Теоретичні питання

1. Кофактори, коферменти та простетичні групи. Визначення, приклади.

2. Роль іонів металів (Cu²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Fe ²⁺, тощо) у функціонуванні ферментів.

3. Класифікація коферментів за хімічною природою та за типом реакції, яку вони каталізують. Навести приклади.

4. Коферменти – переносники атомів водню та електронів (представити структурні формули коферментів та типи реакцій, які каталізуються за їх участю):

• НАД⁺, НАДФ⁺ - коферменти – похідні вітаміну РР - нікотинаміду;

• ФАД, ФМН – коферменти – похідні вітаміну В₂ – рибофлавіну;

• роль аскорбінової кислоти в окисно-відновних реакціях;

• металопорфірини.

5. Коферменти – переносники хімічних груп (представити структурні формули коферментів та типи реакцій, які каталізуються за їх участю):

• піридоксалеві коферменти;

• НS-КоА – коензим ацилювання;

• ліпоєва кислота;

• ТГФК – похідні фолієвої кислоти.

6. Коферменти ізомеризації, синтезу та розщеплення С – С зв’язків (представити структурні формули коферментів та типи реакцій, які каталізуються за їх участю):

• тіаміндифосфат – похідні вітаміну В₁ - тіаміну;

• карбоксибіотин – біологічно активна форма вітаміну Н – біотину;

• метилкобаламін та дезоксиаденозилкобаламін – похідні вітаміну В₁₂.

Практична робота

Дослід 1. Проба з міддю на нікотинову кислоту.

Принцип методу. При нагріванні нікотинової кислоти з розчином купруму ацетатнокислого утворються синій осад мідної солі нікотинової кислоти.

Матеріальне забезпечення: 10 % розчин СН₃СООН, розчин нікотинової кислоти, 5 % розчин купруму ацетатнокислого, газовий пальник, пробірки.

Хід роботи. 5-10 мг нікотинової кислоти розчиняють при нагріванні в 10-20 краплинах 10 %-го розчину СН₃СООН. До нагрітого до кипіння розчину додають рівний об’єм 5 %-го розчину купруму ацетатнокислого. Рідина забарвлюється в голубий колір, а при стоянні випадає осад синього кольору.

Пояснити отримані результати і зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. У нормі вміст даного вітаміну в крові людини становить 29,2 мкмоль/л. Регуляція біохімічних процесів цим вітаміном здійснюється завдяки його коферментним формам НАД⁺ та НАДФ⁺. Функції, які виконують дані коферменти наступні: транспорт водню в окисно – відновних реакціях на всіх етапах окиснення вуглеводів, жирних кислот та амінокислот; НАД є субстратом при ДНК – лігазній реакції, яка є обов’язкової при реплікації та репарації ДНК; НАД бере участь у вивільненні гістаміну та активації системи кінінів, сприяє мікроциркуляції крові. При нестачі даного вітаміну розвивається симптомокомплекс, що відомий під назвою пелагра. Він супроводжується наступними ознаками: дерматит, порушення функції травного тракту, деменція.

Дослід 2. Феррихлоридна проба на піридоксин.

Принцип методу. При додаванні до розчину піридоксину розчину хлорного заліза утворюється комплексна сполука типу заліза феноляту, яка має характерний червоний колір.

Матеріальне забезпечення: водний розчин піридоксину, 5 % розчин FeCl₃, пробірки.

Хід роботи. До 5 крапель водного розчину піридоксину додають 1 краплю 5 %-го розчину FeCl₃ і збовтують. Рідина забарвлюється в червоний колір.

Пояснити отриманий результат і зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. У нормі вміст даного вітаміну в крові людини становить 0,6 мкмоль/л, сироватці – 0,4 мкмоль/л. Основною метаболічно активною формою вітаміну В₆ є фосфорний ефір піридоксалю – піридоксаль-5-фосфат (ПАЛФ). Обмежену біологічну дію виявляє піридоксамін-5-фосфат (ПАМФ), який бере участь тільки в реакціх переамінування. Дані коферменти входять до ряду ферментів, які каталізують наступні реакції: транспорт амінокислот через клітинні мембрани; реакціях переамінування, декарбоксилування, десульфування, знешкодженні біогенних амінів, синтезі гемопротеїнів та сфінголіпідів. При нестачі даного вітаміну розвивається неврастенічний синдром, еритема тильної частини кистей рук, шиї, грудної клітки, гіперкератоз, сухість та блідість губ, можливий біль у м’язах по ходу нервів.

Дослід 3. Відновлення K₃Fe (CN)₆ аскорбіновою кислотою.

Принцип методу. Аскорбінова кислота відновлює K₃Fe(CN)₆ до K₄Fe(CN)₆. Остання, реагуючи з FeCl₃, утворює берлінську лазур – сполуку синього кольору.

Матеріальне забезпечення: 5 % розчин K₃Fe(CN)_6, 1 % розчин FeCl₃, 1 % витяжка з шипшини, дистильована вода, пробірки.

Хід роботи. У дві пробірки додають по одній краплі 5 %-го розчину K₃Fe(CN)₆ і 1 %-го розчину FeCl_3. В одну з пробірок до зелено-бурої рідини, яка утворилася, додають 5 – 10 крапель 1 % витяжки з шипшини, в другу – 5 – 10 крапель дистильованої води. Рідина в першій пробірці забарвлюється в зелено-синій колір і випадає синій осад берлінської лазурі. При обережному нашаруванні дистильованої води, осад на дні пробірки стає виразнішим. В другій пробірці зелено-бура рідина забарвлення не змінює.

Пояснити отримані результати і зробити висновок.

Дослід 4. Визначення вмісту аскорбінової кислоти в сечі як показник забезпеченості організму даним вітаміном.

Принцип методу. Аскорбінова кислота в певних умовах легко віддає пару електронів та протонів, а отже є добрим відновником. Інші речовини – окисно-відновні індикатори при переході з окисненої форми у відновлену здатні змінювати своє забарвлення. Так, 2,6-дихлорфеноліндофенол при взаємодії з аскорбіновою кислотою відновлюється і змінює забарвлення із синього на рожеве.

Матеріальне забезпечення: досліджувана сеча, конц. СН₃СООН, 2,6-дихлорфеноліндофенол, дист. вода, колбочки, піпетки, бюретка.

Хід роботи. У дві колбочки відмірюють по 5 мл свіжої сечі, додають 5 крапель конц. СН₃СООН і одну з них титрують 2,6-дихлорфеноліндофенолом до утворення стійкого рожевого забарвлення. Розчин 2,6-дихлорфеноліндофенолу приготовлений так, що 1 мл його реагує з 0,1 мг аскорбінової кислоти. Середній добовий діурез становить 1500 мл. Визначивши кількість затраченого на титрування 2,6-дихлорфеноліндофенолу, розраховують кількість вітаміну С, яка виділяється з сечею за добу.

Розрахунок кількості вітаміну С проводять за формулою:

1500 × а

Х =

5

де: 1500 – добовий діурез в мл;

а – кількість вітаміну С, що відповідає витраченому на титрування 2,6-дихлорфеноліндофенолу;

5 – кількість сечі в мл, яку досліджують.

Зробити висновки з проведеного дослідження та отриманих результатів.

Клініко-діагностичне значення. При багатьох захворюваннях органів травної системи порушується всмоктування вітамінів через стінку кишки у кров і посилюється процес розпаду вітамінів у травному тракті. Це спостерігається при виразковій хворобі, гастриті, ентериті, холециститі тощо.

Для оцінки забезпеченості організму аскорбіновою кислотою в клінічній практиці визначають її вміст у крові та сечі, а також у продуктах харчування у харчовій промисловості.

В нормі у крові дорослої людини вміст аскорбінової кислоти становить 39,7 – 113,6 мкмоль/л.

Аскорбінова кислота і продукти її розпаду виводяться з організму із сечею. У здорової людини за добу із сечею виводиться 20 – 30 мг або 113,55 – 170,33 мкмоль вітаміну С. Підвищений розпад аскорбінової кислоти зустрічається при гіпоацидному гастриті, виразковій хворобі, ентериті. Виділення вітаміну С нижче від норми свідчить про С – гіповітаміноз. Авітаміноз С призводить до виникнення захворювання – цинги, що супроводжується синюшністю губ, нігтів, кровоточивістю ясен, блідістю і сухістю шкіри, точковими підшкірними крововиливами (петехіями), розхитуванням і випадінням зубів, болями в суглобах, повільним загоєнням ран.