нейтральными молекулами
В. сильные силы притяжения между нейтральными молекулами
Г. силы, стабилизирующие полярные ковалентные связи
Д. силы, стабилизирующие неполярные ковалентные связи Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
4
7. Какая представленная ниже пара может образовать ионную связь?
А. C и N В. –COO- и –NH3
+ Д. –COO
- и –NH2
Б. –NH2 и H+ Г. Cl
- и Na
+
8. Водородная связь образуется между:
А. частично положительно заряженным Н и частично отрицательно заряженным О, N
или S
Б. частично отрицательно заряженным Н и частично положительно заряженным О, N
или S
Г. положительно заряженным ионом Н и частично отрицательно заряженным О, N
или S
В. частично положительно заряженным Н и частично отрицательно заряженным О, N
или P
Д. положительно заряженным ионом Н и частично отрицательно заряженным О или
N
Методическое указание №2 Дата _________________
Тема: Структура и физические свойства воды. Ионизация,
ионное произведение и рН воды. Буферные растворы
Опыт 1. Приготовление буферных растворов Задание. Приготовить 20 мл 0,1 моль/л ацетатного буфера со значением рН = 5.24 из 0,1
моль/л CH3COOH и 0,1 моль/л CH3COONa. Константа диссоциации уксусной кислоты при
данной ионной силе – 3∙10-5
.
Принцип метода. Буферные растворы готовятся двумя способами: 1. берут по
отдельности навески каждого компонента пары сопряженных кислот и основания в
соответствии с известным их соотношением и затем растворяют их в воде, готовя
совместный раствор; 2. растворяют в воде одни из компонентов и добавляют к полученному
раствору определенное количество сильной кислоты или сильного основания. При работе по
любому способу надо знать рКа системы, а также по уравнению Гендерсона-Гассельбаха
проверить расчетом рН раствора.
Ход работы: 1) Рассчитать количество миллилитров 0,1 моль/л CH3COONa и 0,1 моль/л CH3COOH,
которые надо смешать, чтобы приготовить 20 мл 0,1 моль/л ацетатного буфера с рН = 5,24.
2) По формуле рН = рКа + lg[соль]/[кислота] рассчитать соотношение компонентов.
3) Из соотношения компонентов буферной смеси следует, что в ней должно содержаться X
частей соли и Y частей кислоты, т.е. всего 4 части. Таким образом, объём соли составляет
, а кислоты .
4) Проверить рН приготовленного буферного раствора при помощи универсальной
индикаторной бумаги или при помощи рН-метра.
5) В отчете должен быть приведён расчёт соотношения компонентов данной буферной
смеси и вывод.
6) Заполните таблицу:
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
5
Расчёт
соотношения
компонентов
буферной
смеси
Объёмы
кислоты Va,
и соли Vs.
Значение рН
Вывод
Опыт 2. Определение буферной ёмкости сыворотки крови
Ход работы. В две пробирки наливают по 5 мл сыворотки крови, рН которой 7,4. В одну
пробирку добавляют две капли фенолфталеина и титруют 0,1 моль/л NaOH до окраски,
одинаковой с окраской эталона, рН которого 9,4. В другую пробирку добавляют индикатор
метилоранж и титруют раствором 0,1 моль/л HCl до окраски, одинаковой с окраской
соответствующего эталона, рН которого 3,4.
Вычисляют буферную ёмкость сыворотки по отношению к кислоте и к щелочи по
формуле (1) и (2):
(1)
(2)
где: Восн. – буферная ёмкость по основанию;
Вкисл. – буферная ёмкость по кислоте;
n(HCl), n(NaOH) – количество добавленной кислоты или основания (щёлочи) к 1 литру
буферного раствора;
рН1 и рНs – начальное (сыворотки) и конечное значение рН (до и после титрования
кислотой или щёлочью);
Vs – объём сыворотки крови;
V(NaOH), V(HCl) – объёмы растворов щёлочи и кислоты, израсходованных при
титровании;
c(NaOH), c(HCl) – концентрации щёлочи и кислоты, израсходованных при титровании.
В выводе сопоставить буферную ёмкость сыворотки крови по кислоте и по щёлочи и
объяснить, почему буферная ёмкость сыворотки по кислоте больше ёмкости по щёлочи.
Результат:_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________ Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
6
Вопросы для самоподготовки
1. Теория растворов.
2. Вода, её физические и химические свойства. Роль воды для живых организмов.
3. Основные положения теории электролитической диссоциации.
4. Положения протолитической теории кислот и оснований Бренстеда-Лоури.
5. Диссоциация воды. Ионное произведение воды.
6. Понятие о рН. Определение рН и рОН растворов.
7. Буферные системы. Буферное действие. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха. Буферная
ёмкость.
8. рН внутренних сред организма. Биологические буферные системы.
Ситуационные задачи
1. Покажите состав и механизм буферного действия фосфатной буферной системы при
добавлении небольших количеств сильных кислот или оснований. Формула для рН
фосфатного буфера.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. В нормальном желудочном соке содержание соляной кислоты колеблется в пределах от
0,07 до 0,15%. Рассчитать пределы изменения рН, пренебрегая силами взаимодействия
между ионами Н+ и Cl
¯.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3. К 100 мл крови для изменения рН от 7,36 до 7,0 надо добавить 36 мл 0,05 моль/л HCl.
Рассчитать буферную ёмкость крови по кислоте.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
7
Тесты для самооценки
1. Какие аномальные физические свойства воды существенны для нормальной
жизнедеятельности организма?
А. низкая температура кипения Г. высокая температура кипения
Б. большая теплоёмкость Д. низкая теплоёмкость
В. высокая диэлектрическая проницаемость
2. Атомы каких элементов в соединениях могут образовывать водородные связи с
водородом?
А. углерод В. cера Д. фосфор
Б. кислород Г. азот
3. Какие из смесей веществ, приведённых ниже, относятся к буферным системам?
А. серная кислота + сернокислый натрий / H2SO4 + Na2SO4
Б. угольная кислота + бикарбонат натрия / H2CO3 + NaHCO3
В. уксусная кислота + уксуснокислый натрий / CH3COOH + CH3COONa
Г. уксусная кислота + уксуснокислый аммоний / CH3COOH + CH3COONH4
Д. дигидрофосфат натрия + гидрофосфат натрия / NaH2PO4 + Na2HPO4
4. От каких факторов зависит буферная ёмкость буферных систем?
А. от компонентов буферных систем
Б. от силы кислот и оснований
В. от величины рКа и рКb слабых кислот и оснований
Г. от концентрации и соотношения компонентов
Д. от величины рН буферных растворов
5. Главными буферными системами крови являются:
А. гемоглобин-оксигемоглобин Г. аммиачная буферная система
Б. водородкарбонатная буферная система Д. фосфатная буферная система
В. аминокислотная буферная система
6. Проанализируете два раствора: А. буферный раствор H2PO4– = 0,1M, HPO4
2– = 0,2M;
Б. буферный раствор H2PO4– = 0,15M, HPO4
2– = 0,3M.
А. pH раствора A больше
Б. pH раствора Б больше
В. оба раствора имеют одинаковое значение pH
Г. буферная ёмкость раствора A больше
Д. буферная ёмкость раствора Б больше
7. Чему равен рН буферного раствора, содержащего кислоту НА с рКа = 5, если
соотношение [A–]/[AH] = 10?
А. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
8
Методическое указание №3 Дата _________________
Тема: Аминокислоты: структура, классификация, биологическая роль.
Полипептидная теория строения белков
Опыт 1 Нингидриновая реакция
Принцип метода
Нингидрин взаимодействует с альфа-аминогруппами аминокислот и
белков с образованием соединения сине-фиолетового цвета.
Ход работы
5 капель раствора белка + 5 капель 0,5% водного раствора нингидрина.
Кипятят 1-2 минуты.
Результаты
Выводы
Опыт 2 Реакция Фоля (на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу)
Принцип метода Сульфгидрильная группа (-SH) в белке подвергается щелочному
гидролизу, в результате чего происходит отщепление серы в виде
сульфида натрия, который с плюмбитом дает черный или бурый
нерастворимый осадок сульфида свинца PbS.
Ход работы 5 капель белка + 5 капель реактива Фоля.
Кипятят 1-2 минуты.
Примечание. Реактив Фоля (плюмбит) содержит 5% раствор уксусно-
кислого свинца в избытке 30% NaOH.
Результаты
Выводы
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
9
Опыт 3 Ксантопротеиновая реакция на ароматические аминокислоты
Принцип метода При кипячении с концентрированной азотной кислотой,
ароматические аминокислоты подвергаются нитрованию с образованием
желтого осадка. В щелочной среде раствор окрашивается в оранжевый
цвет.
Ход работы 5 капель яичного белка + 3 капли концентрированной азотной кислоты.
Осторожно кипятят до появления желтого осадка.
Пробирку охлаждают.
Добавляют 15-20 капель NaOH 20%
Результаты
Выводы
Опыт 4 Биуретовая реакция
Принцип метода Пептидные группы белков и пептидов, при взаимодействии с СuSO4
в щелочной среде, образуют комплексное соединение, окрашенное в
розово- или сине-фиолетовый цвет.
Ход работы 5 капель 1% раствора яичного белка + 5 капель 10% NaOH +
2 капли 1% CuSO4.
Перемешивают.
Результаты
Выводы
Вопросы для самоподготовки
1. Аминокислоты, их биологическая роль. Протеиногенные и непротеиногенные
аминокислоты.
2. Классификация аминокислот по химической структуре, физико-химическим свойствам и
биологическому принципу.
3. Стереоизомерия, растворимость и кислотно-основные свойства аминокислот.
синий цвет
фиолетовый цвет
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
10
4. Химические свойства аминокислот: реакции карбоксилирования, декарбоксилирования,
гидроксилирования, дезаминирования и трансаминирования.
5. Полипептидная теория строения белков. Свойства пептидной связи. Номенклатура
пептидов и белков. N- и C-концевые аминокислоты пептидной цепи.
6. Методы определения состава и последовательности аминокислот в полипептидной цепи.
Ситуационные задачи
1. Выберите незаменимые аминокислоты из перечисленных: Ala, Gly, Ser, Phe, Asp, Ile, Lys,
Glu, Gln. Образуйте из них пептид.
В каких белках присутствуют все незаменимые аминокислоты?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Разделите протеиногенные аминокислоты по физико-химическим свойствам (заполните
таблицу).
Гидрофобные
аминокислоты
Гидрофильные
незаряженные
аминокислоты
Кислые
аминокислоты
Основные
аминокислоты
3. Напишите химическую структуру и назовите функции перечисленных непротеиногенных
аминокислот (заполните таблицу):
Аминокислота Химическая структура Биомедицинская роль
Бета-аланин
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
11
Гомоцистеин
Гамма-
аминомасляная
кислота (ГАМК)
Диоксифенилаланин
(ДОФА)
Орнитин
Цитруллин
4. К какому электроду будут передвигаться следующие аминокислоты в кислой, нейтральной
и щелочной среде?
Аминокислота pH < 7.0 pH = 7.0 pH > 7.0
Аланин
Серин
Лизин
Аспарагиновая кислота
Глутамин
5. Напишите реакцию карбоксилирования глутаминовой кислоты в составе кальций-
связывающих белков. Объясните биологическое значение реакции.
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
12
6. Напишите реакции декарбоксилирования гистидина и глутаминовой кислоты. Объясните
биологическое значение реакции.
7. Напишите реакции трансаминирования аланина и аспарагиновой кислоты с альфа-
кетоглутаровой кислотой. Объясните биологическое значение реакции.
8. Напишите трипептиды: Lys-Val-Pro; Glu-Pro-Arg; Pro-Asp-His. Укажите типичные и
aтипичные пептидные связи и назовите их отличия.
Lys-Val-Pro:
Glu-Pro-Arg:
Pro-Asp-His:
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
13
Тесты для самооценки
1. Какие группы аминокислот присутствуют в белках?
А. гидроксиаминокислоты
Б. гомоциклические аминокислоты
В. бета-аминокислоты
Г. диаминодикарбоновые
аминокислоты
Д. тиоаминокислоты
2. Выберите циклические структуры, присутствующие в протеиногенных
аминокислотах, и укажите, в каких аминокислотах они присутствуют:
А. пурин фенилаланин
Б. индол триптофан
В. имидазол гистидин
Г. пиримидин пролин
Д. скатол тирозин
3. Укажите функциональные группы, присутствующие в представленных
аминокислотах:
А. аргинин фенил
Б. серин тио
В. тирозин индол
Г. цистеин гидрокси
Д. триптофан гуанидил
4. Относительно серина верны утверждения:
А. это гидроксиаминокислота
Б. имеет изоэлектрическую точку в щелочной среде
В. является кетогенной аминокислотой
Г. является незаменимой аминокислотой
Д. при рН=4 имеет отрицательный заряд
5. Выберите верные утверждения относительно аргинина:
А. это гидроксиаминокислота
Б. имеет pI в щелочной среде
В. является незаменимой аминокислотой
Г. является производным валериановой кислоты
Д. при pH=4 движется к катоду
6. Выберите верное утверждение относительно метионина:
А. является производным масляной кислоты
Б. содержит слабосвязанную серу
В. при pI движется к катоду
Г. при рН=4 движется к аноду
Д. является заменимой аминокислотой
7. Выберите химическую связь, за счет которой образуется первичная структура белка:
А. водородная
Б. ионная
В. дисульфидная
Г. эфирная
Д. пептидная
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
14
8. Относительно пептидной связи верны утверждения:
А. каждая пептидная группа может образовывать 2 водородные связи
Б. пептидная связь может иметь кето- и енольную таутомерную формы
В. пептидная связь находится в цис-конфигурации
Г. пептидная связь существует только в енольной форме
Д. атомы пептидной группы расположены в одной плоскости
9. Какие утверждения верны относительно первичной структуры белка?
А. полипептидная цепь содержит больше N- и С-концевых аминокислот
Б. полипептидная цепь содержит одну N- и одну С-концевую аминокислоту
В. первичная структура стабилизируется водородными связями
Г. первичная структура стабилизируется ионными связями
Д. обе карбоксильные группы глутаминовой кислоты участвуют в образовании
первичной структуры
Методическое указание №4 Дата _________________
Тема: Структура, функции и классификация белков
Опыт 1. Хроматографическое разделение аминокислот на бумаге
Принцип метода: Метод основан на различии коэффициентов распределения
аминокислот в воде и органическом растворителе (бутаноле), не смешивающимся с
водой. Скорость перемещения аминокислот на бумаге пропорциональна степени их
растворимости в бутаноле.
Ход работы:
1. На полоске хроматографической бумаги карандашом отмечают линию старта.
2. На стартовую линию при помощи капилляра наносят каплю исследуемого раствора смеси
аминокислот (диаметр пятна не более 5 мм) и высушивают полоску бумаги.
3. Хроматографическую бумагу опускают в сосуд со смесью растворителей (вода и бутанол)
так, чтобы она погрузилась в жидкость (не смачивая пятно) на 2-3 мм и висела вертикально,
не касаясь стенок.
4. Через 60-90 минут полоску вынимают за нитку из сосуда, отмечают карандашом фронт
растворителя, высушивают (10 минут, t=50-100оС).
5. Затем полоску обрабатывают 0,1-0,2% раствором нингидрина и вновь сушат 5 минут при
t=100-110оС. В местах, где присутствуют аминокислоты, появляются синие или фиолетовые
пятна.
6. При помощи линейки измеряют следующие расстояния:
А – от линии старта до центра каждого пятна;
Б – от линии старта до фронта растворителя.
Расчет. Коэффициент скорости движения (Rf) каждой аминокислоты определяется по
уравнению: Rf = А/Б. Величина Rf является характерной для каждой аминокислоты в
стандартных условиях.
Аминокислоты идентифицируют по таблице со стандартными Rf.
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
15
Амино-
кислота Rf станд
Амино-
ислота Rf станд
Нарисуйте хроматограмму
(укажите расстояния А и Б)
Измерьте
расстояния А и Б;
Расчитайте Rf
His 0,11 Cys 0,40
Gln 0,13 Pro 0,43
Lys 0,14 Tyr 0,45
Arg 0,20 Asn 0,50
Asp 0,24 Met 0,55
Gly 0,26 Val 0,61
Ser 0,27 Trp 0,66
Glu 0,30 Phe 0,68
Thr 0,35 Ile 0,72
Ala 0,38 Leu 0,73
Клинико-диагностическое значение. Хроматографический метод позволяет провести
качественное и количественное определение аминокислот в биологических объектах, в том
числе в тканях и жидкостях человеческого организма. Это позволяет изучить биологическую
ценность экзогенных пищевых белков, а так же состояние обмена белков в организме. При
неадекватном питании, голодании, нарушении функции отдельных органов или
физиологических систем, некоторых наследственных заболеваниях в сыворотке крови
наблюдаются изменения содержания и соотношения аминокислот. Наиболее характерны эти
изменения для функциональной недостаточности печени и почек.
Вывод: Укажите, какие аминокислоты присутствуют в исследуемой смеси:
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Вопросы для самоподготовки
1. Биологическая роль белков.
2. Уровни структурно-функциональной организации белковых молекул: первичная,
вторичная, третичная и четвертичная структуры. Связи, стабилизирующие эти структуры.
Структурные домены.
3. Классификация белков.
4. Простые белки (альбумины, гистоны): особенности структуры и физико-химических
свойств, биологическая роль.
5. Сложные белки. Общая характеристика нуклеопротеинов, гликопротеинов,
липопротеинов, фосфопротеинов, металлопротеинов и хромопротеинов (гемо- и
флавопротеинов).
6. Глобулярные белки. Гемоглобин: биологическая роль, структура.
7. Фибриллярные белки: коллаген и эластин, их биологическая роль, особенности
аминокислотного состава и структурной организации.
8. Ca2+
-связывающие белки (факторы свертывания крови, Са2+
-АТФ-аза, кальмодулин,
коллаген). Структурные особенности, обеспечивающие связывание Ca2+
с белками.
Биомедицинское значение этих белков.
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
16
Ситуационные задачи
1. Укажите структурные особенности HbS и причины серповидно-клеточной анемии. Как
сказывается изменение первичной структуры на высших уровнях организации, функции
гемоглобина и форме эритроцитов?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Коллаген, кальмодулин, II, VII, IX и X плазменные факторы свертывания крови являются
кальций-связывающими белками. Назовите структурную особенность этих белков. Какой
витамин необходим для осуществления кальций-связывающей функции данными белками
и почему? Укажите источники витамина.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Напишите уравнение реакции, в которой участвует этот витамин.
3. Назовите структурные и функциональные сходства и различия миоглобина и гемоглобина.
Какой тип гипоксии развивается при низкой концентрации гемоглобина? Назовите
нормальный уровень гемоглобина крови.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
17
4. Заполните таблицу:
Тесты для самооценки
1. Относительно альфа-спирали верным является утверждение:
А. это третичная структура белка
Б. состоит из 2-х полипептидных цепей
В. радикалы аминокислот расположены внутрь альфа-спирали
Г. водородные связи образуются между -CO и -NH одной полипептидной цепи
Д. водородные связи образуются между -CO и -NH разных полипептидных цепей
2. Относительно бета-структуры верными являются утверждения:
А. водородные связи образуются между -CO и -NH разных полипептидных цепей
Б. стабилизируется гидрофобными связями
В. имеет складчатую форму
Г. стабилизируется пептидными связями
Д. бета-структура может быть параллельной и антипараллельной
3. Какие утверждения верны относительно третичной структуры белка?
А. представляет укладку полипептидной цепи в пространстве
Б. стабилизируется только ковалентными связями
В. стабилизируется только водородными связями
Г. не разрушается при денатурации
Д. обуславливает биологическую активность белков
4. Выберите пары аминокислот, радикалы которых могут образовать водородные
связи: А. Lys Leu
Б. Phe Val
В. Asp Ala
Г. Ser Cys
Д. Asn Thr
Генетически детерминированная
последовательность аминокислот в
полипептидной цепи это
Какая химическая связь образуется при
взаимодействии -карбоксильной группы
одной аминокислоты с -аминогруппой
следующей аминокислоты?
Копланарность это
Какие химические связи могут
существовать в виде резонансных форм
(кето и енол)?
Напишите транс-положение заместителей
по отношению к пептидной связи
Какие химические группы могут
образовать водородные связи?
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
18
5. Выберите пары аминокислот, радикалы которых могут образовать ионные связи:
А. Lys Glu
Б. Trp Ile
В. Asp Arg
Г. Gln Val
Д. His Met
6. Какие утверждения верны относительно четвертичной структуры белка?
А. представляет организацию белковых субъединиц как единую функциональную
белковую молекулу
Б. характерна для молекулы гемоглобина
В. стабилизируется нековалентными связями между контактными поверхностями
доменов
Г. характерна для молекулы миоглобина
Д. не разрушается при денатурации
7. Выберите олигомерные белки:
А. гемоглобин
Б. миоглобин
В. лактатдегидрогеназа (ЛДГ)
Г. иммуноглобулины
Д. альбумины
8. Относительно коллагена верным является утверждение:
А. полипептидная цепь укладывается в классическую альфа-структуру
Б. коллаген содержит много остатков цистеина
В. коллаген является исключительно внутриклеточным белком
Г. структурной единицей коллагена является тропоколлаген
Д. молекулы тропоколлагена связываются в фибриллы только за счет нековалентных
связей
Методическое указание №5 Дата _________________
Тема: Физико-химические свойства белков.
Методы разделения и очистки белков
Опыт 1. Диализ белков
Принцип метода: Белки и другие макромолекулярные вещества не проходят через
полупроницаемые мембраны, так как размеры их молекул значительно превышают размеры
пор мембран. В то же время, низкомолекулярные вещества способны проходить через такие
мембраны. Это позволяет очистить растворы белков от низкомолекулярных примесей.
Ход работы:
1. В колбу наливают 10 мл раствора яичного альбумина и прибавляют к раствору 10 капель
насыщенного раствора (NH4)2SO4.
2. Из листа целлофана (предварительно смоченного дистиллированной водой) делают
мешочек и выливают в него содержимое колбы.
3. Мешочек помещают в стакан с дистиллированной водой таким образом, чтобы уровень
жидкости в мешочке был ниже уровня жидкости в стакане.
4. Через 1 час после начала диализа берут в две пробирки жидкость из стакана, а в другие две
пробирки – раствор из мешочка и проделывают две реакции:
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
19
а. на присутствие иона SO42-
– к 5 каплям исследуемого раствора добавляют 3-4 капли
BaCl2 и наблюдают образование белой мути;
BaCl2 + (NH4)2SO4 BaSO4 + 2 NH4Cl
б. на присутствие белка – биуретовую реакцию.
5. Результат (заполните таблицу):
Исследуемый
раствор
Вещества,
присутствую-
щие до диализа
ДИ
АЛ
ИЗ
Биуретовая
реакция
Реакция
с BaCl2
Вещества,
присутствую-
щие после
диализа
из мешочка
Белок
(овальбумин),
(NH4)2SO4
из стакана
H2O
Клинико-диагностическое значение. Метод лежит в основе гемодиализа и аппарата
искусственной почки, используемых для лечения больных с острой и хронической почечной
недостаточностью, а также при некоторых отравлениях.
Вывод:__________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Вопросы для самоподготовки
1. Молекулярная масса белков. Общие принципы методов определения молекулярной массы
белков (ультрацентрифугирование, хроматография, масс-спектрометрия).
2. Амфотерные свойства белков. Электрический заряд белков. Факторы, влияющие на
электрический заряд белков. Изоэлектрическая точка и изоэлектрическое состояние.
3. Растворимость белков: зависимость от аминокислотного состава, структурных
особенностей белковой молекулы, рН и температуры. Факторы, стабилизирующие
белковые растворы. Состояния белковых растворов: золь, гель, ксерогель (примеры).
4. Денатурация белков. Факторы, вызывающие денатурацию и структурные изменения
денатурированных белков. Биомедицинское значение денатурации белков.
5. Методы выделения, очистки, качественного и количественного определения белков:
гидролиз, хроматография, электрофорез, высаливание, диализ. Принцип методов,
биомедицинское значение.
Ситуационные задачи
1. Напишите по одному трипептиду с рI в кислой, нейтральной и щелочной среде.
Пептид с рI в кислой среде:
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
20
Пептид с рI в нейтральной среде:
Пептид с рI в щелочной среде:
2. Разделите на группы в зависимости от растворимости следующие белки: альбумин,
гемоглобин, кератин, трансферрин, иммуноглобулин M, фибрин, коллаген, протромбин.
Какие факторы влияют на растворимость белков?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. В растворе содержатся гистоны и альбумины. Выберите буферный раствор, необходимый
для осаждения этих белков. 1 раствор – рН = 4,0; 2 раствор – рН = 7,0; 3 раствор – рН =
11,0. Поясните принцип метода.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
4. В раствор, содержащий альбумины и глобулины, добавляют сульфат аммония ([NH4]2SO4)
до получения полунасыщенного раствора, а затем до насыщения раствора. Как влияет
добавление сульфата аммония на растворимость альбуминов и глобулинов? Каков
механизм действия [NH4]2SO4 на белковые растворы?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
21
5. К какому электроду перемещаются альбумины и гистоны при рН 7,0, если линия старта
находится на середине между анодом и катодом?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
6. Выберите метод, используемый для очистки биологических жидкостей (сыворотка,
плазма, лимфа) от низкомолекулярных токсичных веществ: денатурация, гидролиз,
электрофорез, диализ, аффинная хроматография. Опишите принцип метода и его
клиническое применение.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
7. Для изготовления лекарственных форм ферментов необходимо выделить и очистить их из
растительных или животных биологических источников. Какой из перечисленных ниже
методов является самым быстрым и наиболее эффективным для этих целей: денатурация,
гидролиз, электрофорез, диализ, аффинная хроматография? Описать принцип метода.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
8. Какими свойствами, гидрофильными или гидрофобными, обладает представленный
фрагмент первичной структуры белка -Gly-Ser-Asn-Trp-Tyr-? Где расположится данный
фрагмент, на поверхности или внутри белковой молекулы? Объясните, почему.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Напишите структуру данного фрагмента.
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
22
Тесты для самооценки
1. Изоэлектрическая точка тетрапептида Arg-Lys-His-Ala находится в зоне pH: А. 3,6 - 4,0
Б. 4,0 - 4,5
В. 5,0 - 7,0
Г. 2,0 - 3,0
Д. 7,7 - 8,8
2. Пептид содержит следующие аминокислоты (в %): Arg - 10, Lys - 26, Val - 13, Pro - 35,
Ala - 8, Gly - 8. При физиологическом значении pH пептид:
А. обладает положительным зарядом
Б. обладает отрицательным зарядом
В. не обладает электрическим зарядом
Г. движется к катоду
Д. движется к аноду
3. Относительно растворимости белков правильными являются утверждения:
А. не зависит от формы белковой молекулы
Б. зависит от электрического заряда и гидратной оболочки
В. зависит от природы растворителя и температуры
Г. зависит от аминокислотного состава белка
Д. является максимальной в изоэлектрической точке
4. Выберите факторы, стабилизирующие белковые растворы:
А. гидратная оболочка
Б. дегидратация белка
В. электрический заряд
Г. денатурация белка
Д. гидролиз белка
5. Относительно высаливания правильным является утверждение:
А. это гидратация белковой молекулы
Б. это дегидратация белковой молекулы
В. является необратимым процессом
Г. это прохождение микромолекул через полупроницаемые мембраны
Д. сопровождается разрушением третичной структуры белка
6. Выберите условия высаливания белков:
А. удаление гидратной оболочки
Б. нейтрализация электрического заряда
В. повышение температуры
Г. уменьшение концентрации белкового раствора
Д. гидратация белковой молекулы
7. Относительно денатурации белков верными являются утверждения:
А. при денатурации сохраняется первичная структура белка
Б. при денатурации разрушаются все связи, кроме пептидной связи
В. денатурированный белок сохраняет биологическую активность
Г. при денатурации сохраняется вторичная структура белка
Д. при денатурации обычно уменьшается растворимость белков
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
23
Методическое указание №6 Дата _________________
Итоговая работа по разделам: «Общая химия. Аминокислоты. Белки»
1. Органогенные и минеральные биоэлементы. Содержание и общая характеристика
наиболее важных биоэлементов, составляющих человеческий организм.
2. Биомолекулы: микро- и макромолекулы, комплексные молекулы.
3. Функциональные группы. Типы функциональных групп, присущие биомолекулам, и их
общая характеристика.
4. Типы химических связей, характерные для биомолекул, их общая характеристика.
5. Вода, её физические и химические свойства. Роль воды для живых организмов.
6. Основные положения теории электролитической диссоциации.
7. Положения протолитической теории кислот и оснований Бренстеда-Лоури.
8. Диссоциация воды. Ионное произведение воды.
9. Понятие о рН. Определение рН и рОН растворов.
10. Буферные системы. Буферное действие. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха. Буферная
ёмкость.
11. рН внутренних сред организма. Биологические буферные системы.
12. Аминокислоты и их биологическая роль. Протеиногенные и непротеиногенные
аминокислоты.
13. Классификация аминокислот по химической структуре, физико-химическим свойствам и
биологическому принципу.
14. Стереоизомерия, растворимость и кислотно-основные свойства аминокислот.
15. Химические свойства аминокислот: реакции карбоксилирования, декарбоксилирования,
гидроксилирования, дезаминирования и трансаминирования.
16. Полипептидная теория строения белков. Свойства пептидной связи. Номенклатура
пептидов и белков. N- и C-концевые аминокислоты пептидной цепи.
17. Методы определения состава и последовательности аминокислот в полипептидной цепи.
18. Биологическая роль белков.
19. Уровни структурно-функциональной организации белковых молекул: первичная,
вторичная, третичная и четвертичная структуры. Связи, стабилизирующие эти
структуры. Структурные домены.
20. Классификация белков.
21. Простые белки (альбумины, гистоны), особенности их структуры и физико-химических
свойств, биологическая роль.
22. Сложные белки. Общая характеристика нуклеопротеинов, гликопротеинов,
липопротеинов, фосфопротеинов, металлопротеинов и хромопротеинов (гемо- и
флавопротеинов).
23. Глобулярные белки. Гемоглобин, его биологическая роль и структура.
24. Фибриллярные белки: коллаген и эластин, их биологическая роль, особенности
аминокислотного состава и структурной организации.
25. Ca2+
-связывающие белки (факторы свертывания крови, Са2+
-АТФ-аза, кальмодулин,
коллаген). Структурные особенности, обеспечивающие связывание Ca2+
с белками.
Биомедицинское значение этих белков.
26. Молекулярная масса белков. Общие принципы методов определения молекулярной
массы белков (ультрацентрифугирование, хроматография, масс-спектрометрия).
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
24
27. Амфотерные свойства белков. Электрический заряд белков. Факторы, влияющие на
электрический заряд белков. Изоэлектрическая точка и изоэлектрическое состояние.
Электрофорез белков плазмы крови.
28. Растворимость белков, её зависимость от аминокислотного состава, структурных
особенностей белковой молекулы, рН, температуры. Факторы, стабилизирующие
белковые растворы. Состояния белковых растворов: золь, гель, ксерогель (примеры).
Высаливание белков.
29. Денатурация белков. Факторы, вызывающие денатурацию и структурные изменения
денатурированных белков. Биомедицинское значение денатурации белков.
30. Методы выделения, очистки, качественного и количественного определения белков:
гидролиз, хроматография, электрофорез, высаливание, диализ. Принцип методов,
биомедицинское значение.
Cate
dra
de b
ioch
imie
și b
ioch
imie
clin
ică
