Главная страница
Контакты

    Главная страница


Биомолекулы: белки и углеводы

Скачать 58.29 Kb.



Скачать 58.29 Kb.
Дата03.05.2017
Размер58.29 Kb.

Биомолекулы: белки и углеводы


Метаболические пути глюконеогенеза. Кребс отметил, что простому обращению гликолиза препятствуют энергетические барьеры на ряде стадий: 1) и 2) между пируватом и фосфоенолпируватом, 3) между фруктозо-1,6-дисфосфатом и фруктозо-6-фосфатом, 4) между глюкозо-6-фосфатом и глюкозой, а также между глюкозо-1-фосфатом и гликогеном. Эти барьеры обходятся с помощью специальных реакций.

Первая необратимая стадия. Первой необратимой реакцией глюконеогенеза -- является превращение пируватавоксалоацетат под действием фермента пируваткарбоксилаза, CO2иАТФ. Реакция протекает в митохондриях, куда проникает пируват, и катализируется пируваткарбоксилазой по уравнению:

Этот фермент в качестве кофактора, как и ферменты, усваивающиеCO2, содержит,биотин [31, с.324].

Вторая необратимая стадия. На этой стадии образовавшийся в 1-й стадии оксалоацетат поступает из митохондрийвцитоплазму, где подвергается декарбоксилированию и фосфорилированию под влиянием фермента фосфоенолпируват карбоксикиназы превращается в фосфоенол пируват. Донором фосфатного остатка в реакции служит гуанозинтрифосфат(ГТФ).

От фосфоенолпирувата дофруктозо-1,6-дифосфатавсе реакции гликолиза обратимы, поэтому молекулы образовавшегося фосфоенол пирувата используются для образования фруктозо-1,6-дифосфата теми же ферментами гликолиза [34].

Третья необратимая стадия. Третья необратимая стадия глюкогенеза это-- превращение фруктозо-1,6-дисфосфата во фруктозо-6-фосфат, необходимое для обращения гликолизана рассматриваемой стадии, катализируется специфическим ферментом фруктозо-1,6-дисфосфатазой. Это-- ключевой фермент в том смысле, что именно его присутствием определяется, способна ли ткань ресинтезировать гликогенизпирувата и триозофосфатов. Этот фермент имеется впечениипочках, он был также обнаружен в поперечнополосатых мышцах. Считают, что в сердечной мышце и гладких мышцах он отсутствует.

Миока́рд (лат. myocardium от др.-греч. μῦς «мышца» и καρδία «сердце») - название мышечного среднего слоя сердца, составляющего основную часть его массы.
Гладкие мышцы - сократимая ткань, в отличие от поперечнополосатых мышц не имеющая поперечной исчерченности.

Фруктозо-6-фосфат изомеризуется в глюкозо-6-фосфат глюкозофосфатизомеразой

Четвёртая и последняя необратимая стадия глюконеогенеза это-- превращение глюкозо-6-фосфатавглюкозу. Реакция катализируется другой специфической фосфатазой-- глюкозо-6-фосфатазой (реакция идет в обход гексокиназной реакции). Она присутствует в печении почках, но отсутствует в мышцах и жировой ткани. Наличие этого фермента позволяет ткани поставлять глюкозу в кровь [9, с.543].

белок углевод биомолекула

2. Экспериментальная часть

2.1 Методика и подготовка исходных материалов

Молочный альбумин, концентрированная азотная кислота, концентрированная соляная кислота, пробирки, штатив для пробирок, пипетки резиновые груши, 2Н раствор NaOH, спиртовки, пробиркодержатели, фруктоза, дистиллированная вода,

2.

Жировая ткань Жировая ткань - разновидность соединительной ткани животных организмов, образующаяся из мезенхимы и состоящая из жировых клеток - адипоцитов. Почти всю жировую клетку, специфическая функция которой - накопление и обмен жира, заполняет жировая капля, окруженная ободком цитоплазмы с оттеснённым на периферию клеточным ядром.
Соляная кислота Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота, хлористый водород) - раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.).
Дистиллиро́ванная вода́ - очищенная вода, практически не содержащая примесей и посторонних включений. Получают перегонкой в специальных аппаратах - дистилляторах.
2 Методика осаждения белков концентрированными минеральными кислотами

К 0,5мл концентрированной азотной кислоты, а в другую - 0,7мл концентрированной соляной кислоты. Наклоняя каждую пробирку, осторожно влили в нее по стенке 1 мл раствора белка так, что бы он не смешивался с более тяжелым слоем кислоты, а затем поставили ее на штатив. На границе раздела двух жидкостей постепенно появляется белое кольцо осадка белка.

Неоргани́ческие (минера́льные) кисло́ты - неорганические вещества, обладающие комплексом физико-химических свойств, которые присущи кислотам. Вещества кислотной природы известны для большинства химических элементов за исключением щелочных и щёлочноземельных металлов.
Граница раздела (англ. interface) - переходный слой между двумя фазами или поверхность касания двух зерен в поликристаллических материалах.
При встряхивании количество осадка, выпавшего при действии азотной кислоты заметно увеличивается, а осадок, выпавший при действии соляной кислоты растворяется в ее избытке.

Рисунок 10 - Действие концентрированной азотной и соляной кислоты на белок

Концентрированные минеральные кислоты образуют с белками солеобразные соединения за счет аминогрупп белковой молекулы и одновременно вызывают необратимые изменения (денатурации) белка и выделения осадка. В большинстве случаев этот осадок растворим в избытке кислоты (за исключением осадка, выпадающего при действии азотной кислоты).

При фосфорных кислот лишь метафосфорная кислота HPO3 осаждает белок в описанных условиях даже в разбавленных растворах; этим путем можно обнаружить наличие метафосфорной кислоты в присутствии других фосфорных, кислот - ортофосфорной H3PO4 и пирофосфорной H4P2O7 в сильных органических кислот для осаждения белков часто применяют трихлоруксусную и 5-сульфосалициловую кислоту.

Метафосфорная кислота - одноосновная кислота, простейшая формула которой HPO3; действительный же состав её молекул выражается формулой (HPO3)n, где n = 3,4,5 и т. д. В чистом виде представляет собой стекловидную массу, легко растворимую в воде.
Разбавленный раствор - раствор с низким содержанием растворённого вещества. Отметим, что не всегда разбавленный раствор является ненасыщенным - например, насыщенный 0,0000134М раствор практически нерастворимого хлорида серебра является очень разбавленным.
Органические кислоты - органические вещества, проявляющие кислотные свойства. К ним относятся карбоновые кислоты, содержащие карбоксильную группу -COOH, сульфоновые кислоты, содержащие сульфогруппу -SO3H и некоторые другие.


2.3 Ксантопротеиновая реакция белков



К 1 мл раствора белка добавили 0,3 мл концентрированной азотной кислоты, появляется белый осадок. Затем нагрели смесь на спиртовке до кипения и кипятили ее 1 минуту; при этом раствор и осадок окрасился в ярко-желтый цвет при кипячении осадок частично растворился в результате гидролиза желтая окраска сохранилась. Охладив смесь осторожно по каплям добавили избыток NaOH. Выпал осадок кислотного альбумина образующий с избытком щелочи ярко-оранжевый раствор.

Рисунок 11 - Осадок кислотного альбумина

Ксантопротеиновая реакция обнаруживает наличие в белке одиночных или конденсированных ароматических ядер, т.е. остатков таких аминокислот, как фенилаланин, тирозин, триптофан. Желтое окрашивание появляется в результате нитрования этих ядер азотной кислотой и образования полинитросоединений. Переход в щелочной среде желтой окраски подобных веществ в оранжевую обусловлен образованием более интенсивно окрашенных анионов вместо едкой щелочи можно применять водный аммиак.
Щёлочи (позднелат. alkali, от араб. القالي‎ (al-qaly) - «солянка»; в русском языке происходит от слова «щёлок», производное от того же корня, что и др.-исл. «skola» - «стирать») - гидроксиды щелочных, щёлочноземельных металлов и некоторых других элементов, например, таллия.


Кислотные альбуминаты образующие при энергичном действии кислот на белки нерастворимы в воде и разбавленных растворах солей, но хорошо растворимы в растворах щелочей и разбавленных кислотах. кислотные альбуминаты связывают значительно большее количество щелочи, чем исходный белок

Чистый желатин не содержит многих аминокислот, в том числе и перечисленных выше, и не дает ксантопротеиновой реакции.

2.4 Методика взаимодействия углеводов с концентрированными кислотами



В пробирке растворил крупинки фруктозы в 1 мл воды. К холодному раствору осторожно, по стенкам пробирки, прилил равный объем концентрированный серной кислоты, стараясь не взболтать смесь. Серная кислота образовала нижний тяжелый слой под раствором сахара. Слегка подогрел пробирку и на границе этих слоев постепенно появилось темно-бурое кольцо.

Рисунок 12 - Действие сенной кислоты на фруктозу

При действии концентрированных минеральных кислот молекулы углеводов постепенно расщепляются, образуя смесь различных продуктов: фурфурол и его производные, левулиновую и муравьиную кислоты и так называемые гуминовые вещества.
Гуми́новые вещества́ - системы органических молекул высокой молекулярной массы, образующихся, трансформирующихся и разлагающихся на промежуточных стадиях процесса минерализации органического вещества отмирающих организмов.
Муравьиная кислота (систематическое наименование: метановая кислота) - первый представитель в ряду насыщенных одноосновных карбоновых кислот. Зарегистрирована в качестве пищевой добавки под обозначением E236.
Сложное строение гуминовых веществ еще не может считаться точно установленным; они окрашены в темно-бурый или черный цвет, малорастворимы в воде и в условиях опыта выделяются на границе слоев жидкости. Кетозы расщепляются кислотами быстрее, чем альдозы; пробу можно применять для быстрого отличия фруктозы от глюкозы.

Заключение

Биологические системы состоят из углерода, кислорода, водорода и азота. Эти элементы необходимы для образования липидов, белков, углеводов и нуклеиновых кислот -- строительных блоков клеточных структур и важнейших соединений, участвующих в метаболизме.
Нуклеотиды Нуклеоти́ды (нуклеозидфосфаты) - фосфорные эфиры нуклеозидов. Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, цАМФ, АДФ, играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов.
Липиды выполняют важную функцию в клетке, принимая участие в образовании мембран. Белки и липиды образуют бислойную мицеллу, которая окружает содержимое клетки и защищает его от воздействия внешней среды.

Липиды также участвуют в запасании энергии. Белки участвуют в метаболизме клетки, регулируя клеточные функции, а углеводы служат в первую очередь источником энергии, хотя являются также важными строительными блоками. Рецепторы на поверхности мембран представлены в первую очередь углеводами. Они высоко специфичны и участвуют в поступлении веществ в клетку. Информация в клетке зашифрована последовательностью четырех типов нуклеотидов, входящих в состав дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Окружа́ющая среда́ - обобщённое понятие, характеризующее природные условия некоторой местности и её экологическое состояние. Окружающая среда обычно рассматривается как часть среды, которая взаимодействует с данным живым организмом (человеком, животным и так далее), включая объекты живой и неживой природы.
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) - макромолекула (одна из трёх основных, две другие - РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.
Энергия в клетке образуется путем окисления соединений, содержащих углерод. Энергия сохраняется в форме макроэргических фосфатных связей, образующихся в молекуле АТФ.

Список использованных источников

1. David Whitford.Proteins: Structure and Function.-- Wiley, 2005.-- С.45.-- P.542.

2. Perutz M.F., Rossmann M.G., Cullis A.F., Muirhead H., Will G., North A. C.Structure of hemoglobin: a three-dimensional Fourier synthesis at 5.5-A. resolution, obtained by X-ray analysis// Nature.-- 1960.--Т. 185,вып. 4711.--С. 416--422.

3. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др.Молекулярная биология клетки.

Цитоло́гия (греч. κύτος «клетка» и λόγος - «учение», «наука») - раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.
В 3 томах. -- М.: Мир, 1994.

4. А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов. Начала органической химии. Книга вторая 221 с.

5. А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов. Начала органической химии. Книга первая 331 с.

6. Абакумова Н.А., Быкова Н.Н. Углеводы // Органическая химия и основы биохимии. Часть 1.-- Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010.

7. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача // Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 384 с.

8. Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. М.: Наука. 1980. С. 176.

9. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.-- Биологическая химия: Учебник.

Органи́ческая хи́мия - раздел химии, изучающий соединения углерода, их структуру, свойства, методы синтеза. Органическими называют соединения углерода с другими элементами. Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми элементами-органогенами: H, N, O, S, P.
Биохи́мия (биологи́ческая, или физиологи́ческая хи́мия) - наука о химическом составе живых клеток и организмов, а также о лежащих в основе их жизнедеятельности химических процессах. Термин «биохимия» эпизодически употреблялся с середины XIX века, в классическом смысле он был предложен и введён в научную среду в 1903 году немецким химиком Карлом Нейбергом.
-- 3-е изд., перераб и доп.-- М.: Медицина, 1998.-- 704 с,

10. Березов Т.Т., Б.Ф. Коровкин.Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С.С. Дебова..-- 2-е изд., перераб. и доп.--М.: Медицина, 1990.-- С.234--235.-- 528с.

11. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия.-- 3.-- Москва: Высшая школа, 2000.-- 479с.

12. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. - М.: Высш. шк. 1998, 479 с.;

13. Кольман. Я., Рём К. Г.-- Наглядная биохимия: Пер с нем.- М.: Мир, 2000. ?469 с.

14. Ленинджер А. Основы биохимии в 3 томах.-- Москва: Мир, 1985.

15. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с.;

16. Морозов В.Н., Морозова Т.Я. Механические свойства глобулярных белков// Молекулярная биология.-- 1983.--Т.

Материа́л - вещество или смесь веществ, из которых изготавливается продукция, которые способствуют процессу труда, либо придают изготовленной продукции определенные свойства. В традиции советской и российской экономической науки под материалами понимают только продукты, прошедшие предварительную обработку на промышленных предприятиях (в отличие от сырья).
17,вып. 3.--С. 577--586.

17. Николаев А.Я..- 9. Обмен и функции углеводов // Биологическая химия.-- М.: Медицинское информационное агентство, 2004.

Информационное агентство - специализированное информационное предприятие (организация, служба, центр), обслуживающее СМИ. Его основная функция - снабжать оперативной политической, экономической, социальной, культурной информацией редакции газет, журналов, телевидения, радиовещания, а также другие учреждения, организации, частных лиц, являющихся подписчиками на его продукцию.

18. Повещенко А.Ф., Абрамов В.В., Козлов В.В. Цитокины -- факторы нейроэндокринной регуляции// Успехи физиологических наук.-- 2007.--Т. 38,вып. 3.--С. 40--46.

19. Привалов П.Л. Стабильность белков и гидрофобные взаимодействия// Биофизика.-- 1987.--Т. 32,вып. 5.--С. 760.

20. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии // Ростов-на Дону: Феникс, 1999, 540 с.

21. Спирин А.С. Глава II. Информационная РНК и генетический код // Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка.

Биосинтез белка - это многостадийный процесс синтеза и созревания белков, протекающий в живых организмах. В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК (трансляция), и посттрансляционные модификации полипептидной цепи.
-- Москва: Высшая школа, 1986.-- С.16.

22. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков // М.: Высшая школа, 1996, 335 с.;

23. Сорокин А. В., Ким Е. Р., Овчинников Л. П.Протеасомная система деградации и процессинга белков// Успехи биологической химии.-- 2009.--Т. 49.--С.76.

24. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология: В 3-х т. Т. 1: Пер. с англ./ Под ред. Р. Сопера - 3-е изд., - М.: Мир,2008. - 454 с.

25. Тюкавкина Н.А., Ю.И. Бауков.Биоорганическая химия.-- 1-е изд.--М.: Медицина, 1985.-- С.480

26. Финкельштейн А.В., Птицын О.Б. Лекция 15 // Физика белка.-- Москва: КДУ, 2005.-- С.189--205.

27. Цветков Л. А.§ 38. Белки // Органическая химия. Учебник для 10 класса.-- 20-е изд.--М.:Просвещение, 1981.-- С.184--193.--1210000 экз

28. Шайтан К.В., Рубин А.Б.Стохастическая динамика и электронно-конформационные взаимодействия в белках// Биофизика.-- 1985.--Т. 30,вып. 3.--С.526.

29. Ю.А. Овчинников.Биоорганическая химия.-- Москва: Просвещение, 1987.-- С.24--26.

30. Я. Кольман, К.-Г. Рем.Наглядная биохимия.-- Москва: Мир, 2000.-- С. 309

31. Основы биохимии-- в 3-х томах. Т. 2. Пер. с англ./Перевод В.П.Скулачева, Э.И.Будовского, Л.М.Гинодмана; Под ред. Ю.А.Овчинникова.-- М.: Мир, 1981.-- 617 с,

32. Химическая энциклопедия. -- М.: Советская энциклопедия Под ред. И. Л. Кнунянца, 1988.

33. Химия биологически активных соединений: учебное пособие / И.Л.

Учебное пособие - учебное издание, дополняющее или частично заменяющее учебник, официально утвержденное в качестве данного вида издания (в СССР - ГОСТ 7.60-90; в РФ - ГОСТ 7.60–2003) и допущенное Министерством образования Российской Федерации к печати и выпуску.
Филимонова, Г.А. Жолобова, А.С. Галактионова, М.С. Юеубов, - 2-е изд., стереотипное. - Томск: СибГМУ, 2012. - 162 с.


  • Четвёртая и последняя необратимая стадия
  • Ксантопротеиновая реакция белков