2 курс / Биохимия / Обмен белков и ферменты

г) окислительно-восстановительное превращение SH-групп и S–S- связей

д) усиление колебательных движений отдельных фрагментов полипептидной цепи

8. МЕХАНИЗМ ОСАЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ КАДМИЯ СЕРНОКИСЛОГО

а) изменение гидратации молекул белка

б) изменение ионизации групп (NH2, COOH) при сдвигах рН в) связывание функциональных групп белка (SH, NH2, OH, NH)

г) окислительно-восстановительное превращение SH-групп и S–S- связей

д) усиление колебательных движений отдельных фрагментов полипептидной цепи

9. МЕХАНИЗМ ОСАЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

а) изменение гидратации молекул белка

б) изменение ионизации групп (NH2, COOH) при сдвигах рН в) связывание функциональных групп белка (SH, NH2, OH, NH)

г) окислительно-восстановительное превращение SH-групп и S–S- связей

д) усиление колебательных движений отдельных фрагментов полипептидной цепи

10. МЕХАНИЗМ ОСАЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ВИБРАЦИИ

а) изменение гидратации молекул белка

б) изменение ионизации групп (NH2, COOH) при сдвигах рН в) связывание функциональных групп белка (SH, NH2, OH, NH)

г) окислительно-восстановительное превращение SH-групп и S–S- связей

д) усиление колебательных движений отдельных фрагментов полипептидной цепи

11.ЗНАЧЕНИЕ рН, ПРИ КОТОРОМ БУДЕТ ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТОЧКА ДЛЯ БЕЛКОВ КРОВИ

а) нейтральное б) слабокислое в) сильнокислое г) слабощелочное

д) сильнощелочное

12.МЕТОД ОЧИСТКИ БЕЛКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРИМЕСЕЙ

а) диализ

41

б) фракционное высаливание в) электрофорез г) аффинная хроматография

д) ультрацентрифугирование

13.СВОЙСТВО КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ, ХАРАКТЕРНОЕ ДЛЯ РАСТВОРОВ БЕЛКА

а) низкая вязкость б) при стоянии выпадают в осадок в) эффект Бора

г) низкое онкотическое давление д) способность к диализу

14.МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ БЕЛКОВ, ОСНОВАННЫЙ НА ИХ РАЗЛИЧИИ В ЗАРЯДЕ

а) ультрацентрифугирование б) электрофорез в) гель-фильтрация

г) аффинная хроматография д) фракционное высаливание

15.МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ БЕЛКОВ, ОСНОВАННЫЙ НА ИХ ИЗБИРАТЕЛЬНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ЛИГАНДАМИ

а) ультрацентрифугирование б) электрофорез в) гель-фильтрация

г) аффинная хроматография д) фракционное высаливание

16.МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ БЕЛКОВ, ОСНОВАННЫЙ НА РАЗЛИЧИИ В РАЗМЕРАХ ИХ ГИДРАТНОЙ ОБОЛОЧКИ

а) ультрацентрифугирование б) электрофорез в) гель-фильтрация

г) аффинная хроматография д) фракционное высаливание

17.МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ БЕЛКОВ, ОСНОВАННЫЙ НА ИХ РАЗЛИЧИИ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЕ

а) ионообменная хроматография б) электрофорез в) гель-фильтрация

г) аффинная хроматография д) изоэлектрофокусирование

42

ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

18. ВЫСАЛИВАНИЕ БЕЛКОВ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ТЕМ, ЧТО

а) разрушается третичная структура б) белок теряет свои биологические свойства в) структура белка не нарушается

г) разрушается гидратная оболочка белка д) при добавлении воды осадок исчезает

19. ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКОВ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ТЕМ, ЧТО

а) разрушается третичная структура б) белок теряет свои биологические свойства в) структура белка не нарушается

г) разрушается гидратная оболочка белка д) при добавлении воды осадок исчезает

20. ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ВЫСАЛИВАНИЕ БЕЛКОВ

21. ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ДЕНАТУРАЦИЮ БЕЛКОВ

а) ацетон б) соляная кислота

в) хлорид ртути г) перекись водорода д) хлорид натрия

22. ЗАРЯД БЕЛКА ЗАВИСИТ ОТ

а) температуры среды б) рН среды

в) величины гидратной оболочки г) соотношения NH2- и COOH-групп д) вида третичной структуры

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

43

ДОПОЛНИТЕ

24.При денатурации разрушаются ______________, _____________,

___________ структуры белка.

25.Метод очистки смеси белков, обусловленный способностью низкомолекулярных веществ проходить через полупроницаемую мембра-

ну, называется ____________.

26.Необратимое выпадение белка в осадок называется ______________.

27.При меньшей концентрации соли в растворе при фракционном высаливании белков крови выпадают в осадок ____________.

28.Значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю, на-

зывается _________________ _________.

29.Белки по соотношению функциональных групп делятся на _______,

__________, _____________.

30.Альбумины по соотношению амино- и карбоксильных групп относятся к __________ белкам.

44

Тема 4. НУТРИЕНТОЛОГИЯ. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ РОЛИ ВИТАМИНОВ ВОДОРАСТВОРИМОЙ ГРУППЫ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ВИТАМИНОВ. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИТАМИНА С

Место проведения: кафедра биохимии. Продолжительность занятия – 180 мин.

Цель занятия: систематизировать знания о строении, свойствах и биологической роли витаминов. Освоить метод количественного определения витамина С в пищевых продуктах и моче.

Конкретные задачи.

Студент должен знать:

–строение, классификацию витаминов и представителей в группах;

–название витамина: буквенное, по химической структуре, по биологическому действию;

–участие витамина в биохимических реакциях;

–название и характеристику авитаминоза;

–суточную потребность витамина;

–основные пищевые продукты, содержащие данный витамин. Студент должен уметь: использовать метод количественного

определения витамина С в практической работе.

Студент должен владеть информацией об изменениях биохимических показателей с учетом знания механизмов развития патологии при недостаточном поступлении компонентов пищи, не синтезирующихся в организме.

Мотивация. Знания и навыки, приобретенные на занятии, необходимы для понимания роли витаминов в питании и жизнедеятельности человека, молекулярных механизмов биологической активности витаминов для оценки результатов химических реакций, позволяющих обнаружить присутствие витаминов в биологическом субстрате и возможности контроля за обеспеченностью организма витаминами, сохранностью витаминов в пищевых продуктах и других источниках.

Изучение темы должно способствовать формированию общекультурных (ОК-5) и профессиональных (ПК-3, ПК-15, ПК-17) компетенций.

Задание для самоподготовки: изучить рекомендуемую литературу, используя вопросы для самоподготовки и приложение (с. 55).

45

Рекомендуемая литература

Основная Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М. :

Медицина, 1998. – С. 204–210, 220–248.

Биохимия : учебник для вузов / под ред. проф. Е.С. Северина. – М. :

ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 80–83, 124–133; То же. – 2011. – С. 82, 89–90, 123–132.

Белки и ферменты : учебно-методическое пособие к практическим заняти-

ям по биологической химии / под ред. проф. В.А. Дадали, доц. Р.Н. Павловой. – СПб. : Изд-во СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2013.

Дополнительная Марри, Р. Биохимия человека ; т. 1 / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес,

В. Родуэлл. – М. : Мир, 1993. – С. 163–168.

Биохимические основы микронутриентологии : учебное пособие / под ред. проф. В.А. Дадали. – СПб. : ГОУВПО СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2002. – С. 42.

Лабораторные методы исследования в клинике ; т. 2 / под ред. В.В. Меньшикова. – М. : Медицина, 2002. – С. 60–68.

Вопросы для самоподготовки

1.Что такое витамины и почему они так называются?

2.Классификация витаминов, все их названия.

3.Понятия «провитамины» и «антивитамины».

4.Что такое гипо-, гипер- и авитаминозы, причины их возникновения, меры профилактики.

5.Характеристика группы водорастворимых витаминов

6.Какое участие принимают витамины в молекулярных механизмах жизнедеятельности?

7.Витамины В1, В2, В3, В6, С. Химические формулы витаминов и коферментов, активные группы в молекуле; название ферментов с участием витаминов, биохимические функции, суточная потребность, характеристика авитаминоза, содержание в продуктах, факторы, влияющие на устойчивость витаминов.

8.Какие методы используют для количественного определения аскорбиновой кислоты?

9.Какие свойства аскорбиновой кислоты и 2,6-дихлорфенолиндо- фенола положены в основу метода количественного определения витамина С?

10.Сколько витамина С выделяется с мочой за сутки и о чем свидетельствует отсутствие витамина С в моче?

11.Какие факторы способствуют разрушению витамина С в пищевых продуктах? Какие профилактические меры необходимо соблюдать для предохранения витамина С от разрушения в пищевых продуктах?

46

12. Биохимические функции витаминов В5, В9, В12, Н.

Пример входного контроля

Витамин В2:

1)строение витамина;

2)название кофермента;

3)биологическая роль (название фермента и его функция);

4)суточная потребность и содержание в продуктах;

5)клиника авитаминоза.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Количественное определение витамина С (аскорбиновой кислоты)

впищевых продуктах и в моче по методу Тильманса

Внастоящее время существуют разные методы определения витамина С и его производных в крови, тканях, слюне, пищевых продуктах

ифармакопейных препаратах. Могут быть использованы спектрофотометрическое определение, капиллярный электрофорез, поточно-флюо- ресцентный метод и определение с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Одним из наиболее широко распространенных методов количественного определения витамина С является оксидометрический метод, основанный на способности аскорбиновой кислоты (АК) восстанавливать 2,6-дихлорфенол, который при этом переходит в бесцветную лейкоформу. Этот метод определяет только восстановленную форму АК. С его помощью можно получить сведения о содержании витамина С в пищевых продуктах, а также в сыворотке крови и других биологических тканях, и на основе полученных данных судить об обеспеченности им организма.

Вгигиенических исследованиях использование данного метода позволяет контролировать сохранность витамина С в пищевых продуктах в зависимости от способов и сроков хранения, характера технологической и, в частности, кулинарной обработки пищи, позволяет выявить изменения в обмене витамина С при воздействии химических веществ на организм в производственных условиях.

Исследуемый материал: 1) хвоя; 2) картофель сырой и вареный; 3) капуста квашеная и свежая; 4) моча.

Реактивы и оборудование: 1) натриевая соль 2,6-дихлорфено- линдофенола 0,001 н. раствор; 2) хлороводород 10 % раствор; 3) весы и

47

разновесы; 4) мерные цилиндры на 50 и 10 мл; 5) пипетки на 1 мл; 6) фарфоровые ступки с пестиками; 7) микробюретки; 8) стеклянные палочки; 9) колбочка или широкие пробирки; 10) бюретки; 11) скальпель; 12) воронки; 13) вата.

Принцип метода: определение витамина С основано на его сильной редуцирующей способности.

При определении используют окислительно-восстановительную реакцию между аскорбиновой кислотой и 2,6-дихлорфенолиндофенолом (2,6-ДХФИФ) – краской Тильманса в кислой среде. Раствор 2,6- ДХФИФ в нейтральной среде окрашен в синий цвет. Пока в растворе есть аскорбиновая кислота, названный реактив восстанавливается ею и при этом обесцвечивается. После окисления им всей аскорбиновой кислоты избыток реактива окрашивает раствор в кислой среде в слаборозовый цвет. При появлении окраски титрование прекращают и отмечают количество раствора 2,6-ДХФИФ, затраченного на титрование.

Химизм реакции

48

Определение содержания витамина С в хвое и свежей капусте

Хвоя и капуста содержат большое количество витамина С, поэтому для его определения нужно брать лишь небольшую часть исследуемого материала.

Приготовление вытяжки: хвою или свежую капусту отвешивают на весах в количестве 1,0 г и тщательно измельчают в фарфоровой ступке с 2 мл 10 % раствора хлорводорода. Растертую массу осторожно, без потерь (палочкой) переносят в мерный цилиндр (на 40 мл для хвои и на 10 мл для капусты, ступку и пестик обмывают 10 % раствором соляной кислоты и воды, промывную жидкость присоединяют к общей порции вытяжки. Объем жидкости в цилиндре доводят дистиллированной водой до метки 40 мл для хвои и до метки 10 мл для свежей капусты. Содержимое цилиндра перемешивают и оставляют стоять 10 мин. Не встряхивая, вытяжки фильтруют через ватный фильтр и 1 мл фильтрата употребляют для титрования.

Титрование: в колбочку отмеривают пипеткой 1 мл фильтрата и прибавляют к нему 19 мл воды. Содержимое титруют из микробюретки 0,001 н. раствором 2,6-ДХФИФ до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. Вычисляют содержание витамина С в 100 г хвои или свежей капусты.

Расчет: молекулярная масса аскорбиновой кислоты равна 176. Находят грамм-эквивалент аскорбиновой кислоты. В реакции с 2,6- ДХФИФ она двухосновная, следовательно, грамм-эквивалент равен М/2 = 176/2 = 88 г, а 1 мл 0,001 н. раствора 2,6-ДХФИФ соответственно равен 0,088 г аскорбиновой кислоты. Количество миллилитров 2,6- ДХФИФ, затраченного на титрование исследуемого раствора, эквивалентно содержанию витамина С в титруемой жидкости. Расчет содержания витамина С (Х) в 100 г хвои или капусты проводится по следующей формуле:

Х = 0,088 ∙ а ∙ с ∙ 100/(b ∙ d),

где а – объем раствора 2,6-ДХФИФ, пошедшего на титрование; d – взятая навеска хвои или свежей капусты; с – общий объем вытяжки (10 – для капусты или 40 – для хвои); b – объем водной вытяжки, взятой для титрования (1 мл).

Определение содержания витамина С в сыром и вареном картофеле и в квашеной капусте

1 г исследуемого продукта растирают в ступке с 9 мл воды и 1 мл 10 % раствора хлорводорода, дают постоять 10 мин. Отстоявшийся

49

верхний слой вытяжки фильтруют (по палочке) через ватный фильтр в колбочку. Остаток растертой массы промывают в ступке с небольшими порциями воды 2–3 раза и фильтруют. Содержимое колбочки перемешивают и титруют раствором 2,6-ДХФИФ до слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. Расчет проводится по формуле:

Х = 0,088 ∙ а ∙ 100/d (обозначения те же).

Определение содержания витамина С в моче

В колбочку отмеряют 5 мл мочи, добавляют 19 мл воды и 1 мл 10 % раствора хлорводорода. Перемешивают и титруют раствором 2,6- ДХФИФ до слабо-розовой окраски. Вычисляют содержание витамина С (Х) в суточном количестве мочи, равном 1500 мл:

Х = 0,088 ∙ а ∙ 1500/5,

где 5 – это количество мочи в миллилитрах, взятой для исследования.

Результаты оформляются в виде табл. 9.

Навеска (г)

Общий объем вытяжки, суточныйобъеммочи(мл) Количество взятой для титрования:

вытяжки (мл) мочи (мл)

Количество 0,001 н. раствора 2,6-ДХФИФ, пошедшего на титрование

(мл)

Найденное количество аскорбиновой кислоты

(мг %)

Вывод: ______________________________________________.

Примечание. Содержание витамина С по литературным данным, мг %: хвоя – 220 (зимой), 70 (летом); сырой картофель – 10–40; капуста свежая – 30, квашеная – 17–25; моча – 20–30 мг в суточном объеме.

50