Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

Учебное пособие для студентов медицинских вузов Киров 2005 удк 577. 1 Ббк 28. 902 Б48


НазваниеУчебное пособие для студентов медицинских вузов Киров 2005 удк 577. 1 Ббк 28. 902 Б48
Анкорbiohimiya.doc
Дата15.11.2016
Размер1.16 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаbiohimiya.doc
ТипУчебное пособие
#2027
страница1 из 15
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


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: учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов / сост. Т. В. Симкина и др. – Киров, 2005

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.

  1. Аминокислоты – структурные единицы белка. Классификация аминокислот по химическому строению, по характеру радикала, по полярности, по заменимости для человека.

  2. Первичная структура белков, образование и свойства пептидной связи; видовая специфичность белков (инсулины разных животных), аминокислотные звенья, роль первичной структуры (гемоглобин А, гемоглобин S).

  3. 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.

  4. Четвертичная структура белков. Связи, участвующие в её формировании. Кооперативные эффекты и высокая биологическая активность – новые качества, обусловленные высоким уровнем организации белковой молекулы.

  5. Зависимость конформации белков от первичной структуры. Наследственные протеинопатии (серповидноклеточная анемия и энзимопатии).

  6. Классификация белков. Краткая характеристика отдельных классов простых белков: альбумины, глобулины, протамины, гистоны.

  7. Методы определения первичной структуры белка.

  8. Цветные реакции на белки и аминокислоты.

  9. Практическое значение для медицины определения содержания белка, отдельных аминокислот в биологических жидкостях, исследования аминокислотного состава и первичной структуры белков.

  10. Написать структурные формулы трипептидов (даны аминокислоты, входящие в состав), назвать пептиды, какие цветные реакции с ними будут положительными?

  11. 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


  1. Биуретовая




сульфат меди


фиолетовое


пептидная связь (не менее 2-х)




  1. Нингидриновая





0,1% водный р-р нингидрина


сине-фиолетовое



свободные

α-аминокислоты




  1. Ксантопротеи- новая





азотная кислота

р-р аммиака



желтое




ароматические

аминокислоты


  1. Р-ция Миллона




реактив Миллона (соли ртути)


красное



тирозин



  1. Р-ция Фоля

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:

  1. 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.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 9-34, 45-55.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия. -М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 9 – 28, 30 – 36.

  4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 5-16.

Дополнительная литература:

  1. 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).

  2. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Физико-химические свойства белков.


ЦЕЛЬ: Выполняя реакции осаждения белков, закрепить знания об основных физико-химических свойствах белков. Научиться объяснять особенности свойств белков их строением и, наоборот, зная физико-химические свойства, аминокислотный состав белков, уметь составить представление о строении молекулы и её биологической роли.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

  1. Физико-химические свойства белков:

А) амфотерные свойства белков, схема диссоциации карбоксильных групп в составе белка;

Б) растворимость белков, гидратация белковой молекулы, коллоидный характер белковых растворов;

В) ионизация белка, изоэлектрическая точка, влияние рН раствора на заряд белковой молекулы.

  1. Условия осаждения белков из растворов:

А) физико-химические механизмы высаливания, способы обратимого осаждения белков, их дальнейшая очистка методом диализа;

Б) денатурация, физико-химические основы, факторы, вызывающие денатурацию белков (физические и химические), ренатурация;

В) использование методов высаливания белков и денатурации в медицине.

  1. Типы гидролиза белка. Какие промежуточные и конечные продукты образуются при гидролизе белка?

  2. Молекулярная масса белков. В каких пределах колеблется, какие методы используются для её определения?

  3. Представление о механизмах разделения белков, пептидов, аминокислот (гельфильтрация, бумажная распределительная и ионообменная хроматография, электрофорез).

  4. Электрофоретическое разделение белков сыворотки крови. Протеинограмма здорового человека. Изменения при некоторых заболеваниях.

  5. Последовательность действий, направленных на выделение, фракционирование белка, очистку и установление его однородности.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ.

Таблица 1. Методы разделения и очистки белков.

Название метода

Принцип метода

Высаливание

Метод основан на различной устойчивости белков в растворе. Осаждение белков происходит при различной степени насыщения растворов сульфатом аммония, а также солями щелочных и щелочноземельных металлов. Нативная структура белков сохраняется.

Диализ

Метод основан на неспособности белков проходить через полупроницаемую мембрану, в то время как низкомолекулярные вещества проходят через неё. Применяется для очистки белков от низкомолекулярных примесей (например, после процедуры высаливания).

Гель-фильтрация

Метод основан на различиях белков по молекулярной массе. Чем выше молекулярная масса, тем быстрее белок проходит через колонку, заполненную смолой (Сефадекс). Используется для разделения белков по молекулярной массе, для определения молекулярной массы белков, для очистки белков от низкомолекулярных примесей.

Ультрацентрифугиро-вание

Метод основан на зависимости скорости седиментации молекул под действием центробежной силы от молекулярной массы.


Электрофорез

Метод основан на различиях белков по величине суммарного заряда и вследствие этого различной скорости движения белков в поле постоянного электрического тока.

Бумажная хроматография (распределительная)

Метод основан на различной растворимости в полярных (Н2О) и неполярных (например, бутанол) растворителях.

Ионообменная хроматография

Метод основан на взаимодействии заряженных групп белка с ионными группами полимеров (анионо-, катионообменниками).

Афинная хроматография

Метод основан на связывании белка специфическим лигандом, ковалентно присоединённым к нерастворимому полимеру.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

I. Выполнить работу по разделению альбуминов и глобулинов яичного белка методом высаливания. Сделать вывод о сравнительной устойчивости альбумина и глобулина в растворе. Объяснить, почему раствор альбумина более устойчив. Материал исследования: 3% раствор яичного белка в 1%-ном растворе хлорида натрия.

Реактивы: дистиллированная вода, хлорид натрия, сухой порошок; сернокислый аммоний, насыщенный раствор; сернокислый аммоний, сухой порошок.

Порядок выполнения работы:

А) К 1 мл раствора яичного белка добавляют 9 мл Н2О дист. Наблюдается помутнение раствора (глобулины растворяются в слабых растворах солей, но не растворяются в дист. воде).

Б) К 1 мл раствора яичного белка добавляют хлорид натрия (порошок) до насыщения. Выпадает белый аморфный осадок глобулинов. Через 10 минут осадок отфильтровывают. Фильтрат кипятят, наблюдают выпадение осадка (альбумин).

В) К 1 мл раствора яичного белка добавляют 1 мл насыщенного раствора сернокислого аммония. Выпадает осадок глобулинов. Осадок отфильтровывают и к фильтрату добавляют порошок сернокислого аммония до насыщения. Образуется осадок яичного альбумина, который всплывает вверх вследствие высокой плотности жидкости. Осадок отфильтровать и доказать качественными реакциями на белок или осадочными пробами, что в фильтрате белка нет.

Результаты опыта внести в таблицу:

Название белка

Соль и степень насыщения

Результат опыта











II. Познакомиться с методами очистки белков от низкомолекулярных примесей (гель-фильтрация, диализ). Выполнить работу по очистке белка методом диализа.

Материал исследования: яичный альбумин, 3% раствор.

Реактивы: сернокислый аммоний, насыщенный раствор; хлорид бария, 5% раствор; сернокислая медь, 1% раствор; гидроксид натрия, 10% раствор.

Порядок выполнения работы: Из листа предварительно смоченного дист. водой целлофана делают мешочек (диализатор). В него вносят 2 мл раствора альбумина и 1 каплю раствора сернокислого аммония. Края мешочка зажимают между стеклянными палочками, фиксируют их. Мешочек помещают в стакан с дистиллированной водой так, чтобы уровень жидкости в мешочке был ниже уровня жидкости в стакане. Через 1 час от начала диализа берут в две пробирки по 1 мл жидкости из стакана и проделывают две реакции:

А) на присутствие сернокислых ионов – добавляют в первую пробирку 3 – 4 капли раствора хлорида бария и наблюдают образование осадка сернокислого бария в виде мути;

Б) во второй пробирке проводят биуретовую реакцию на обнаружение белка;

В) жидкость из мешочка сливают, берут 10 капель раствора, проводят биуретовую реакцию.

Делают выводы.

III. Пронаблюдать денатурацию белков.

  1. В качестве денатурирующих агентов используют соли тяжёлых металлов, органические кислоты, алкалоиды.

Материал исследования: яичный альбумин, 3% раствор.

Реактивы: сернокислая медь, 1% раствор; уксуснокислый свинец, 5% раствор; сульфосалициловая кислота; таннин, насыщенный раствор.

Порядок выполнения работы: В четыре пробирки вносят по 5 капель раствора белка и добавляют по 1 – 2 капле указанных выше реагентов. Наблюдают выпадение осадков. В пробирки № 1 и № 2 добавляют ещё 5 – 10 капель соответственно растворов сернокислой меди и уксуснокислого свинца. Наблюдают исчезновение осадков (адсорбционная пептизация вследствие появления одноимённого положительного заряда на частицах белка). Однако в воде осадки не растворяются, что доказывает необратимость реакции осаждения.

Объяснить, почему при отравлениях солями тяжёлых металлов (ртути, свинца, меди) применяют в качестве противоядия молоко, яйца.

  1. Осаждение белков концентрированными минеральными кислотами.

Порядок выполнения работы: К 5 каплям концентрированной азотной кислоты прибавляют равный объём раствора белка, осторожно, по стенке пробирки, наклонив её под углом в 45. На границе двух жидкостей образуется осадок в виде белого кольца. Осторожно встряхивают пробирку, добавляют избыток азотной кислоты, осадок не исчезает. (При использовании других минеральных кислот осадки ‘‘растворяются’’ в избытке кислот). Реакция осаждения белка концентрированной азотной кислотой используется в клиническом анализе мочи.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

  1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 23-33, 44-49.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003., (Серия XXI век), с. 39-45, 67-73.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 28-29, 36-42, 48-53.

Дополнительная литература:

  1. 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).

  2. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Химия сложных белков.


ЦЕЛЬ: 1. Изучить классификацию и структуры сложных белков, иметь представление об их функциональном значении в организме.

2. Контроль знаний студентов по теме: «Строение и свойства белков».

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

  1. Основные биологические функции белков в организме.

  2. Классификация белков. Химия простых белков (протамины, гистоны, альбумин, глобулины).

  3. Классификация сложных белков.

  4. Отличие продуктов гидролиза простых и сложных белков.

  5. Характеристика фосфопротеидов, важнейшие представители. Как связаны остатки фосфорной кислоты с белком?

  6. Характеристика гликопротеидов, важнейшие представители, их биологическая роль.

  7. Характеристика липопротеидов, важнейшие представители, их биологическая роль.

  8. Характеристика хромопротеидов, строение гемоглобина и его производных, их биологическая роль.

  9. Характеристика металлопротеидов, важнейшие представители.

  10. Общая характеристика нуклеопротеидов: основные белковые компоненты и простетические группы.

  11. Продукты последовательного гидролиза нуклеопротеидов, нуклеиновых кислот.

  12. Практическое значение для медицины определения содержания сложных белков в биологических жидкостях.

  13. Составьте таблицу ‘‘Классификация белков по функциям’’




Примеры белков

Функции белков








В состав таблицы включить белки: коллаген, альбумин, иммуноглобулины, гемоглобин, инсулин, актин, миозин, кератин, трансферрин, церулоплазмин, каталаза, пепсин. Функции: структурная, сократительная, защитная, каталитическая, транспортная, рецепторная, регуляторная.

АУДИТОРНАЯ РАБОТА.

Для выполнения контрольной работы по теме ‘‘Строение и свойства белков’’необходимо знать:

  1. Структурные формулы и классификацию аминокислот по физико-химическим свойствам.

  2. Цветные реакции и их механизмы для белков и отдельных аминокислот.

  3. Уровни структурной организации белковой молекулы, связи, стабилизирующие каждый уровень.

  4. Физико-химические свойства белков (факторы устойчивости белковой молекулы в растворе, электрические свойства, денатурация белков, применение осадочных реакций).

  5. Методы и механизмы выделения и очистки индивидуальных белков.

  6. Уметь написать пептиды из заданных аминокислот, назвать их, определить заряды, направление движения в поле постоянного электрического тока при различных значениях рН, определять зону нахождения изоэлектрической точки белка.

  7. Классификацию белков, характеристику основных представителей.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ.

  1. Турбидиметрический метод определения уровня серогликоидов в сыворотке крови.

Принцип метода. При добавлении к сыворотке крови раствора хлорной кислоты белки выпадают в осадок, а серогликоиды остаются в растворенном реактиве, из которого могут быть выделены путем осаждения фосфорновольфрамовой кислотой. По степени помутнения раствора судят о содержании серогликоидов в исследуемом материале.

Порядок выполнения работы: 0,5 мл сыворотки крови смешивают с 4,5 мл 0,85 % раствора хлорида натрия и добавляют по каплям 2,5 мл раствора (1,8 моль/л) хлорной кислоты. Содержимое пробирки тщательно перемешивают стеклянной палочкой, оставляют на 10 мин при комнатной температуре, центрифугируют 15 мин при 3000 об/мин. Отбирают 5,0 мл ценрифугата, к которому добавляют 1,0 мл раствора фосфорнофольфрамовой кислоты и через 15 мин определяют оптическую плотность смеси при красном светофильтре ФЭКа в кювете толщиной слоя 10мм. Результаты сравнивают с показателями контрольной пробы, которую готовят смешиванием 3,3 мл раствора хлорида натрия с 1,7 мл раствора хлорной кислоты и с 1,0 мл раствора фосфорновольфрамовой кислоты. Разница в значениях (единицы абсорбции, учтенные до третьего знака после запятой) отражает содержание серогликоидов в сыворотке крови.

Уровень серогликоидов в сыворотке крови практически здоровых взрослых людей составляет 0,130-0,200 усл. ед. (ед. абсорбции).

2. Выделение муцина из слюны.

Порядок выполнения работы: В пробирку собирают 1 – 2 мл слюны и по каплям приливают концентрированную уксусную кислоту (10 – 20 капель). Выпадает осадок муцина. Осторожно сливают жидкость, сгусток слегка подсушивают фильтровальной бумагой. Со сгустком проделывают реакцию Молиша, доказывающую присутствие углеводного компонента в белке. Для чего к сгустку добавляют 5 – 10 капель 1% спиртового раствора тимола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно добавляют 20 – 30 капель концентрированной серной кислоты. При встряхивании на дне пробирки образуется продукт конденсации розового цвета. Можно провести вторую реакцию на выявление углеводного компонента. Для этого к сгустку добавляют 5 – 10 капель 0,2% спиртового раствора -нафтола и 20 – 30 капель концентрированной серной кислоты. Появляется розово-фиолетовое окрашивание.

3. Качественная реакция на геминовую группу гемоглобина.

Принцип метода: Реакция обусловлена способностью гемоглобина катализировать окисление бензидина перекисью водорода. Бензидин при этом окисляется в парахинондиимин, и жидкость приобретает зелёную окраску. Реакция очень чувствительна и служит для обнаружения

минимальных количеств крови в биологических жидкостях и других объектах.Порядок выполнения работы: Берут две пробирки, в одну из них вносят воду, в другую разведенную кровь (по 5 капель). В обе пробирки добавляют по 5 капель 1% раствора бензидина и по 5 капель 3% раствора перекиси водорода. Отмечают изменение окраски в пробе с кровью.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

  1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 78-95.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 56-73.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 29-30, 42-48.

Дополнительная литература:

  1. 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).

  2. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей