Инструкция к практическому занятию: “Ферменты. Природа и свойства”

1. Термолабильность ферментов.

Ход работы. В чистую пробирку отливают небольшое количество неразведенной слюны (2-3 мл) и кипятят ее в течение 5-8 мин, после чего охлаждают. В 3 пробирки наливают по 10 капель 1% раствора крахмала. В 1-ю пробирку добавляют 10 капель слюны, разведенной в 10 раз, во 2-ю - 10 капель прокипяченной слюны, в 3-ю - 10 капель воды в качестве контроля. Все пробирки помещают в термостатпри температуре 38°С на 10 мин. После этого содержимое пробирок делят на две части и проводят качественные реакции на крахмал и продукты его расщепления.

Реакция на крахмал. К 5 каплям исследуемого раствора приливают 1 каплю раствора иода в иодиде калия. В присутствии крахмала появляется синее окрашивание.

Реакция на глюкозу (реакция Троммера). К 5 каплям иследуемой жидкости приливают 5 капель 10% раствора едкого натра и 3 капли 1% раствора сульфата меди. Осторожно кипятят 1 мин до появления красного окрашивания, которое указывает на наличие глюкозы.

2. Влияние рН среды на активность ферментов.

Ход работы. Слюну предварительно разводят в 100 раз. Берут 6 пробирок и в каждую наливают по 2 мл буферного раствора с различным значением рН: 6.0, 6,4, 6.8, 7,2, 7,6, 8,0. Затем приливают по 1 мл 0,5% раствора крахмала и по 1 мл разведенной слюны. Перемешивают содержимое пробирок и термостатируют при 38°С в течение 10 мин. Затем во все пробирки добавляют по 1 капле раствора иода, перемешивают, наблюдают окраску и отмечают рН, при котором амилаза действует наиболее активно.

3. Специфичность ферментов.

Ход выполнения работы. Для исследования специфичности амилазы берут слюну, разведенную в 10 раз. Для изучения действия сахаразы используют вытяжку из дрожжей.

В 4 пронумерованные пробирки последовательно добавляют:

в 1-ю и 2-ю - по 1 мл 1% раствора крахмала; в 3-ю и 4-ю - по 1 мл 1% тростникового сахара; затем добавляют: в 1-ю и 4-ю - по 1 мл профильтрованной вытяжки из дрожжей; во 2-ю и 3-ю - по 1 мл разведенной слюны. Пробирки оставляют на 15-20 мин при 38°С, а затем в 1-ю и 3-ю добавляют по 1 капле реактива Люголя, а во 2-ю и 4-ю - 1 каплю реактива Фелинга. Результаты опытов записывают в таблицу.

№ про-бирки	Фермент	Субстрат	Реакция с реактивом Люголя	Реакция Фелинга
1
2
3
4

ВЫВОДЫ:

Подпись преподавателя:

Приложение 1.

Граф логической структуры по теме «Ферменты. Природа и свойства»

ФЕРМЕНТЫ

ЭНЗИМОПАТОЛОГИЯ

ЭНЗИМОТЕРАПИЯ

ЭНЗИМОДИАГНОС-ТИКА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ

ТЕРМОЛАБИЛЬ-НОСТЬ

ЗАВИСИ-МОСТЬ ОТ рН

СПЕЦИФИЧ-НОСТЬ

СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ

ИЗОФЕРМЕНТЫ

АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ ЦЕНТР

АКТИВНЫЙ ЦЕНТР

СЛОЖНЫЕ ФЕРМЕНТЫ

ПРОСТЫЕ ФЕРМЕНТЫ

СТРУКТУРА ФЕРМЕНТОВ

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СВОЙСТВ

ФЕРМЕНТОВ

РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ. АКТИВАТОРЫ И ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ

Актуальность темы.

Знания механизмов, посредством которых клетки и целые организмы координируют и регулируют весь набор метаболических процессов, важны при исследованиях в разных областях биомедицинских наук. Сюда можно отнести проблемы карцерогенеза, сердечно – сосудистых заболеваний, старения, действия гормонов и лекарственных препаратов. Во всех этих областях наблюдаются примеры нарушения регуляции работы ферментов, имеющие важное медицинское значение. Из всех факторов, от которых зависит определение активности фермента - концентрация фермента и субстрата, температура, рН и присутствие ингибиторов, - наибольший клинический интерес представляют два последних.

Активаторы и ингибиторы влияют на активный центр фермента, способствуют образованию его или блокированию. Они могут взаимодействовать с аллостерическим центром и тем самым менять ферментативную активность. Ингибиторами нередко являются продукты промежуточных или конечных реакций какого-либо биохимического процесса. Некоторые природные или синтетические вещества оказывают избирательное ингибирующее действие на ферменты и используются в качестве лекарственных веществ. В больших дозах подобные вещества могут оказаться ядами.

Большинство лекарственных препаратов оказывает свое действие, влияя на соответствующие ферментативные реакции. Многие такие препараты сходны с природными субстратами и потому могут действовать как конкурентные ингибиторы ферментов. Чтобы понять многие процессы, которые существенны для фармакологии и токсикологии, необходимо иметь четкое представление о механизмах ингибирования ферментов.

Теперь ознакомьтесь с целями занятия, продумайте их, усвойте необходимость их изучения.

Общая цель.

Уметь использовать знания о механизмах регуляции активности ферментов при изучении состояния обмена веществ, а также для обоснования использования препаратов, действующих по принципу ферментативных ингибиторов или активаторов.

Конкретные цели: Исходный уровень знаний-умений:

Уметь:

1. Анализировать основные этапы ферментативного катализа.	1.Интерпретировать данные о катализе и катализаторах (каф. биоорганической химии).
2. Дать характеристику основным типам ингибиторов.	2.Интерпретировать и приводить примеры различных типов химических реакций (каф. биоорганической химии).
3. Объяснить основные механизмы регуля- ции каталитической активности ферментов.
4. Определить класс ферментов, основы- ваясь на типе катализируемой реакции.

Для проверки исходного уровня знаний-умений предлагается выполнить ряд заданий.

Задания для самопроверки и самокоррекции исходного уровня знаний-умений.

Задание 1. Известно, что скорость взаимодействия веществ А и В увеличилась в три раза после добавления вещества К. В качестве конечных продуктов обнаруживается вещество АВК. Является ли вещество К катализатором?

а) Да

в) Нет

Задание 2. . В эксперименте установили, что окисление SО₂ в SО₃ с участием катализатора NО происходит в 100 раз быстрее, чем не катализируемая реакция. Укажите причину изменения скорости реакции:

А. Понижение свободной энергии реакции

В. Понижение энергии активации реакции присутствии катализатора

С. Повышение энергии активации реакции в присутствии катализатора

Д. Изменение степени ионизации реагирующих веществ

Е. Изменение кинетической энергии исходных и конечных продуктов

Задание 3.При интенсивной мышечной работе в скелетной мускулатуре накапливается молочная кислота, по следующей реакции:

СН₃-С-СООН ↔ СН₃-СН-СООН

П I

О ОН

К какому типу относится приведенная реакция?

А. Окислительно-восстановительная реакция

В. Реакция гидролиза

С. Реакция обмена

Д. Реакция электролиза

Е. Реакция синтеза

Задание 4. Вещество А и В взаимодействует по схеме А + В « АВ. При заданной концентрации А и В через 30 минут устанавливается подвижное равновесие, т.е. скорость пямой и обратной реакции уравниваются. Какую из приведенных характеристик реакции изменит внесение катализатора?

А. Скорость прямой реакции

В. Константу равновесия

С. Скорость обратной реакции

Д. Время наступления равновесия

Е. Концентрацию продуктов реакции

Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

Эталоны ответов к решению заданий для самопроверки и самоконтроля исходного уровня

2. – В, 4. – Д.

Информацию для восполнения исходных знаний-умений можно найти в следующей литературе.

1.Тюкавкина Н.А.,Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. -М.: “Медицина”, 1991. – С.88-95.

3.Лекции по биоорганической химии.

Содержание обучения.

Содержание обучения должно обеспечивать достижение целей обучения, чему способствует граф логической структуры изучаемой темы (Приложение 1).