- •Федеральное агенство по образованИю Белгородский государственный университет
- •Самостоятельная работа студентов по биологической химии
- •Оглавление
- •Раздел №1 Введение в биохимию. Структура и функции белков. Ферменты
- •Тема 1.1. Введение в биологическую химию. Техника безопасности
- •Тема 1.2. Строение и функции белков. Аминокислотный состав белков
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.3. Физико-химические свойства белков
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.4. Сложные белки
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.5. Ферменты. Строение и свойства
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.6. Ферменты. Кинетика ферментативных реакций
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.7. Регуляция активности ферментов. Медицинская энзимология
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 1.8. Биохимия белков и ферментов (контрольно – итоговое занятие №1)
- •Раздел № 2 Нуклеиновые кислоты. Матричные биосинтезы
- •Тема 2.1. Строение и свойства нуклеиновых кислот и нуклеотидов
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 2.2. Матричные биосинтезы
- •Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 2.3. Строение нуклеиновых кислот. Матричные биосинтзы (контрольно – итоговое занятие №2)
- •Раздел № 3 Энергетический обмен. Общие пути катаболизма
- •Тема 3.1. Биологические мембраны
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 3.2. Введение в обмен веществ. Общие пути катаболизма
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 3.3. Энергетический обмен. Окислительное фосфорилировие
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 3.4. Энергетический обмен. Общие пути катаболизма (контрольно-итоговое занятие №3)
- •Вопросы к контрольно-итоговому занятию № 3
- •Раздел № 4 Обмен веществ
- •Тема 4.1. Обмен и функции углеводов. Обмен Гликогена
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.2. Специфические пути распада глюкозы
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.3. Глюконеогенез. Обмен лактата в печени и мышцах
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.4. Пентозофосфатный путь. Обмен фруктозы, галактозы, этанола
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.5. Обмен и функции липидов. Переваривание
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.6. Метаболизм жирных кислот и кетоновых тел
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.7. Метаболизм жиров. Обмен холестерола
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.8. Обмен аминокислот
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.9. Образование и обезвреживание аммиака. Обмен отдельных аминокислот
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.10. Обмен нуклеотидов
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 4.11. Обмен веществ и энергии (контрольно-итоговое занятие №4)
- •Вопросы и задачи к контрольно-итоговому занятию № 4
- •Раздел № 5 Гормональная регуляция Обмен веществ. Витамины
- •Тема 5.1. Гормоны: синтез, секреция, механизм действия
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 5.2. Гормоны, регулирующие обмен углеводов, липидов и аминокислот. Водно-солевой и менеральный обмены
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 5.3. Тиреоидные гормоны и гормоны, регулирующие репродуктивную функцию
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 5.4. Биохимия витаминов
- •Тема 5.5. Гормональная регуляция обмена веществ. Витамины (контрольно-итоговое занятие № 5)
- •Вопросы и задачи к контрольно-итоговому занятию № 5
- •Раздел № 6 биохимия органов и тканей
- •Тема 6.1. Биохимия печени. Канцерогенез
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 6.2. Биохимия крови
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 6.3. Биохимия крови. Гемостаз
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 6.4. Биохимия почек и мочи
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 6.5. Биохимия межклеточного матрикса и мышечной ткани
- •Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
- •Тема 6.6. Биохимия органов и тканей (контрольно-итоговое занятие № 6)
- •Вопросы и задачи к контрольно-итоговому занятию № 6
- •Словарь биохимических терминов
Тема 1.3. Физико-химические свойства белков
Цель занятия. Уметь использовать физико-химические свойства белков для получения очищенных белковых препаратов. Уметь объяснять амфотерные свойства белков и изменение суммарного заряда белков при различных значениях рН среды. Познакомиться с реакциями осаждения белков из растворов. Усвоить принцип разделения белков методом электрофореза.
Исходный уровень. См. занятие 1.2.
Повторить. Строение аминокислот (ионогенные), образование пептидной связи.
Содержание теоретического материала. 1.Молекулярная масса белков и ее определение. 2. Размер и форма белковой молекулы. 3. Амфотерность и наличие электрического заряда белковой молекулы. Зависимость заряда молекулы (степень ионизации анионных и катионных групп) от значения рН среды. 4. Усвоить понятия: изоэлектрическое состояние, изоэлектрическая точка. Определять суммарный заряд пептидов при различных значениях рН. 5. Физико-химические свойства белков (растворимость, ионизация, гидратация). 6. Знать факторы, от которых зависит растворимость белков. 7. Методы разделения и очистки белков и физико-химические свойства, лежащие в их основе. 8. Осаждение белков из растворов. 9. Изменения белкового состава в онтогенезе, а также при различных заболеваниях. 10. Заполнить таблицу: «Методы разделения и очистки белков».
№ |
Название метода |
Принцип метода |
Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:
1) Белки являются амфолитами, то есть содержат как положительно, так и отрицательно заряженные группы. Степень ионизации катионных и анионных групп зависит от рН среды.
2) Значение рН, при котором суммарный заряд белковой молекулы равен нулю (изоэлектрическое состояние) называется изоэлектрической точкой.
3) Растворимость белков определяется наличием на их поверхности полярных групп, способных взаимодействовать с водой.
4) Растворимость белков зависит от свойств белковой молекулы (молекулярной массы, формы молекулы, заряда, количества гидрофильных групп) и свойств факторов среды (значения рН раствора, солевого состава раствора, температуры).
5) В основе методов разделения белков лежат различия в их физико-химических свойствах.
6) Денатурация белков – это разрушение нативной конформации белка (при воздействии денатурирующего агента) вызванное разрывом слабых связей, стабилизирующих его вторичную и третичную структуру. При этом теряется биологическая активность белка.
Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы
Перечислите основные физико-химические свойства белков.
Молекулярная масса белков и методы ее определения.
Назовите белки основного и кислого характера.
Назвать факторы, от которых зависит растворимость белков.
Чем обусловлен заряд белка в растворе? Дайте определение ИЭТ белка.
Почему ИЭТ неодинакова для различных белков?
В состав двух пептидов входят следующие аминокислоты:
NН2-His-Ile-Met-Ala-Leu-Phe-Trp-СООН; NН2-Asp-Arg-Cys-Val-Trp-Lys-Glu-СООН
Какой из них обладает лучшей растворимостью в воде и почему?
Напишите и дайте название тетрапептиду из аланина, лизина, аспарагиновой кислоты и триптофана. Определите суммарный заряд в водной среде. В какой среде будет находиться ИЭТ данного пептида?
ИЭТ равна 4,4. какие аминокислоты преобладают в этом белке, и в каком направлении будут перемещаться частицы белка в электрическом поле, если ИЭТ равна 7,0, а рН раствора – 4,0?
Покажите, как меняется заряд белка, имеющего избыток карбоксильных групп, при различных изменениях рН раствора.
Охарактеризуйте буферные свойства белков.
Что такое электрофорез? Какие физико-химические свойства лежат в основе этого метода? Практическое значение электрофореза.
Что такое диализ?
Какие методы используются для очистки белков от низкомолекулярных примесей?
Что такое обратимое и необратимое осаждение белков?
Почему белки лучше всего осаждаются в изоэлектрической точке?
Каков механизм осаждения белков солями щелочных и щелочно-земельных металлов (высаливание)?
Что такое нативная конформация белка?
Что такое денатурация белков и чем она может быть вызвана?
В чем сходство и различие процессов денатурации и высаливания?
Укажите применение реакций осаждения белков в клинических лабораториях. В чем преимущество концентрированной азотной кислоты при осаждении белков по сравнению с другими минеральными кислотами?
Какие мероприятия при отравлении человека солями тяжелых металлов, основанные на необратимых реакциях осаждения белков.
Определите суммарный заряд пентапептида при рН 7:
NН2-Glu-Arg-Lys-Val-Asp-СООН. Как изменится суммарный заряд этого пептида:
а) при рН<<7;
б) при рН>>7.
Подберите к каждому пронумерованному методу разделения и очистки белков соответствующие различия в свойствах, обозначенные буквой:
1. Ультрацентрифугирование. А. Различия по растворимости.
2. Электрофорез. Б. Различия по величине суммарного заряда.
3. Гель-фильтрация. С. Различия по молекулярной массе.
Ионообменная хроматография.
Солевое фракционирование.
Изучите содержание лабораторной работы «Реакции осаждения белков» и подготовьтесь к ее выполнению на лабораторном занятии.
Литература для самоподготовки. Лекционный материал; (1) - С. 35-37, 43-48, 54-60; (2) - С. 23-32, 44-49; (3) - С. 22-24, 29-31; (4) - 1т. С. 35-43, 48-51.