- •Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию гоу впо «Кировская государственная медицинская академия» Биологическая химия
- •Киров - 2005
- •Раздел программы: Строение и функции белков. Тема: Белки. Уровни структурной организации белковой молекулы.
- •Тема: Физико-химические свойства белков.
- •Тема: Химия сложных белков.
- •Раздел программы: Ферменты. Тема: Химическая природа и свойства ферментов.
- •Тема: Регуляция активности ферментов.
- •Тема: Методы количественного определения активности ферментов. Основные принципы энзимодиагностики и энзимотерапии.
- •Раздел программы: Биоэнергетика клетки, общие пути катаболизма. Тема: Биологическое окисление.
- •Тема: Окислительное фосфорилирование
- •Тема: Общие пути катаболизма
- •Раздел программы: Обмен углеводов. Тема: Начальные этапы обмена углеводов. Анаэробное окисление глюкозы (гликолиз). Глюконеогенез.
- •Тема: Аэробные пути окисления глюкозы.
- •Тема: Обмен гликогена, обмен дисахаридов. Сахар крови, регуляция углеводного обмена
- •Раздел программы: Витамины. Тема: Витамины, участие в обмене веществ.
- •Раздел программы: Обмен липидов Тема: Начальные этапы обмена липидов. Переваривание, резервирование и мобилизация липидов. Окисление жирных кислот и глицерина.
- •Тема: Внутриклеточный обмен липидов
- •Тема: Обмен холестерина.
- •Раздел программы: Обмен аминокислот. Тема: Общие пути обмена аминокислот
- •Тема: Конечные пути распада белков. Образование и обезвреживание аммиака.
- •Тема: Особенности обмена некоторых аминокислот
- •Раздел программы: Роль гормонов в регуляции метаболизма. Тема: Гормоны
- •Тема: Взаимосвязь обменов. Обмен веществ при сахарном диабете
- •Раздел программы: Обмен белков, нуклеиновых кислот. Тема: Обмен нуклеиновых кислот.
- •Тема: Биосинтез нуклеиновых кислот, белка.
- •Раздел программы: Частная биохимия. Тема: Пищеварение.
- •Тема: Биохимия печени.
- •Тема: Биохимия крови.
- •Тема: Щелочно-кислотное равновесие. Биохимия мочи.
- •Вопросы для подготовки к экзамену по биологической химии
- •Ферменты
- •III. Общие пути катаболизма, биологическое окисление и биоэнергетика
- •Обмен и функции углеводов.
- •Обмен и функции липидов
- •Обмен аминокислот, простых и сложных белков
- •Обмен нуклеотидов.
- •Биосинтез нуклеиновых кислот и белков.
- •Взаимосвязь обмена веществ.
- •Гормоны.
- •Водно-минеральный обмен.
- •Витамины.
- •Биохимия биологических жидкостей и тканей.
- •Итоговые тесты по биологической химии Вопросы с одним правильным ответом
- •Вопросы с несколькими правильными ответами
- •Рекомендуемая литература
Строение и функции белков
Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию гоу впо «Кировская государственная медицинская академия» Биологическая химия
Учебное пособие для студентов медицинских вузов
Киров - 2005
УДК 577.1
ББК 28.902
Б48
Печатается по разрешению центрального методического совета и редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская акдемия» (протокол № 5) от 17 февраля 2005 г.
Биологическая химия
Т.В. Симкина, Т.Ю. Коршунова, П.И. Цапок, А.В. Еликов
Учебное пособие для студентов медицинских вузов /Под редакцией доктора медицинских наук, профессора П.И. Цапока. - Киров: Кировская ГМА, 2005 - с.- 100.
Настоящее издание представляет собой руководство для организации самостоятельной внеаудиторной и аудиторной работы студентов медицинских вузов по основным разделам биохимии. Для активного овладения изучаемым материалом студентам предлагаются обучающие тесты и клинические ситуационные задачи. Подробно описывается методика выполнения лабораторных работ.
Пособие предназначено для студентов.
Рецензент: доктор медицинских наук, профессор А.А. Косых;
доктор медицинских наук, профессор А.И. Смирнова.
Симкина Т.В., Коршунова Т.Ю., Цапок. П.И., Еликов А.В.
ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия», 2005
ПРЕДИСЛОВИЕ
Биохимия – медико-биологическая дисциплина, изучающая химическую природу веществ, химические явления и процессы в живых организмах. В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (Москва, 2000) преподавание биохимии ориентировано на конечные цели обучения: создать прочную теоретическую базу, необходимую для усвоения медико-биологических и клинических дисциплин. В соответствии с учебной программой по биохимии (Москва, 2004) на основе современных научных представлений формируется понимание механизмов функционирования живых систем на молекулярном уровне, этиология и патогенез грозных заболеваний XXI века. Учтен большой опыт преподавания биохимии студентам высших образовательных медицинских учреждений России и зарубежья. Широко представлены сведения по патологической химии и клинической биохимии.
Мы будем благодарны за любые замечания и пожелания, направленные на улучшение данного пособия.
Авторы.
Раздел программы: Строение и функции белков. Тема: Белки. Уровни структурной организации белковой молекулы.
ЦЕЛЬ: Изучить уровни структуры белковой молекулы, уметь объяснить свойства белков, их функциональную и биологическую активность, исходя из строения белка. Освоить цветные реакции на белки и аминокислоты, метод количественного определения общего белка с помощью биуретовой реакции.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.
Аминокислоты – структурные единицы белка. Классификация аминокислот по химическому строению, по характеру радикала, по полярности, по заменимости для человека.
Первичная структура белков, образование и свойства пептидной связи; видовая специфичность белков (инсулины разных животных), аминокислотные звенья, роль первичной структуры (гемоглобин А, гемоглобин S).
Конформация белковых молекул (вторичная и третичная структуры). Типы внутримолекулярных связей в белках. Глобулярные и фибриллярные белки. Зависимость вторичной и третичной структуры от первичной, зависимость свойств от структуры.
Четвертичная структура белков. Связи, участвующие в её формировании. Кооперативные эффекты и высокая биологическая активность – новые качества, обусловленные высоким уровнем организации белковой молекулы.
Зависимость конформации белков от первичной структуры. Наследственные протеинопатии (серповидноклеточная анемия и энзимопатии).
Классификация белков. Краткая характеристика отдельных классов простых белков: альбумины, глобулины, протамины, гистоны.
Методы определения первичной структуры белка.
Цветные реакции на белки и аминокислоты.
Практическое значение для медицины определения содержания белка, отдельных аминокислот в биологических жидкостях, исследования аминокислотного состава и первичной структуры белков.
Написать структурные формулы трипептидов (даны аминокислоты, входящие в состав), назвать пептиды, какие цветные реакции с ними будут положительными?
Каким белкам могут принадлежать следующие фрагменты полипептидной цепи, будут ли отличаться биологические функции белков? Если да, то почему? К развитию, какого заболевания приведёт эта замена аминокислоты?
А) вал-гис-лей-тре-про-глу-глу-лиз-
Б) вал-гис-лей-тре-про-вал-глу-лиз-
1 2 3 4 5 6 7 8
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ. Цветные реакции на белки являются реакциями на пептидную связь и функциональные группы радикалов аминокислот, входящих в состав белка.
Наименование реакции
|
Применяемые реактивы
|
Окрашивание
|
Чем обусловлена реакция
|
|
сульфат меди
|
фиолетовое
|
пептидная связь (не менее 2-х) |
|
0,1% водный р-р нингидрина |
сине-фиолетовое
|
свободные α-аминокислоты |
|
азотная кислота р-р аммиака
|
желтое
|
ароматические аминокислоты
|
|
реактив Миллона (соли ртути)
|
красное
|
тирозин
|
|
30% NaOH 5% р-р ацетата свинца |
черное |
цистеин |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
Количественное определение белка биуретовым методом.
В основе метода лежит биуретовая реакция. Все белки обладают способностью в щелочной среде давать с раствором сульфата меди фиолетовое окрашивание. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации белка в растворе.
Материал исследования: растворы белка с неизвестной концентрацией и с содержанием белка 0,5%, 1,0% и 1,5%.
Реактивы: биуретовый реактив.
Оборудование: ФЭК, кюветы 1 см, пробирки, бюретки, пипетки.
Порядок выполнения работы: В четыре пробирки вносят реагенты согласно нижеследующей таблице:
№ пробирок |
Концентрация белка в растворе, % |
Количество раствора белка, мл |
Количество биуретового реактива,мл |
1 2 3 4 |
0,5 1,0 1,5 X |
1,0 1,0 1,0 1,0 |
4,0 4,0 4,0 4,0 |
Содержимое пробирок хорошо перемешивают и оставляют при комнатной температуре на 20 минут для развития окраски. Окрашенные растворы колориметрируют на ФЭКе в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 540 нм (зелёный светофильтр). Холостая проба – 1 мл дист. воды и 4 мл биуретового реактива. Строят калибровочный график, откладывая на оси абсцисс известные концентрации стандартных растворов белка, а на оси ординат – соответствующие значения оптической плотности. Зная оптическую плотность белка с неизвестной концентрацией, по калибровочному графику находят содержание в нём белка.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:
Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 19-23, 33-43, 49-77.
Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 9-34, 45-55.
Николаев А.Я. Биологическая химия. -М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 9 – 28, 30 – 36.
Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 5-16.
Дополнительная литература:
Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).
Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.