Valkude aminohappelist koostist saab määrata erinevate meetoditega: keemilised, kromatograafilised, mikrobioloogilised ja isotoopilised. Sagedamini kasutatakse kromatograafilisi meetodeid.
Paberkromatograafia. Paberkromatograafiat kasutatakse valkude ja polüpeptiidide osalise hüdrolüüsi teel saadud di- ja tripeptiididega aminohapete segu komponentide tuvastamiseks.
Hüdrolüüsi võib läbi viia happelise, aluselise või ensümaatilise meetodi abil. Happemeetodit kasutatakse sagedamini (6 N HCl, 8 N H 2 SO 4). Hüdrolüüs viiakse läbi kuumutamise teel, mõnikord kõrgendatud rõhul. Hüdrolüüsi lõppemise indikaatorid võivad olla: karboksüül- või amiinirühmade kasvu peatumine hüdrolüsaadis või negatiivne biureedi reaktsioon. Liigne hüdrolüüsireagent eemaldatakse: väävelhape sadestatakse Ca(OH)2-ga, vesinikkloriidhape destilleeritakse vaakumis välja ja ülejäänud hape sadestatakse hõbenitraadiga.
Hüdrolüsaadi komponendid jaotuvad tselluloosile, mis on statsionaarne faas, adsorbeerunud vee ja orgaanilise lahusti, liikuva faasi vahel, mis liigub mööda lehte üles või alla. Liikuva faasina kasutatakse butanooli-äädikhappe-vee segu (4:1:5). Lipofiilsemad aminohapped tõmbavad tugevamini orgaanilise lahusti külge, samas kui hüdrofiilsematel on suurem kalduvus seonduda statsionaarse faasiga. Homoloogsed ühendid, mis erinevad kasvõi ühe metüleenühiku võrra, liiguvad erineva kiirusega ja on kergesti eraldatavad. Kromatograafia lõpus paber kuivatatakse ja töödeldakse ilmutiga (0,5% ninhüdriini lahus atsetooni-jää-äädikhappe-vee segus) ning kuumutatakse mitu minutit. Aminohapped ilmuvad värviliste laikudena. Liikuvus on igale ühendile iseloomulik konstantne väärtus ja suureneb molekulmassi suurenedes. Sirge ahelaga aminohapete puhul on liikuvuse väärtus veidi kõrgem kui vastavatel isomeeridel. Polaarsete rühmade viimine molekuli vähendab ühendi liikuvust. Mahuliste mittepolaarsete külgahelatega aminohapped (leutsiin, isoleutsiin, fenüülalaniin, trüptofaan jne) liiguvad kiiremini kui lühemate mittepolaarsete kõrvalahelatega (proliin, alaniin, glütsiin) või polaarsete kõrvalahelatega (treoniin, arginiin, tsüsteiin, histidiin) aminohapped, lüsiin). Selle põhjuseks on polaarsete molekulide suurem lahustuvus hüdrofiilses statsionaarses faasis ja mittepolaarsete molekulide suurem lahustuvus orgaanilistes lahustites.
Aminohapete sisalduse määramiseks saab kasutada paberkromatograafiat. Iga koht lõigatakse välja ja elueeritakse sobiva lahustiga; seejärel viiakse läbi kvantitatiivne kolorimeetriline (ninhüdriini) analüüs. Järgmises teostuses pihustatakse paberit ninhüdriiniga ja täpi värvi intensiivsust mõõdetakse fotomeetriga peegeldunud või läbiva valguse käes. Poolkvantitatiivsel hindamisel hinnatakse aminohapete sisaldust kromatogrammil olevate laikude pindala järgi, mis on proportsionaalsed aminohapete kontsentratsiooniga eraldatavas segus.
Õhukese kihi kromatograafia. Aminohapete eraldamiseks ja määramiseks võib kasutada ka õhekihikromatograafiat. TLC, nagu teada, on olemas kahes versioonis. Jaotus-TLC sarnaneb jaotus-TLC-ga paberil ja adsorptsiooni TLC põhineb täiesti erinevatel põhimõtetel.
Tselluloosipulbri või muude suhteliselt inertsete kandjate RTLC läbiviimisel võib kasutada samu lahustisüsteeme ja samu ilmutusreagente, mis paberkromatograafias.
ATLC-ga eraldamise määrab lahusti (see lahusti ei pruugi olla kahekomponentne või keerulisem segu) võime elueerida proovi komponente selle adsorptsioonikohast aktiveeritud sorbendil. Näiteks kuumutatud silikageelil. ATLC on kasulik mittepolaarsete ühendite, näiteks lipiidide, eraldamiseks, kuid mitte aminohapete ja enamiku peptiidide eraldamiseks. Aminohapete eraldamiseks kasutatakse RTLC-d, mis võimaldab kiiresti eraldada ja määrata valgu hüdrolüsaatide 22 aminohapet.
Valguhüdrolüsaadi aminohappeid saab määrata ka gaasikromatograafiaga, kuid enne kromatograafilist analüüsi muundatakse aminohapped tavaliselt lenduvateks ühenditeks.
Koostoime ninhüdriiniga. Tekivad vastavad aldehüüdid.
Nii saadakse aldehüüdide segu ja seda analüüsitakse. See on kõige lihtsam juhtum, mis sobib ainult mõne aminohappe jaoks.
Aminohapped muudetakse lenduvateks estriteks (alküülestrid, hüdroksühapete metüülestrid, klooritud hapete metüülestrid jne).
Derivaatide valik sõltub uuritavast aminohapete segust.
Ioonivahetuskromatograafia. Praegu määratakse toiduainete aminohappeline koostis eranditult automaatse ioonvahetuskromatograafia abil.
| Ioonivahetuskromatograafia põhineb lahuses olevate ioonide pöörduval stöhhiomeetrilisel vahetusel ioonivahetisse kuuluvate ioonidega (katioonivaheti, anioonivaheti) ning eraldunud ioonide erineval võimel iooni vahetada fikseeritud sorbendiioonidega, mis on tekkinud ionogeensete ainete dissotsiatsiooni tulemusena. rühmad. Orgaaniliste ioonide puhul kattub elektrostaatiline interaktsioon ioonivaheti fikseeritud laengutega iooni orgaanilise osa hüdrofoobse interaktsiooni tõttu ioonivaheti maatriksiga. Et vähendada selle panust orgaaniliste ioonide retentsioonis ja saavutada nende eraldamise optimaalne selektiivsus, lisatakse vesieluendile orgaanilist komponenti (1–25% metanooli, isopropanooli, atsetonitriili). |
Moore'i ja Steini meetodis kasutatakse lühikesi ja pikki kolonne, mis on täidetud Na + kujul oleva sulfoneeritud polüstüreenvaiguga. Kui kolonnile kantakse happeline hüdrolüsaat pH = 2 juures, seotakse aminohapped katioonivahetuse teel naatriumioonidega. Seejärel elueeritakse kolonn naatriumtsitraadi lahusega eelprogrammeeritud pH ja temperatuuri väärtustel. Lühikest kolonni elueeritakse ühe puhvriga, pikka kolonni kahega. Eluaati töödeldakse ninhüdriiniga, mõõtes värvi intensiivsust voolukolorimeetriga. Andmed salvestatakse automaatselt kaardisalvestajasse ja neid saab tipualuse pindala arvutamiseks arvutisse üle kanda.
Kõrgepinge elektroforees inertsetel kandjatel. Biokeemias on laialdast rakendust leidnud aminohapete, polüpeptiidide ja teiste amfolüütide (molekulid, mille kogulaeng sõltub keskkonna pH-st) eraldamine rakendatava konstantse elektrivälja mõjul. See on inertsete kandjate kõrgepinge elektroforeesi meetod. Aminohapete eraldamisel kasutatakse inertsete kandjatena kõige sagedamini paberiribasid või õhukesi tselluloosipulbri kihte. Eraldamine toimub 0,5–2 tundi pingel 2000–5000 V, sõltuvalt amfolüütide kogulaengutest ja nende molekulmassidest. Sama laenguga molekulide hulgast rändavad kergemad molekulid kiiremini. Kuid lahutamise ajal on olulisem parameeter kogulaeng. Meetodit kasutatakse aminohapete, madala molekulmassiga peptiidide, mõnede valkude ja nukleotiidide eraldamiseks. Proov asetatakse kandjale, niisutatakse sobiva pH-ga puhvriga ja ühendatakse filterpaberi ribaga puhvri reservuaariga. Paber kaetakse klaasplaadiga või kastetakse jahutamiseks süsivesiniklahustisse. Elektriväljas migreeruvad antud pH juures negatiivset laengut kandvad molekulid anoodile ja positiivset laengut kandvad molekulid katoodile. Järgmisena "töötatakse" kuivatatud elektroferogrammi ninhüdriiniga (töötades aminohapete, peptiididega) või mõõdetakse UV-valguses neeldumist (nukleotiididega töötamisel).
PH valiku määravad segu molekulides sisalduvate dissotsieeruvate rühmade pK väärtused. pH 6,4 juures kannavad glutamaat ja aspartaat laengut –1 ja liiguvad anoodi poole; nende eraldamine toimub molekulmassi erinevuse tõttu. Lüsiin, arginiin ja histidiin liiguvad vastupidises suunas ning kõik muud valgu moodustavad aminohapped jäävad manustamiskoha lähedusse. Ensümaatilisel lagundamisel tekkivate peptiidide eraldamisel suurendab pH alandamine 3,5-ni katioonrühmade laengut ja tagab parema eraldumise.
| Aminohapetes on vähemalt kaks nõrgalt ioniseeritud rühma: -COOH ja -NH 3 +. Lahuses on need rühmad kahes vormis, laetud ja laenguta, mille vahel säilib prootonite tasakaal: R-COOH «R-COO – + H + R-NH 3 + «R-NH 2 + H + (konjugeeritud happed ja alused) ) R -COOH ja R-NH 3 + on nõrgad happed, kuid esimene on mitu suurusjärku tugevam. Seetõttu on kõige sagedamini (vereplasma, rakkudevahelise vedeliku pH 7,1–7,4) karboksüülrühmad karboksülaadiioonide kujul, aminorühmad protoneeritakse. Aminohapped ei eksisteeri molekulaarses (dissotsieerumata) vormis ühelgi pH-tasemel. A-aminohappe ja a-aminohappe a-aminorühma ligikaudsed pK väärtused on vastavalt 2 ja 10. Aminohappe kogu (kogu)laeng (kõikide positiivsete ja negatiivsete laengute algebraline summa) sõltub pH-st, s.o. prootonite kontsentratsiooni kohta lahuses. Aminohappe laengut saab muuta pH muutmisega. See hõlbustab aminohapete, peptiidide ja valkude füüsilist eraldamist. PH väärtust, mille juures aminohappe kogulaeng on null ja seepärast ei liigu konstantses elektriväljas, nimetatakse isoelektriliseks punktiks (pI). Isoelektriline punkt asub dissotsieeruvate rühmade lähimate pK väärtuste vahel. |
Paberi, õhekihikromatograafia, mikrobioloogilisi, gaasikromatograafia ja mitmeid teisi meetodeid praegu praktiliselt ei kasutata halva reprodutseeritavuse ja pika kestuse tõttu. Kaasaegsed kromatograafid võimaldavad 2–4 tunni jooksul kuni 5% reprodutseeritavusega määrata igat komponenti vaid 10 –7 –10 –9 mol sisaldava segu aminohappelist koostist.
Aminohapete koostise analüüs hõlmab uuritava valgu või peptiidi täielikku hüdrolüüsi ja kõigi hüdrolüsaadis olevate aminohapete kvantitatiivset määramist. Kuna peptiidsidemed on neutraalse pH juures stabiilsed, kasutatakse happelist või aluselist katalüüsi. Ensümaatiline katalüüs on täielikuks hüdrolüüsiks vähem sobiv. Valgu täieliku hüdrolüüsiga selle koostisse kuuluvateks aminohapeteks kaasneb paratamatult mõne aminohappejäägi osaline kadu. Hüdrolüüsiks kasutatakse tavaliselt 6N. vesinikkloriidhappe vesilahus (110ºС) evakueeritud ampullis. Aminohapete kvantitatiivne määramine hüdrolüsaadis viiakse läbi aminohapete analüsaatori abil. Enamikus nendes analüsaatorites eraldatakse aminohapete segu sulfoonkatioonivahetitel ja tuvastamine toimub spektrofotomeetriliselt, reageerides ninhüdriiniga või fluorimeetriliselt O-ftaaldialdehüüd.
Erinevates laborites saadud sarnaste toodete aminohappelise koostise andmed üksikute aminohapete kohta erinevad aga mõnikord kuni 50%.
Need erinevused ei tulene mitte ainult sordi-, liigi- või tehnoloogilistest erinevustest, vaid peamiselt toiduainete hüdrolüüsi tingimustest. Tavalise happelise hüdrolüüsiga (6 N HСl, 110–120ºС, 22–24 tundi) hävivad osaliselt mõned aminohapped, sealhulgas treoniin, seriin (10–15% ja mida rohkem, seda kauem hüdrolüüs toimub) ja eriti metioniin (30–60%) ja tsüstiin 56–60%, samuti trüptofaani ja tsüsteiini peaaegu täielik hävitamine. See protsess paraneb, kui tootes on palju süsivesikuid. Metioniini ja tsüstiini kvantitatiivseks määramiseks on soovitatav läbi viia nende eeloksüdeerimine sipelghappega. Sel juhul muundatakse tsüstiin tsüsteiinhappeks ja metioniin metioniinsulfooniks, mis on järgneva happelise hüdrolüüsi käigus väga stabiilsed.
Tsüstiin Tsüsteiinhape
Raske ülesanne aminohapete analüüsis on trüptofaani määramine. Nagu juba mainitud, hävib see happelise hüdrolüüsi käigus peaaegu täielikult (kuni 90%). Seetõttu viiakse trüptofaani määramiseks läbi üks 2 N aluselise hüdrolüüsi variantidest. NaOH, 100ºС, 16–18 tundi 5% tinakloriidi või 2 N juuresolekul. baariumhüdroksiid, milles see hävib veidi (kuni 10%). Minimaalne lagunemine toimub tioglükoolhappe ja eelnevalt hüdrolüüsitud tärklise juuresolekul. (Leeliselise hüdrolüüsi käigus hävivad seriin, treoniin, arginiin ja tsüsteiin). Pärast neutraliseerimist sidrun- ja vesinikkloriidhappe seguga analüüsitakse hüdrolüsaati kohe (geelistumise vältimiseks) aminohappe analüsaatoriga. Mis puutub arvukatesse trüptofaani määramise keemilistesse meetoditesse, siis need on reeglina toiduainetes halvasti reprodutseeritavad ja seetõttu ei ole nende kasutamine soovitatav.
Lihatoodete puhul on täiendav asendamatu aminohape hüdroksüproliin, mis iseloomustab sidekoe valkude hulka lihas. Seda saab määrata ioonvahetuskromatograafiaga, kasutades automaatseid analüsaatoreid, või keemilise kolorimeetrilise meetodi abil. Meetod põhineb happelise hüdrolüsaadi neutraliseerimisel pH väärtuseni 6,0, sellele järgneval hüdroksüproliini oksüdeerimisel, kasutades klooramiini T (või kloramiin B) 1,4% lahust propüülalkoholi ja puhvri segus, oksüdatsiooniproduktide kolorimeetrilist määramist lainepikkusel 533 nm. hüdroksüproliin pärast reaktsiooni 10% -ga - para-dimetüülaminobensaldehüüdi lahus perkloorhappe ja propüülalkoholi segus (1:2).
Kuna türosiin, fenüülalaniin ja proliin võivad hapniku juuresolekul osaliselt oksüdeeruda, on standardne happeline hüdrolüüs soovitatav läbi viia lämmastikuatmosfääris. Mitmed aminohapped, sealhulgas leutsiin, isoleutsiin ja valiin, vajavad nende täielikuks valkudest eraldamiseks pikemat happehüdrolüüsi - kuni 72 tundi.Biokeemias toimub valkude analüüsimisel paralleelsete proovide hüdrolüüsimine 24, 48, 72 ja 96 tundi.
Kõigi aminohapete täpseks kvantifitseerimiseks on vaja läbi viia 5 erinevat hüdrolüüsi, mis pikendab oluliselt määramist. Tavaliselt viiakse läbi 1-2 hüdrolüüs (standardne vesinikkloriidhappega ja eeloksüdeerimine sipelghappega).
Aminohapete kadumise vältimiseks tuleks happelise hüdrolüüsi ajal liigne hape eemaldada viivitamatult korduva aurustamise teel vaakummeksikaatoris koos destilleeritud vee lisamisega.
Kui analüsaator töötab õigesti, töötavad ioonivahetuskolonnid vaiku vahetamata üsna pikka aega. Kui proovid sisaldavad aga märkimisväärses koguses värvaineid ja lipiide, ummistub kolonn kiiresti ja selle eraldusvõime taastamiseks on vaja mitut regenereerimist, mis mõnikord hõlmab kolonni uuesti pakkimist. Seetõttu on üle 5% rasva sisaldavate toodete puhul soovitatav esmalt eemaldada lipiidid ekstraheerimise teel. Tabelis 2.3 on toodud põhiliste toiduainete proovide valmistamise tingimused aminohapete koostise analüüsimisel.
Tabel 2.3. – Toiduproovide analüüsiks ettevalmistamise tingimused
| Toode | Lipiidide eemaldamise meetod | Valgu massisuhe: HCl (6M) |
| Valgukontsentraadid (isolaadid) | Pole nõutud | 1:200 |
| Liha, kala, liha- ja kalakonservid, rups) | Ekstraheerimine 10-kordse dietüüleetriga 3-4 korda või 10-kordse etanool-kloroformiga (1:2) 2 korda | 1:250 |
| Piim ja piimatooted | Ekstraheerimine 10-kordse koguse prooviga, kasutades etanooli-kloroformi segu (1:2) 2 korda | 1:1000 |
| Teravili ja teraviljatooted | Pole nõutud | 1:1000 |
| Taimsed saadused | Pole nõutud | 1:500 |
| Liha-köögiviljad ja kala-taimsed tooted | Ekstraheerimine 10-kordse dietüüleetriga 3-4 korda; etanooli ja kloroformi segu (1:2) 10 korda 2 korda kaalutud kogusest | 1:1000 |
| Muna, munatooted | Ekstraheerimine etanooli ja kloroformi (1:2) seguga, 10-kordne 2 korda kaalutud kogus | 1:200 |
Kontrollküsimused:
1. Defineerige mõiste "valgud".
2. Millistesse rühmadesse jagunevad valgud nende funktsioonide järgi organismis?
3. Milline on valkude roll inimese toitumises?
6. Milliseid asendamatuid aminohappeid teate ja millised aminohapped võivad muutuda asendamatuteks?
7. Kuidas määratakse üldlämmastikusisaldus toiduainetes?
8. Kuidas määratakse valkude aminohappeline koostis?
9. Milliseid aminohapete määramise meetodeid teate?
§ 2.4. Süsivesikud
Süsivesikuid leidub laialdaselt taimedes ja loomades, kus nad täidavad nii struktuurseid kui metaboolseid funktsioone. Taimedes sünteesitakse fotosünteesi käigus süsihappegaasist ja veest glükoos, mis seejärel ladustatakse tärklise kujul või muundatakse tselluloosiks, taimede struktuuriliseks aluseks. Loomad on võimelised sünteesima mitmeid süsivesikuid rasvadest ja valkudest, kuid enamik süsivesikuid pärineb taimsest toidust.
Sisu Sissejuhatus 1. Piima põhikomponendid 2. Aminohapete analüüsi meetodid 1. Kromatograafiline analüüsimeetod 2. Spektrofotomeetriline analüüsimeetod 3. Titromeetriline analüüsimeetod 4. Elektrokeemiline analüüsimeetod 3. Aminohapete koostise määramise meetodid 1. Määramine aminohapete määramine õhekihikromatograafia abil 3.2. Aminohapete määramine spektrofotomeetrilisel meetodil 4. Abstraktsete ajakirjade ülevaade Kasutatud kirjanduse loetelu Sissejuhatus Toitumise probleem on üks olulisemaid sotsiaalseid probleeme.
Inimese elu, tervis ja töö on võimatud ilma toitva toiduta. Tasakaalustatud toitumise teooria kohaselt peaks inimese toit sisaldama mitte ainult vajalikes kogustes valke, rasvu ja süsivesikuid, vaid teatud vahekorras inimesele kasulikke aineid nagu asendamatud aminohapped, vitamiinid ja mineraalained.
Õige toitumise korraldamisel on esmatähtis roll piimatoodetel. See kehtib täielikult piima kohta, mille toiteväärtus tuleneb piimavalgu ja rasva kõrgest kontsentratsioonist selles, asendamatute aminohapete, kaltsiumi- ja fosforisoolade olemasolust, mis on inimkeha normaalseks arenguks nii vajalikud. Kerge seeditavus on piima kui toiduaine üks olulisemaid omadusi. Veelgi enam, piim stimuleerib toitainete imendumist teistest toitudest.
Piim lisab toidule vaheldusrikkust, parandab teiste toodete maitset, omab ravi- ja profülaktilisi omadusi. Piim sisaldab üle 120 erineva komponendi, sealhulgas 20 aminohapet, 64 rasvhapet, 40 mineraali, 15 vitamiini, kümneid ensüüme jne. 1 liitri toorpiima energeetiline väärtus on 2797 kJ. Üks liiter piima katab täiskasvanu päevase rasva-, kaltsiumi-, fosfori-, 53% valgu-, 35% A-, C- ja tiamiini- ning 26% energiavajaduse. Selle kursusetöö põhieesmärk on välja selgitada piima aminohappeline koostis. 1.
Piima põhikomponendid
Füüsikalis-keemilisest seisukohast on piim kompleksne polüdispersne... 5.1). Suurim erikaal piimas on vesi (üle 85%, ülejäänud... Kuivjääk sisaldab kõiki piima toitaineid. See määrab valmistoodete saagise piimatoodete valmistamisel...
Kromatograafiline analüüsimeetod
Üks paljutõotavamaid meetodeid on ülitõhus meetod... Kuid meetodi eelised kaaluvad oluliselt üles selle puudused. Lisaks saab seda kasutada keemilise analüüsi lõpetamiseks.... Kaasaegsetel gaaskromatograafilistel kapillaarkolonnidel ühes eks... Meetodit iseloomustab kõrge tundlikkus ja see võimaldab kvantitatiivset...
Titromeetriline analüüsimeetod
Titromeetriline analüüsimeetod. Kvantitatiivse määramise titrimeetrilistest meetoditest on kõige laiem... Tiitrimist saab läbi viia indikaatoriga (kristallviolett... Sellel meetodil on aga mitmeid olulisi puudusi: kasutamine... Üksikute aminorühmade kvantitatiivseks analüüsiks happed, met...
Elektrokeemiline analüüsimeetod
Viimastel aastakümnetel on elektrokemikaalid üha laiemalt levinud... 3.. optimeeritud tingimustes võimaldavad need määrata ainult individuaalset am... Seega on välja töötatud meetod trüptofaani polarograafiliseks määramiseks, põhi... Elektrokeemiline analüüsimeetod.
Aminohapete koostise määramise meetodid
Aminohapete koostise määramise meetodid 3.1.
Aminohapete määramine õhukese kihi kromatograafiaga
84 g sidrunhappe monohüdraati lahustatakse 1 liitris destilleeritud vees... 3.2.. 10 minuti pärast asetatakse kile nitraatpuhvriga CG kambrisse (puhver... Metoodika: 2 (10) µl p. hüdrolüsaat kantakse plaadi stardijoonele... Tilgad proovid ja standardsed aminohapped kantakse stardijoonele...
Aminohapete määramine spektrofotomeetrilisel meetodil
Aminohapped, primaarsed amiinid, polüpeptiidid ja peptoonid kuumutamisel koos... 0,2 - 3% ninhüdriini lahusega valmistatakse erinevates lahustites (isobu... 2007. köide 2. Tsvetkova N.D.
Mida teeme saadud materjaliga:
Kui see materjal oli teile kasulik, saate selle oma sotsiaalvõrgustike lehele salvestada:
| Säuts |
Rohkem abstrakte, kursusetöid ja väitekirju sellel teemal:
Entroopia definitsioon. Teabekadude kindlaksmääramine müraga sidekanalite kaudu sõnumite edastamisel
Finantsjuhtimissüsteemi olemuse definitsioon: subjekt ja meetod. Võime anda juhtimise eesmärgi umbkaudse definitsiooni: organisatsiooni juhtimisele kasuliku teabe andmine
Buu on osa ettevõtte infosüsteemist, teisest küljest tegevus, mille eesmärk on anda juhtkonnale teavet. yu eesmärgi, teabe edastamise, umbkaudse definitsiooni saab anda. yu olemus seisneb teabe analüütilises olemuses, seda kogutakse, rühmitatakse, tuvastatakse ja uuritakse.
Käesolevad juhised on mõeldud abistamiseks laboratoorsete tööde tegemisel mineraalide ja kivimite kirjeldamisel ja identifitseerimisel.. antud juhendis esitatakse vajalik terminoloogia ja kirjeldamistehnikad.. juhendis on toodud ülesannete valikud ja näited arvutuslike ja graafiliste ehitustööde tegemiseks..
Ettevõtte vara: koosseis, eesmärk. Põhi- ja käibekapitali vajaduse määramine
Ettevõtte kapitali saab käsitleda mitmest vaatenurgast, ennekõike on soovitatav teha vahet kapitalil.
Süüteokoosseis võimaldab meil eristada üht teisest... süüteokoosseisu käsitlemiseks peame esmalt vaatama kuriteo aluseid... esmalt peame aru saama, mis on kuriteo põhjused ja siis näeme, et ainus alus on...
Entroopia definitsioon. Teabekadude kindlaksmääramine müraga sidekanalite kaudu sõnumite edastamisel. Valikud ülesannete täitmiseks
Ülesandeks on määrata entroopia.. teade koosneb n märgist, sümboleid on m tüüpi, tähtede arv.. ülesandeks on määrata infokaod sõnumite edastamisel sidekanalite kaudu müraga..
Ülesanded praktiliste tundide läbiviimiseks raamatupidamiskursuse ülesandes 1. Lähtudes Rostov JSC vara koosseisust, rühmitage vara majandusvarad liikide ja koosseisude järgi.
Arvestus- ja majandusteaduskond.. Khakhonova N.. praktiliste tundide ülesanded..
Anorgaaniliste ühendite põhiklassid. Tsingi ekvivalentide molaarmassi määramine. Neutraliseerimisreaktsiooni soojuse määramine. Keemilise reaktsiooni kiirus. Katalüüs
Sissejuhatus.. Keemia õppimisel on suur tähtsus laboratoorsel praktilisel tööl.Õige läbiviidud katse võimaldab..
Integreeritud keskkond ja objekti Pascali keele koostis. Keele koosseis
Sisu.. Loeng Integreeritud keskkond ja Object Pascali keele koostis. Töö Windowsi redigeerimisega Object Pascalis..
Sissejuhatus operatsioonisüsteemidesse. Operatsioonisüsteemide mõiste, eesmärk, koostis ja funktsioonid
Riiklik erialane kõrgharidusasutus.. Togliatti Riiklik Teenindusülikool..
Valkude ja peptiidide primaarstruktuuri selgitamisel võib eristada järgmisi etappe:
1. Valgu eraldamine puhtal kujul ja selle molekulmassi määramine
2. Aminohapete koostise määramine
3. N-terminaalse aminohappe määramine
4. C-terminaalse aminohappe määramine
5. Aminohappejärjestuse määramine
Valgu eraldamine puhtal kujul. Tavaliselt sisaldab lähtematerjal palju erinevaid valke. Sellega seoses tekib probleem huvipakkuva valgu eraldamisega selle segust puhtal kujul. Valkude puhastamisel kasutatakse meetodeid, mis põhinevad erinevusel:
1. Valkude pinnalaeng
2. Valkude molekuli suurus (olenevalt nende molekulmassist)
3. Bioloogiline aktiivsus substraatide või inhibiitoritega seondumise tõttu
Valkude eraldamine pinnalaengu erinevuste alusel. Valgu kogupinna elektrilaeng antud pH väärtuse juures võib olla negatiivne, neutraalne või positiivne. Erineva laenguga valkude eraldamiseks, nagu see oli aminohapete puhul, võib kasutada ioonvahetuskromatograafia meetodit (vt eespool). Valgu kontsentratsioon eluaadiga katseklaasides määratakse ultraviolettvalguse neeldumise intensiivsuse põhjal spektrofotomeetriga ja joonistatakse graafiline sõltuvus kromatograafilisest kolonnist välja voolava vedeliku mahust.
Valkude eraldamine molekulmassi järgi. Kui kujutate ette valgumolekule erineva suurusega kuulide kujul, mille suurus sõltub nende molekulmassist, siis selgub, et suurematel pallidel on suurem molekulmass või molekuli suurus. See tähendab, et valke saab eraldada nagu osakesi sõelal – geelist moodustatud molekulaarsõelal. Seda meetodit nimetatakse sageli geelfiltreerimine või suuruseralduskromatograafia. Allpool on näide sellest, kuidas geelfiltreerimisega saab eraldada erineva suurusega valkude segu (joonis 1.12).
Kromatograafia kolonn on täidetud paisunud geeliga. Geeli osakesed on valmistatud ristseotud polüsahhariidmaterjalist ja sisaldavad suurt hulka mikropoore. Mikropooride suurus valitakse nii, et eraldatavad väiksemad molekulid tungivad neisse, suuremad aga ei suuda seda teha. Eraldatav valkude segu kantakse kolonni ülaosale ja elueeritakse puhverlahusega. Suured molekulid, mis kantakse ära allapoole suunatud vedeliku voolust ja mis ei suuda tungida geeliosakeste pooridesse, liiguvad kiiremini. Väiksemad molekulid tungivad pooridesse ja jäävad sinna. Kui koguda kolonnist voolav lahus võrdsetes osades katseklaasidesse, selgub, et voolava vedeliku varasemad portsjonid sisaldavad suures koguses ja hilisemad väiksemad valgud. Pooride suuruse valimisega on võimalik eraldada väga erinevaid valgu segusid.
Joon.1.12. Valkude eraldamise skemaatiline illustratsioon geelfiltrimisega
Kui võtta arvesse, et molekuli suurus sõltub molekulmassist, siis selgub, et valkude eraldamisel geelfiltratsiooniga on üheaegselt võimalik määrata selle molekulmass.
Joon.1.13. Valkude molekulmassi sõltuvuse graafik nende kromatograafilisest kolonnist geelfiltrimise ajal väljuva väljundi mahust
Kolonnist voolava eluaadi maht on pöördvõrdeline valgu molekulmassi logaritmiga. Seega piisab, kui on teada vedeliku ruumala, milles huvipakkuv valk kolonnist väljus, et sarnase graafiku abil saaks määrata selle molekulmassi (joonis 1.13).
Teine meetod, mis võimaldab eraldada valke sõltuvalt nende molekulmassist, on geelelektroforees(vt eespool).
Ultratsentrifuugimine. Kui raputada liiva ja veega täidetud anumat ning seejärel asetada see tasasele pinnale, settib liiv raskusjõu toimel kiiresti põhja. Seda ei juhtu lahuses olevate kõrgmolekulaarsete ainete puhul, kuna termiline (Browni) liikumine säilitab nende ühtlase jaotumise lahuses. Makromolekulide, nagu liivaterade, settimine toimub ainult siis, kui neid oluliselt kiirendatakse.
Valke moodustavate aminohapete määramiseks kasutatakse happelist (HC1), aluselist (Ba(OH)2) ja ensümaatilist hüdrolüüsi. Kui puhas, lisanditeta valk hüdrolüüsitakse, vabaneb 20 erinevat aminohapet.
Aminohapped, valkude komponendid on
a-aminohapped. Kõik need kuuluvad L-seeriasse ning optilise pöörlemise suurus ja märk sõltuvad aminohapperadikaalide olemusest ja lahuse pH väärtusest. Inimese valkudes D-aminohappeid ei leidu, küll aga leidub neid bakterite rakuseinas osana osana antibiootikumidest (aktinomütsiinidest).
Aminohapped erinevad üksteisest R-radikaali keemilise olemuse poolest, mis ei osale peptiidsideme moodustumisel.
Kaasaegne aminohapete ratsionaalne klassifikatsioon põhineb radikaalide polaarsusel:
Mittepolaarne (hüdrofoobne)
 |  |
|
 |  |  |
Polaarne (hüdrofiilne)
Negatiivselt laetud
Leidub mõnedes valkudes aminohapete derivaadid. Sidekoe valk kollageen sisaldab hüdroksüproliini ja oksülüsiini. Dijodotürosiin on kilpnäärmehormoonide struktuuri alus.
Aminohapetel on ühine omadus - amfoteerne(kreeka keelest amfoteros – kahepoolne). PH vahemikus 4,0-9,0 eksisteerivad peaaegu kõik aminohapped bipolaarsete ioonide (tsvitterioonide) kujul. Tähendus aminohappe isoelektriline punkt (IEP, pI) arvutatakse valemiga:
.
Monoaminodikarboksüülhapete puhul arvutatakse pI poolena a- ja w-karboksüülrühmade pK väärtuste summast (tabel 1), diaminomonokarboksüülhapete puhul - poolena a- ja w- pK väärtuste summast. aminorühmad.
On asendamatuid aminohappeid (saab inimkehas sünteesida) ja asendamatuid aminohappeid, mida kehas ei teki ja mida tuleb toiduga varustada.
Asendamatud aminohapped: valiin, leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, metioniin, treoniin, trüptofaan, fenüülalaniin.
Asendamatud aminohapped: glütsiin, alaniin, asparagiin, aspartaat, glutamiin, glutamaat, proliin, seriin.
Tinglikult vahetatav(saab organismis sünteesida teistest aminohapetest): arginiin (tsitrulliinist), türosiin (fenüülalaniinist), tsüsteiin (seriinist), histidiin (glutamiini osalusel).
Aminohapete avastamiseks ja kvantifitseerimiseks bioloogilistes objektides kasutatakse reaktsiooni ninhüdriiniga.
Tabel 1. Aminohapete dissotsiatsioonikonstandid
| Aminohappe | pK 1 | pK 2 | pK 3 |
| Alanya | 2,34 | 9,69 | |
| Arginiin | 2,18 | 9,09 | 13,2 |
| Asparagiin | 2,02 | 8,80 | |
| Asparagiinhape | 1,88 | 3,65 | 9,60 |
| Valii | 2,32 | 9,62 | |
| Histidiin | 1,78 | 5,97 | 8,97 |
| Glütsiin | 2,34 | 9,60 | |
| Glutamiin | 2,17 | 9,13 | |
| Glutamiinhape | 2,19 | 4,25 | 9,67 |
| Isoleutsiin | 2,26 | 9,62 | |
| Leutsiin | 2,36 | 9,60 | |
| Lüsiin | 2,20 | 8,90 | 10,28 |
| Metioniin | 2,28 | 9,21 | |
| Proliin | 1,99 | 10,60 | |
| seeria | 2,21 | 9,15 | |
| Türosiin | 2,20 | 9,11 | 10,07 |
| Treoniin | 2,15 | 9,12 | |
| Trüptofaan | 2,38 | 9,39 | |
| Fenüülalaniin | 1,83 | 9,13 | |
| Tsüsteiin | 1,71 | 8,33 | 10,78 |
HARIDUSJUHEND
ISESEISVAKS ETTEVALMISTAMISEKS
KLASSIdesse
BIOLOOGILISES KEEMIAS
erialal õppivatele üliõpilastele
Pediaatria
I osa
Keskne metoodiline nõukogu
Smolenski Riiklik Meditsiiniakadeemia
Smolensk
UDK: 612.015.
Arvustajad: meditsiiniteaduste doktor, professor A.S. Solovjov
Meditsiiniteaduste doktor, professor O.V. Molotkov
Pediaatria erialal õppivatele õpilastele bioloogilise keemia tundide eneseettevalmistuse õppe- ja metoodiline juhend.
I osa / T.G. Makarenko, K.A. Mageenkova
Smolensk SGMA. 2012. - 92 lk.
Käsiraamat sisaldab lühikokkuvõtet biokeemia programmi teoreetilisest materjalist, mida loengukursus ei sisalda, teste teadmiste kontrollimiseks, olukorraprobleeme ja küsimusi eksamiteks. Käsiraamat sisaldab ka spetsiaalseid küsimusi laste ainevahetuse omaduste kohta. Käsiraamat koosneb kahest osast vastavalt III ja IV semestri õppekavale. Käsiraamat on mõeldud pediaatria erialal õppivatele üliõpilastele.
Venemaa Föderatsiooni riikliku eelarvelise kutsekõrgkooli SGMA Roszdrav nõukogu
Biokeemia loengukursuste teemad (43 tundi)
1. Sissejuhatus biokeemiasse.
2. Valkude struktuurne korraldus.
3. Valkude füüsikalis-keemilised omadused.
4. Ensüümide struktuur, toimemehhanism.
5. Ensüümide omadused.
6. Intramitokondriaalne oksüdatsioon. Energiavahetus.
7. Ekstramitokondriaalne oksüdatsioon.
8. Katabolismi üldised teed.
9. Süsivesikute anaeroobne oksüdatsioon.
10. Süsivesikute aeroobne oksüdatsioon. Glükoneogenees.
11. Pentoso - fosfaadi rada.
12. Triatsüülglütseroolide ja glütserofosfolipiidide metabolism
13. Kolesterooli, sfingolipiidide metabolism.
14. Rasvade ja süsivesikute ainevahetuse seos. Ketoonkehad.
15. Aminohapete metabolismi üldteed kudedes.
16. Ammoniaagi neutraliseerimise viisid kudedes.
17. Fenüülalaniini ja türosiini vahetus.
18. Puriini ja pürimidiini nukleotiidide vahetus.
19. Hormoonide biokeemia.
20. Erütrotsüütide biokeemia. Hemoproteiinide vahetus.
21. Vere füüsikalis-keemilised omadused. Vere hingamisfunktsioon.
22. Vere hüübimis- ja antikoagulatsioonisüsteemid.
23. Vee-soola vahetus.
Materjal õpilaste iseseisvaks tööks
(72 tundi koolivälist tööd)
Käsiraamat on mõeldud õppekavaväliseks iseseisvaks tööks bioloogilise keemia alal pediaatriateaduskonna üliõpilastele.
Käsiraamat sisaldab kokkuvõtet arstitudengitele mõeldud bioloogilise keemia õppekava materjalist, mis ei sisaldu auditoorses loengukursuses. Pediaatria erialal õppivatele üliõpilastele antakse lisainfot laste ainevahetuse iseärasuste kohta. Teadmiste vahe- ja lõppkontrolliks kasutatakse klassiteemade kontrolltöid. Olukorraprobleemide arutamine on eeldatavasti läbi viidud tunnis õpetaja osavõtul. Sellega seoses ei ole käsiraamatus kommentaare situatsiooniülesannete kohta. Käsiraamat sisaldab biokeemia eksamiküsimuste loendit.
Tunni teema nr 1
VALKUDE AMINOHAPETE KOOSTIS. LIHTVALGU HÜDROLÜÜS. AMINOHAPETE KROMATOGRAAFILINE ERALDAMINE
2. Iseseisva töö eesmärgid: laiendage ideid valkude struktuurse korralduse kohta
mõista valkude bioloogilisi funktsioone,
Täielik teave valkude primaarse, sekundaarse, tertsiaarse ja kvaternaarse struktuuri kohta,
Tutvuda laste keha kudede valgu koostise iseärasustega,
Arenda omandatud teadmiste kasutamise oskust.
4. Iseseisva töö küsimuste ja ülesannete loetelu
Valgud on kõrgmolekulaarsed polümeersed N-sisaldavad orgaanilised ained, mis koosnevad peptiidsidemetega ühendatud aminohapetest ja millel on keeruline struktuur.
Mõiste "valgud" tuleneb nende ühendite võimest tekitada valgeid sademeid. Nimetus “valgud” pärineb sõnast protos (kreeka keeles) – esimene, oluline ja peegeldab selle ainete klassi keskset rolli organismis.
Valgu sisaldus inimkehas kõrgem kui lipiidide ja süsivesikute sisaldus. See moodustab 18–20% kogu koe massist (märgmass). Valkude ülekaal kudedes võrreldes teiste ainetega selgub valgusisalduse arvutamisel kudede kuivmassi kohta - 40–45%. Valgusisaldus erinevates kudedes kõigub teatud vahemikus. Suurim valgusisaldus on skeletilihastes (18–23% märgmassist või 80% kuivkoe massist). Rasvkude on madala valgusisaldusega (6% märgmassist või 4% kuivkoe massist).
Lapsepõlves valkude üldkogus organismis ja nende koostis on teistsugused kui täiskasvanutel. Loote kehas ei ületa valgu kogusisaldus 10%. Vastsündinutel moodustab see 10–12% kehakaalust. Vastsündinu perioodil sagenevad energeetilisel eesmärgil valkude lagunemise protsessid. Seetõttu väheneb ajutiselt valgusisaldus. Varases lapsepõlves domineerivad ebaküpsed lahustuvad struktuurvalgud. Vanusega suureneb nende diferentseerumine küpseteks funktsionaalseteks valkudeks.
Valkude bioloogilised funktsioonid vaheldusrikas. Neid seostatakse kõrge valgu spetsiifilisusega ja võimega suhelda erinevate ligandide, retseptorite ja rakustruktuuridega.
· Plastiline (struktuurne) funktsioon – valgud on osa kõigist rakustruktuuridest koos nukleiinhapete, lipiidide, süsivesikutega.
Energia - 1 g valku annab umbes 4 kcal
Reguleerivad funktsioonid:
a) ensümaatiline - enam kui 2000 valku on bioloogilised katalüsaatorid, mis reguleerivad kehas toimuvate keemiliste reaktsioonide kiirust
b) hormonaalsed – osad hormoonid, mis reguleerivad organismis toimuvaid biokeemilisi ja füsioloogilisi protsesse, on valgud
c) kromatiini histooni valgud reguleerivad DNA geenide aktiivsust
d) rakusisene valk kalmoduliin reguleerib erinevate ensüümide aktiivsust
· Kaitsev (immuun)funktsioon. Mõnedel valkudel (immunoglobuliinid, interferoon, lüsosüüm) on võime siduda organismile võõraid aineid.
· Spetsiifilised funktsioonid:
a) kontraktiilsed (lihasvalgud aktiin ja müosiin)
b) fotoretseptor (võrkkesta valk rodopsiin)
c) vere hüübimine (vere hüübimisfaktor fibrinogeen)
d) retseptor – valgud on osa raku retseptoritest
Valkude keemiline koostis
Valkude elementaarne koostisüsna mitmekesine. Need sisaldavad palju kemikaale. Kohustuslikud keemilised elemendid on aga süsinik (51 - 55%), hapnik (21 - 23%), lämmastik (16% - kõige püsivam väärtus), vesinik (6-7%) ja väävel (0,5 - 2%)
Valkude aminohappeline koostis. Looduslikud valgud sisaldavad α-aminohappeid, mis erinevad α-süsiniku aatomi juures oleva radikaali struktuuri poolest.
Testid
1. Looduslike valkude koostis sisaldab keemilisi elemente: Kaltsium. Süsinik. Kloor. Vesinik. Naatrium. Lämmastik. Kaalium . Hapnik. Väävel .
Süsinik. Vesinik. Lämmastik. Hapnik. Väävel.
3. Aminohapete asendused põhjustavad olulisi muutusi valkude bioloogilistes omadustes:
Glutamaat aspartaadiks. Glutamaat valiiniks Trüptofaan glutamaadiks. Valiinist leutsiiniks. Glütsiin aspartaadiks. Fenüülalaniinist trüptofaaniks. Seriinist treoniiniks. Glütsiin alaniiniks.
4. Valgu hüdrolüüsi lõppemist saab hinnata järgmiselt:
Denatureeritud valgu sette lahustamisega. Hüdrolüsaadi hägususe kadumisega. Põhineb biureedi positiivsel reaktsioonil. Põhineb positiivsel ninhüdriini reaktsioonil. Põhineb negatiivsel ninhüdriini reaktsioonil. Adamkiewiczi positiivse reaktsiooni järgi. Põhineb biureedi negatiivsel reaktsioonil Formooli tiitrimise tulemuste põhjal.
5. Valgu tertsiaarset struktuuri stabiliseerivad sidemed:
Hüdrofoobne. Peptiid. Disulfiid. Iooniline .Vesinik.
6. Valkude sekundaarstruktuuri stabiliseerivad sidemed:
Disulfiid. Peptiid. Iooniline. Hüdrofoobne. Vesinik.
7. Valkude polaarsed funktsionaalrühmad on:
karboksüül. Metüül. Fenoolne . Amiin. Karbonüül. Indoolne.
8. Peptiidsideme moodustumisel osalevad aminohapete funktsionaalsed rühmad:
Epsilon-amiin. Alfa - amiin. Beeta-karboksüül. Gamma-karboksüül. Alfa - karboksüül. tioolid.
9. Alusstruktuur, s.o. Valkude struktuurse organiseerituse kõrgema taseme määramine on järgmine:
Esmane. Sekundaarne. Tertsiaarne. Kvaternaar.
10. Samade looduslike bioloogiliste omadustega valkude väljendunud liigispetsiifilisus tuleneb:
Põhilised erinevused aminohapete koostises. Olulised erinevused molekulmassis. Molekulide ruumilise struktuuri tunnused. Kui primaarsed struktuurid on sarnased, on olemas individuaalsed ekvivalentsed aminohapete asendused. Kui primaarsed struktuurid on sarnased, esinevad üksikud ebavõrdsed aminohapete asendused. Mittevalgukomponentide koostise erinevused.
11. Aminohapped paiknevad valdavalt valgumolekuli pinnal:
Mittepolaarsed aminohapped. Polaarsed aminohapped. Mõlemad aminohapete rühmad. Mitte ükski neist rühmadest
12. Aminohapped asuvad peamiselt sügaval valgumolekulis:
Mittepolaarsed aminohapped. Polaarsed aminohapped. Mitte ükski neist rühmadest. Mõlemad aminohapete rühmad
13. 3. valgustruktuuri moodustamine hõlmab:
Mittepolaarsed aminohapped. Polaarsed aminohapped. Mõlemad aminohapete rühmad . Mitte ükski neist rühmadest
14. Hemoglobiini hapnikuafiinsuse muutumise põhjus on:
Muutused protomeeride tertsiaarses struktuuris. Muutused protomeeride suhtelises positsioonis. Koostöömuutused protomeeride konformatsioonis
15. Kas see väide on õige?
Epsilon – lüsiini aminorühm osaleb peptiidsideme moodustamises
Jah. Ei. Õiget vastust pole
16. Kas see väide on õige?
Seriini ja valiini radikaalidel on hüdrofiilsed omadused
Jah. Ei. Õiget vastust pole
17. Saatjad tegelevad peamiselt järgmiste asjade moodustamise ja hooldamisega:
Valkude esmane struktuur . Valkude tertsiaarne struktuur . Nukleiinhapete sekundaarne struktuur
20%. 10-12%. 5%
Olukorra ülesanded
1. Peptiidi fragmendil: Tyr - Cis - Leu - Val - Asp - Ala
Nimetage, millised aminohapperadikaalid võivad sidemete moodustamisel osaleda:
Hüdrofoobne. Iooniline. Disulfiid
2. Peptiidi fragmendil: Tyr – Cis – Leu – Val – Asp – Ala
näitavad, milliste valgu struktuurse organisatsiooni tasandite moodustamisel osalevad nende aminohapete radikaalide moodustatud sidemed
3. Aafrika üliõpilase verest leiti sirbikujulisi punaseid vereliblesid, kes sattusid kliinikusse õhupuuduse, pearingluse, kiire südametegevuse ja jäsemevalu kaebustega.
Selgitage selle haiguse arengu põhjuseid.
4. Hemoglobiin on kompleksne oligomeerne hemoproteiini valk. Millised translatsioonijärgsed muutused viivad funktsionaalselt aktiivse valgu moodustumiseni?
Peamine
Biokeemia. Ed. E.S. Severina. 2003. lk 9-28, 31-56.
Biokeemia. Lühikursus harjutuste ja ülesannetega. 2001. Lk 7-25.
JA MINA. Nikolaev Bioloogiline keemia. 2004. lk 16-35,38-43.
O.D. Kušmanova. Bioloogilise keemia laboriharjutuste juhend. 1983. lk 15-19, 19-24.
Loengu materjal
Lisaks
T.T. Berezov, B.F. Korovkin. Bioloogiline keemia. 1990. lk 10-41, 49-59.
R. Murray jt “Inimese biokeemia”. M. "Rahu". 1993. lk. 21-51(1)
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Õppe- ja metoodilised juhendid “Lapse keha biokeemilised omadused”. Smolensk 2001. 2007.
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Õppeasutuse poolt soovitatud õpik “Ainevahetuse tunnused vastsündinutel ja imikutel”. Smolensk 2012. aasta.
A.E. Medvedev "Avastati 22. geneetiliselt kodeeritud aminohape" // Vopr. kallis. keemia. 2002. nr 5 -. Koos. 432
Tunni teema nr 2
SETTEREAKTSIOONID VALKUDELE.
VALKUDE KVANTITATIIVSE MÄÄRAMISE MEETODID
2 . Iseseisva töö eesmärgid: laiendada teadmisi valkude põhilistest füüsikalis-keemilistest omadustest ja nende rakendatavast meditsiinilisest tähtsusest, laboripraktikas kasutatavatest meetoditest valkude kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes vedelikes
3. Iseseisva töö ülesanded:
oskama hinnata valgulahuste füüsikalis-keemiliste põhiomaduste biomeditsiinilise tähtsusega,
Tutvuge vereseerumis normaalse valgusisaldusega, võimalike kõrvalekallete ja nende biokeemilise tõlgendusega,
Arendada oskust töötada uue teabega, analüüsida, loogiliselt esitada,
Laboripraktikas
Valkude kvantifitseerimiseks kasutatakse optilisi, kolorimeetrilisi ja asotomeetrilisi meetodeid.
Optilised meetodid põhineb valkude optilistel omadustel.
Need sisaldavad:
- spektrofotomeetrilised meetodid, hinnates UV-kiirte neeldumise intensiivsust valkude poolt vahemikus umbes 200 nm ja 260 nm. UVL-i neeldumise aste on võrdeline valgu kontsentratsiooniga;
- refraktomeetrilised meetodid põhineb valgulahuste võimel murda valgust proportsionaalselt nende kontsentratsiooniga;
- nefelomeetrilised meetodid põhineb valgulahuste võimel hajutada valgust proportsionaalselt nende kontsentratsiooniga;
- polarimeetrilised meetodid põhinevad valgulahuste võimel pöörata polariseeritud valguse tasapinda proportsionaalselt nende kontsentratsiooniga.
Kolorimeetrilised meetodid põhineb valkude värvusreaktsioonidel - biureedi reaktsioon, Lowry meetod, teatud värvainete sorptsiooni meetod valkude poolt. Värvuse intensiivsus määratakse valgulahuse kontsentratsiooniga.
Nitromeetrilised meetodid põhinevad lämmastikusisalduse määramisel ja selle konverteerimisel valgukontsentratsiooniks (valgud sisaldavad 16% lämmastikku).
Testid
1. Kolorimeetrilised meetodid hõlmavad järgmist:
Nitromeetriline. Spektrofotomeetriline . Värvainete sorptsioon. Lowry meetod. Biureti meetod. Refraktomeetriline.
2. Nende analüüsimeetodid põhinevad valkude võimel omandada laengut:
Röntgendifraktsioonianalüüs. Elektroforees Ioonivahetuskromatograafia Potentsiomeetriline tiitrimine. Refraktomeetria. Ultratsentrifuugimine. Kolonngeelfiltreerimine.
3. Valkude lahustest väljasoolamise mõju on seotud:
Sekundaarsete ja tertsiaarsete struktuuride katkemisega. Peptiidsidemete katkemisega. Laengu kadumisega valkude poolt. Nende molekulide dehüdratsiooniga. Kvaternaarse struktuuri tekkega.
4. Valkude kõige täielikumaks ekstraheerimiseks loomse päritoluga kudedest võite kasutada järgmisi vedelikke:
Alkoholi-vee segu. Atsetoon. 10% ammooniumsulfaadi lahus. Destilleeritud vesi. 10% NaCl lahus 10% KCl lahus.
5. Valkude ekstraheerimisel esinevatest madalamolekulaarsetest ainetest saate vabaneda ilma valkude loomulikke omadusi kaotamata, kasutades järgmisi meetodeid:
Elektroforees. Dialüüs Kolonngeel - filtreerimine. Valkude sadestamine trikloroäädikhappega.
6. Erineva molekulmassiga valke saab eraldada füüsikalis-keemiliste analüüsimeetodite abil:
Dialüüs. Elektroforees. Väljasoolamine. Potentsiomeetriline tiitrimine. Kolonngeelfiltreerimine.
7. Füsioloogiliste pH väärtuste korral võib aminohape oma laengut suurendada või kaotada:
Tsüsteiin. Arginiin. Türosiin. Serin. Histidiin. Treoniin.
8. Globuliinide olemasolu lahuses saab tõestada:
Elektroforees. Kolonngeelfiltreerimine. 50% küllastuse juures soolamine ammooniumsulfaadiga. 100% küllastuse juures soolamine ammooniumsulfaadiga. Denatureerimine uureaga.
9. Denaturatsiooniefekti iseloomustavad järgmised märgid:
Kiire setete teke. Bioloogilise aktiivsuse kaotus. Bioloogiliste omaduste säilitamine. Valgu esmase struktuuri rikkumine. Aeglane setete moodustumine. Sekundaarse ja tertsiaarse struktuuri (konformatsiooni) rikkumine. Konformatsiooni säilitamine.
10. Väljasoolamise efekti iseloomustavad järgmised sümptomid:
Mõju pöörduvus. Bioloogiliste omaduste kaotus. Bioloogiliste omaduste säilitamine. Valkude konformatsiooni rikkumine. Valkude konformatsiooni säilitamine. Kiire setete teke.
11. Valkude denaturatsiooni põhjustavad:
Naatriumkloriid. Väävelhape. Pliiatsetaat. Ammooniumsulfaat. Hõbenitraat. Sulfosalitsüülhape. Uurea. Glükoos.
Potentsiaalsest gradiendist. Valkude molekulmassist. Keskkonna pH-st. Valgumolekulide kujust. Valkude aminohappelise koostise omadustest. Proteetiliste rühmade olemasolust valkudes.
13. Valkude segust väljasoolamise abil saate eraldada:
Ovaalbumiin. Gamma globuliin. Seerumi albumiin.
14. Valkude vees lahustuvuse tagavad polüpeptiidahelate funktsionaalsed rühmad:
karboksüül. Metüül. Fenoolne. Amiin. Karbonüül. Indoolne. Hüdroksüül. tioolid. Ohtmatu.
15. Kõige objektiivsemad andmed valkude molekulmassi kohta saadakse füüsikalis-keemiliste meetoditega:
Krüoskoopia. Ebullioskoopia. Röntgenstruktuuri analüüs Ultratsentrifuugimine. Elektronmikroskoopia.
16. Lahuse valgusisalduse täpseks määramiseks võite kasutada optilist efekti:
Valguskiirte murdumine. Valgust hajutav efekt. Optiline aktiivsus. Kiirte neeldumine spektri UV-osas.
17. Valkude geelfiltreerimisel kasutatakse järgmist:
Laengu suuruse erinevused. Molekulmassi erinevused . Erinevused optilistes omadustes
18. Valgu elektroforeesis kasutatakse järgmist:
Erinevused laengu suuruses . Molekulmassi erinevused . Erinevused optilistes omadustes
19. Valkude tseruloplasmiini (molekulmass 151 000, isoelektriline punkt 4.4) ja γ - globuliini (moolmass 150 000, isoelektriline punkt 6.3) segu saab eraldada järgmistel meetoditel:
Elektroforees. Geel - filtreerimine. Ioonivahetuskromatograafia
20. Refraktomeetrilised meetodid valkude kvantitatiivseks määramiseks põhinevad järgmistel mõjudel:
Valguse hajumine. Valguse neeldumine. Valguse murdumine . Polariseeritud valguse tasandi pöörded
21. Valkude kvantitatiivse määramise spektrofotomeetrilised meetodid põhinevad järgmistel mõjudel:
Valguse hajumine. Valguse neeldumine teatud lainepikkusel. Valguse murdumine. Polariseeritud valguse tasandi pöörded
22. Isoelektrilises punktis valgu molekul:
Nad ei eraldu. E elektriliselt neutraalne . Liikumine anoodi poole. Jaotage polüpeptiidideks
23. Valgud on võimelised moodustama stabiilseid vesilahuseid, kuna:
Browni liikumine Hüdrofoobsete radikaalide olemasolu. Laengu ja hüdratatsioonikihi olemasolu valgumolekulides. Kõik ülaltoodud tegurid
Olukorra ülesanded
1. Märkige järgmise peptiidi liikumissuund (anoodile, katoodile või algusesse jäämine)
Liz - Gli - Ala - Gli
2. Märkige järgmise peptiidi liikumissuund (anoodile, katoodile või algusesse jäämine)
Liz – Glu – Ala – Gli
3. Märkige järgmise peptiidi liikumissuund (anoodile, katoodile või algusesse jäämine)
Glu - Gli - Ala - Gli
4. Tehke järeldused valgu aminohappelise koostise tunnuste kohta, mille isoelektriline punkt = 4,7
5. Millise laengu omandab neutraalses keskkonnas valk, mille isoelektriline punkt = 4,7?
Selgitage oma vastust.
6. Pärast valgu väljasoolamist ammooniumsulfaadiga saadi sade, mis sisaldas uuritavat valku koos soolaseguga. Kuidas eraldada valku soolast?
7. Teemakohane põhi- ja lisakirjandus
Peamine
Biokeemia. Ed. E.S. Severina. 2003. lk 67-74
Biokeemia. Lühikursus harjutuste ja ülesannetega. 2001. lk 29-31
JA MINA. Nikolaev Bioloogiline keemia. 2004. lk 43-60
O.D. Kušmanova. Bioloogilise keemia laboriharjutuste juhend. 1983. lk 7-15, 28-29.
Loengu materjal
Lisaks
T.T. Berezov, B.F. Korovkin. Bioloogiline keemia. 1990. lk 37-41.
R. Murray jt “Inimese biokeemia”. M. "Rahu". 1993. lk 43–51 (1)
Yu.E. Veltištšev, M.V. Ermolaev, A.A. Ananenko, Yu.A. Knjazev. "Ainevahetus lastel." M.: Meditsiin. 1983. 462 lk.
R.M. Kohn, K.S. Suu. Ainevahetushaiguste varajane diagnoosimine. M. "Meditsiin". - 1986.
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Õppe- ja metoodilised juhendid “Lapse keha biokeemilised omadused”. Smolensk 2001. 2007
Makarenko T.G., Stunzhas N.M. Õppe- ja metoodiline käsiraamat “Ainevahetuse tunnused vastsündinutel ja imikutel” (soovitab UMO). Smolensk 2012. aasta.
Titov V.N. Vere seerumi üldvalgusisalduse määramise metoodilised aspektid // Klin. lab. diagnostika, 1995, - .№ 2.S. 15-18
Tunni teema nr 3
VALKUDE KLASSIFIKATSIOON.
LIHTSED JA KOMPLEKSSED VALGUD
2. Iseseisva töö eesmärgid: kinnistada teadmisi valkude klassifitseerimise põhimõtete, lihtsate ja keerukate valkude põhirühmade omaduste ja koostise tunnuste kohta
3. Iseseisva töö ülesanded:
Mõelge valkude klassifitseerimise põhimõtetele,
Uurida lihtsate ja keerukate valkude põhirühmade omaduste, keemilise koostise ja bioloogiliste funktsioonide tunnuseid,
Arendada oskust töötada uue teabega, analüüsida, loogiliselt esitada,
Arendada oskust kasutada omandatud teadmisi õppe- ja kutsetegevuses.
4. Iseseisva töö küsimuste loetelu
Valkude klassifikatsioon
Valkude tohutu hulk kehas, nende omaduste ja bioloogiliste funktsioonide mitmekesisus määrab nende taksonoomia keerukuse.
Pakutakse välja valkude klassifikatsioonid struktuuri- ja funktsionaalsete põhimõtete järgi.
"Tänapäeval teatakse valkude kohta liiga palju, et vana klassifikatsiooniga rahul olla, ja liiga vähe, et luua paremat" - see valkude klassifikatsiooni olukorra määratlus on aktuaalne tänapäevani.
Praktilises plaanis on valkude klassifitseerimine üsna mugav, võttes arvesse nende keemilise koostise ja füüsikalis-keemiliste omaduste iseärasusi.
Selle klassifikatsiooni järgi jagunevad kõik valgud kahte rühma: lihtsad (valgud) ja komplekssed (valgud.
TO valgud (lihtvalgud) hõlmavad valke, mis koosnevad ainult aminohapetest.
Need omakorda jaotatakse rühmadesse sõltuvalt aminohappe koostise füüsikalis-keemilistest omadustest ja omadustest. Eristatakse järgmisi lihtsate valkude rühmi:
· albumiinid,
· globuliinid,
· protamiinid,
· histoonid,
· prolamiinid,
· gluteliinid,
· proteinoidid.
Albumiin - inimkeha kudedes laialt levinud valkude rühm. Neil on suhteliselt madal molekulmass 50 – 70 tuhat daltonit. Füsioloogilise pH-vahemiku albumiinidel on negatiivne laeng, kuna nende koostises sisalduva suure glutamiinhappe sisalduse tõttu on nad pH 4,7 juures isoelektrilises olekus. Madala molekulmassi ja väljendunud laenguga albumiinid liiguvad elektroforeesi ajal üsna suure kiirusega. Albumiinide aminohappeline koostis on mitmekesine, need sisaldavad kõiki asendamatuid aminohappeid. Albumiinid on väga hüdrofiilsed valgud. Need lahustuvad destilleeritud vees. Albumiini molekuli ümber moodustub võimas hüdratatsioonikiht, nii et nende lahustest väljasoolamiseks on vaja suurt 100% ammooniumsulfaadi kontsentratsiooni. Albumiinid täidavad kehas struktuurset ja transpordifunktsiooni ning osalevad vere füüsikaliste ja keemiliste konstantide säilitamises.
Globuliinid– laialt levinud valkude rühm, mis tavaliselt kaasnevad albumiinidega. Nende molekulmass on suurem kui albumiinidel - umbes 200 tuhat daltonit, seetõttu liiguvad nad elektroforeesi ajal aeglasemalt. Globuliinide isoelektriline punkt on pH 6,3 – 7 juures. Neid eristab mitmekesine aminohapete komplekt. Globuliinid on destilleeritud vees lahustumatud, lahustuvad KCl ja NaCl soolalahustes kontsentratsioonis 5–10%. Globuliinid on vähem hüdreeritud kui albumiinid, seetõttu soolatakse need lahustest välja juba 50% ammooniumsulfaadi küllastumise juures. Globuliinid kehas täidavad struktuurseid, kaitse- ja transpordifunktsioone.
Histoonid– on väikese molekulmassiga 11–24 tuhat daltonit. Nad on rikkad leeliseliste aminohapete lüsiini ja arginiini poolest, seetõttu on nad isoelektrilises olekus järsult aluselises keskkonnas pH 9,5 - 12 juures. Füsioloogilistes tingimustes on histoonidel positiivne laeng. Erinevat tüüpi histoonides on arginiini ja lüsiini sisaldus erinev ning seetõttu jagunevad need 5 klassi. Histoonid H1 ja H2 sisaldavad rohkelt lüsiini, histoonid H3 on rikkad arginiini poolest. Histooni molekulid on polaarsed, väga hüdrofiilsed ja seetõttu on neid raske lahustest välja soolada. Rakkudes seostatakse positiivselt laetud histoone tavaliselt kromatiini negatiivselt laetud DNA-ga. Kromatiini histoonid moodustavad karkassi, millele on keritud DNA molekul. Histoonide peamised funktsioonid on struktuursed ja regulatoorsed.
Protamiinid– madala molekulmassiga aluselised valgud. Nende molekulmass on 4–12 tuhat daltonit. Protamiinid sisaldavad kuni 80% arginiini ja lüsiini. Need sisalduvad piimakalade nukleoproteiinides - klupein (heeringas), makrell (makrell).
Prolamiinid, gluteliinid - glutamiinhappe (kuni 43%) ja hüdrofoobsete aminohapete, eriti proliini (kuni 10–15%) rikkad taimsed valgud. Aminohappelise koostise iseärasuste tõttu on prolamiinid ja gluteliinid vees ja soolalahustes lahustumatud, kuid lahustuvad 70% etüülalkoholis. Prolamiinid ja gluteliinid on teravilja toiduvalgud, mis moodustavad nn gluteenivalgud. Gluteenvalkude hulka kuuluvad sekaliin (rukis), gliadiin (nisu), hordeiin (oder), aveniin (kaer). Lapsepõlves võib tekkida talumatus gluteenivalkude suhtes, mille vastu tekivad soole lümfoidrakkudes antikehad. Tekib gluteeni enteropaatia ja sooleensüümide aktiivsus väheneb. Sellega seoses on soovitatav manustada lastele pärast 4 kuu vanust teravilja keetmist. Riis ja mais ei sisalda gluteenivalke.
Proteinoidid(valgulaadsed) - fibrillaarsed vees lahustumatud valgud. Need on osa tugikudedest (luud, kõhred, kõõlused, sidemed). Neid esindavad kollageen, elastiin, keratiin, fibroiin.
Kollageen ( sünni liim ) – Organismis laialt levinud valk, moodustab ligikaudu kolmandiku kõigist kehas leiduvatest valkudest. See on osa luudest, kõhredest, hammastest, kõõlustest ja muudest kudedest.
Kollageeni aminohappelise koostise iseärasused hõlmavad ennekõike glütsiini (1/3 kõigist aminohapetest), proliini (1/4 kõigist aminohapetest) ja leutsiini sisaldust. Kollageen sisaldab haruldasi aminohappeid hüdroksüproliini ja hüdroksülüsiini, kuid selles puuduvad tsüklilised aminohapped.
Kollageeni polüpeptiidahelad sisaldavad umbes 1000 aminohapet. Kollageeni on mitut tüüpi, mis sõltuvad selles sisalduvate erinevat tüüpi polüpeptiidahelate kombinatsioonist. Fibrillide moodustavate kollageenitüüpide hulka kuuluvad I tüüpi kollageen (valdav nahas), II tüüpi kollageen (valdav kõhres) ja III tüüpi kollageen (valdav veresoontes). Vastsündinutel on põhiosa kollageenist III tüüpi, täiskasvanutel II ja I tüüpi.
Kollageeni sekundaarstruktuur on "katkine" alfaheeliks, mille pööre sisaldab 3,3 aminohapet. Heeliksi samm on 0,29 nm.
Kolm kollageeni polüpeptiidahelat on paigutatud kolmekordse keerutatud trossi kujul, mis on fikseeritud vesiniksidemetega ja moodustavad kollageenikiu - tropokollageeni - struktuuriüksuse. Tropokollageenstruktuurid on paigutatud paralleelselt pikisuunas nihkunud ridadesse, mis on fikseeritud kovalentsete sidemetega ja moodustavad kollageenkiudu. Tropokollageeni vahelistes ruumides ladestub kaltsium luukoesse. Kollageenikiud sisaldavad süsivesikuid, mis stabiliseerivad kollageenikimpe.
Keratiinid - juuste, küünte valgud. Need ei lahustu soolade, hapete ja leeliste lahustes. Keratiinid sisaldavad fraktsiooni, mis sisaldab suures koguses väävlit sisaldavaid aminohappeid (kuni 7–12%), moodustades disulfiidsildu, mis annavad neile valkudele suure tugevuse. Keratiinide molekulmass on väga kõrge, ulatudes 2 000 000 daltonini. Keratiinidel võib olla alfa- ja beeta-struktuur. Alfa-keratiinides ühinevad kolm alfa-heeliksi superspiraaliks, moodustades protofibrillid. Protofibrillid ühinevad profibrillideks, seejärel makrofibrillideks. Beetakeratiinide näide on siidfibroiin.
elastiin - elastsete kiudude, sidemete, kõõluste valk. Elastiin on vees lahustumatu ega paisu. Elastiin sisaldab suures koguses glütsiini, valiini ja leutsiini (kuni 25–30%). Elastiin suudab koormuse all venitada ja taastada oma suuruse pärast koormuse eemaldamist. Elastsus on seotud suure hulga ahelatevaheliste ristsidemete olemasoluga elastiinis aminohappe lüsiini osalusel. Kaks valguahelat moodustavad lüsüül-norleutsiini sideme. Neli valguahelat moodustavad sideme, mida nimetatakse desmosiiniks.
TO kompleksvalgud (valgud) hõlmavad valke, mis lisaks valguosale sisaldavad mittevalgulisi aineid (proteesirühmad).
Komplekssed valgud klassifitseeritakse nende proteesrühma keemilise koostise järgi. Eristatakse järgmisi kompleksvalkude rühmi:
· kromoproteiinid,
· lipoproteiinid,
· glükoproteiinid,
· fosfoproteiinid,
· metalloproteiinid.
Kromoproteiinid sisaldavad proteesrühmana värvilisi mittevalguühendeid. Kromoproteiinide rühma kuuluvad hemoproteiinid ja flavoproteiinid.
Hemoporotoidide korral Proteesirühm on heem – orgaaniline, rauda sisaldav aine, mis annab valgule punase värvuse. Heem seondub valgu globiiniga koordinatsiooni ja hüdrofoobsete sidemete kaudu. Hemoproteiinide näideteks on erütrotsüütide valk hemoglobiin, lihasvalk müoglobiin, koevalgud tsütokroomid, ensüümid katalaas, peroksidaas. Hemoproteiinid osalevad kudedes hapniku transpordis ja oksüdatiivsetes protsessides.
Flavoproteiinides sisaldab kollast proteesirühma. Nukleotiide FAD ja FMN võib kujutada proteesrühmana. Flavoproteiinide hulka kuulub ensüüm suktsinaatdehüdrogenaas. Mõned flavoproteiinid sisaldavad metalle – metalloflavoproteiine. Flavoproteiinid osalevad kehas toimuvates oksüdatiivsetes protsessides.
Nukleoproteiinid koosnevad valguosast ja nukleiinhapetest: DNA-st või RNA-st. Deoksüribonukleoproteiinid paiknevad tuumas ja ribonukleoproteiinid tsütosoolis. Tuuma nukleoproteiinides olevad valgud on esindatud peamiselt histoonidega. Nukleoproteiinide valgulised ja mittevalgulised osad on omavahel ühendatud ioonsete ja hüdrofoobsete sidemetega. Nukleoproteiinide täielikul hüdrolüüsil moodustuvad aminohapped, fosforhape, süsivesikud ja puriini või pürimidiini lämmastikalus. Nukleoproteiinid osalevad geneetilise teabe säilitamises ja reprodutseerimises.
Lipoproteiinid Need sisaldavad proteesrühmana erinevaid rasvu (triatsüülglütseroolid, fosfolipiidid, kolesterool jne). Valgu ja lipiidi vahel moodustuvad hüdrofoobsed ja ioonsed sidemed. Lipoproteiinid jagunevad tavaliselt struktuurseteks, mis on osa rakumembraanidest, ja transpordiks, mis transpordivad rasvu veres. Transpordilipoproteiinid on sfäärilised osakesed, mille sees on hüdrofoobsed rasvad ja pinnal hüdrofiilsed valgud. Lipoproteiini näide on vere hüübimisfaktor tromboplastiin.
Fosfoproteiinid sisaldavad oma koostises fosforhappe jääke, mis on estersidemetega ühendatud valguosa seriiniga. Fosforhappe lisamine valgule on pöörduv ja sellega kaasneb ioonsidemete moodustumine või katkemine fosforhappe ja valgu laetud rühmade vahel, mis muudab fosfoproteiini bioloogilist aktiivsust. Fosfoproteiinide hulka kuuluvad luukoe struktuurvalgud, piimakaseinogeeni, munavalge ovotelliin, mõned ensüümid (fosforülaas, glükogeeni süntetaas, TAG lipaas)
Glükoproteiinid tavaliselt sisaldavad , süsivesikute jäägid (monosahhariidid, oligosahhariidid), mis on kindlalt seotud glükosiidsidemetega. Glükoproteiinidel on tavaliselt mosaiikne struktuur, milles vahelduvad süsivesikute ja valgu fragmendid. Süsivesikute osa annab glükoproteiinidele spetsiifilisuse ja määrab nende resistentsuse koeensüümide suhtes. Glükoproteiinid on inimkehas laialdaselt esindatud. Neid leidub nii kudedes kui ka bioloogilistes vedelikes. Sülje mutsiin sisaldab kuni 15% mannoosi ja galaktoosi. Glükoproteiinid on mõned