Шпаргалка по "Биохимии"

При окислении альдоз в щелочной среде сначала образуются альдоновые к-ты, а затем происходит расщепление углеводородного скелета. При этом появляется ряд продуктов, обладающих сильно восстанавливающей способностью, в результате чего моносахариды легко восстанавливают такие слабые окислители как оксид серебра(I) и гидроксид меди(II). (пример: реакции Троммера, Фелинга, сер зеркала и т. д.) Кетозы в щелочной и в кислой среде окисляются с разрывом углеродной цепи.

3.Восстановление моносахаридов.  Карбонильная группа моносахаридов  может быть восстановлена газообразным  водородом или амальгамой натрия  в воде с образованием соответствующих  многоатомных спиртов. Из глюкозы-6 атомн спирт сорбит, манноза-маннит, ксилоза-ксилит.

 

63. Перечислите общие и специфические  реакции на аминокислоты

а)Ксантопротеиновая реакция  цветная качеств. р-ция на белки. Для ее осуществления к р-ру белка прибавляют конц. HNO₃ до тех пор, пока не прекратится образование осадка, к-рый при нагр. окрашивается в желтый цвет. Окраска возникает в результате нитрования ароматич. колец аминокислотных остатков белка (тирозина и триптофана). При добавлении к охлажденной жидкости избытка щелочи появляется оранжевое окрашивание, обусловленное образованием солей нитроновых к-т с хиноновой системой сопряженных двойных связей.

б)Реакции на серосодержащие а/к (Фоля). При кипячении со щелочью от цистеина легко отщепляется сера в виде сероводорода, который в щелочной среде образует сульфит натрия.Для выявления сульфида натрия используют ацетат свинца, который при взаимодействии с гидроксидом натрия превращается в его плюмбит:

Pb(CH₃COO)₂ + 2NaOH ® Pb(ONa)₂ + 2CH₃COOH

В результате взаимодействия ионов  серы и свинца образуется сульфид  свинца черного или бурого цвета:

Na₂S + Pb(ONa)₂ + 2H₂O ® PbS¯ (черный осадок) + 4NaOH

Наличие цистина может быть определено с помощью этой реакции, так как цистин легко восстанавливается в цистеин.

в)Реакция Миллона на тирозин (реакция на фенольную группу). При нагревании раствора, содержащего фенолы, с реактивом Милона образуется осадок, окрашенный сначала в розовый, а затем в красный цвет. Реактив Милона дает

окрашивание с тирозином, радикал  которого включает фенольное кольцо.

г)Качественная реакция на триптофан (реакция на индоловую группу). Триптофан реагирует в кислой среде с альдегидами, образуя окрашенные продукты конденсации.Реакция протекает за счет взаимодействия индольного кольца триптофана с альдегидом. Известно, что из глиоксиловой кислоты в присутствии серной кислоты образуется формальдегид:

д)НИНГИДРИНОВАЯ РЕАКЦИЯ, цветная р-ция на a-аминокислоты, к-рую осуществляют нагреванием последних в щелочном р-ре избытка нингидрина. Образующееся соед. II имеет фиолетово-синюю окраску. Пролин и гидроксипролин, у к-рых нет a-аминогруппы, в р-ции с нингидрином образуют производное желтого цвета.

Р-ции с этими соед. осуществляются без выделения СО₂(нингидриновая реакция с выделением СО₂ специфична только для a-аминокислот).

Р-цию используют для колориметрич. количеств. определения a-аминокислот

Е)БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ.

Определяет наличие  пептидной связи в растворе исследуемого соединения. Механизм данной реакции связан с образованием комплексных соединений меди с атомами азота полипептидной цепи. Щелочная среда требуется для депротонирования атомов азота. Свое название реакция получила в связи с тем, что окрашивание в данных условиях помимо белков могут давать и некоторые другие соединения, содержащие CO-NH связи, например, биурет (H₂N-CO-NH-CO-NH₂), но не отдельные аминокислоты. Наличие в белке повторяющихся пептидных групп подтверждается тем, что белки дают фиолетовое окрашивание при действии небольшого количества раствора медного купороса в присутствии щелочи (биуретовая реакция).В пептидах и белках пептидная связь обычно находится в амидной форме (или кетоформе), но в щелочной среде она переходит в иминольную (енольную).

 

64 Дайте название следующему пептиду  ……………. Что такое пептиды?

Названия пептидов составляются в  соответствии с названиями аминокислотных остатков, начиная с N-конца, при этом в названиях всех аминокислотных остатков, кроме последнего, меняют окончания на «ил». Образованные аминокислотами полимеры называются пептидами. Пептиды, которые содержат до 20 аминокислотных остатков называются олигопептидами, а если 20-50 аминокислотных остатков, то полипептидами. Пептидные цепи, содержащие более 50 аминокислотных остатков, называются белками.

 

22.Специфичность  действия ферментов. Типы специфичности.  Привести примеры.

Одно из осн св-в фер-в— высокая специфичность их действия.

Высокая специфичность ферментов обусловлена конформационной и электростатической комплементарностью между молекулами субстрата и фермента и уникальной структурной организацией активного центра, обеспечивающими «узнавание», высокое сродство и избирательность протекания одной какой-либо реакции из тысячи других химических реакций, осуществляющихся одновременно в живых клетках.

Различают два главных  вида специфичности ферментов: субстратную специфичность и специфичность действия.

1.Субстратная специфичность, это способность фермента катализировать превращения только одного определенного субстрата или же группы сходных по строению субстратов. Определяется структурой адсорбционного участка активного центра фермента.

Структура активного  центра фермента комплементарна структуре его субстрата, вследствие чего данный фермент из множества веществ, имеющихся в живой клетке, присоединяет только свой субстрат.

Все протеолитические ферменты катализируют гидролиз (расщепление) пептидных  связей. Однако каждый из них специфичен к аминокислотам  с определенными  боковыми группами.

Например фермент амилаза  действует только на субстрат,представленный амилозой.

Различают 3 типа субстратной специфичности:

Абсолютная специфичность  – фермент катализирует превращение только одного вещества ( уреаза, сукцинатдегидрогеназа);

Относительная специфичность- ферменты катализируют превращение небольшой группы близких по свойствам веществ (эстеразы, фосфатазы, пептидазы);

Стереоспецифичность – ферменты различают изомеры и катализируют превращение только одного из них (α- и β- гликозидазы, фумарат-гидратаза (только транс-изомер)).

2.Специфичность  действия - это способность фермента катализировать только определенный тип химической реакции.

В соответствии со специфичностью действия все ферменты делятся на 6 классов.

1. Оксидоредуктазы. катализируют только окислительно-восстановительные реакции. Этот класс объединяет оксидазы, дегидрогеназы, пероксидазы, использующие в качестве окислителя Н₂О₂, гидроксилазы, катализирующие реакции введения гидроксильных групп и оксигеназы, которые присоединяют к субстрату молекулярный кислород по месту двойной связи.

2. Трансферазы.катализирующие реакции типа  Х-Y +Z ® X + Z-Y, т.е. реакции переноса различных групп. Например, фосфатных, азотистых, алкильных групп.

3. Гидролазы. катализирующие гидролитическое расщепление  различных связей, например, эфирные, пептидные связи, С-С-связи и другие. Это эстеразы – гидролиз эфирных связей, фосфатазы – разрыв фосфорных связей, пептидазы – гидролиз пептидных связей.

4. Лиазы. катализирующие реакции отщепления с образованием  двойных связей или реакции присоединения по двойным связям. К ним относятся, например, декарбоксилазы, лиаза кетокислот, гидролиазы.

5. Изомеразы. катализирующие изменение геометрической или пространственной конфигурации молекул. Это ферменты , вызывающие например, изменение геометрической конфигурации у двойной связи – это цис-транс-изомеразы.

6. Лигазы. катализирующие соединение двух молекул, сопровождающееся гидролизом богатой энергией связи.

Специфичность фермента в  отношении типа катализируемой им реакции  видна на следующих примерах. Фумараза катализирует гидратацию или дегидратацию своих субстратов, протеолитические ферменты  - гидролитическую реакцию. При этом эти ферменты не катализируют другие возможные превращения своих субстратов. Например, окислительно-восстановительные реакции или реакцию декарбоксилирования.

23. Денатурация белков. Обратимая и  необратимая денатурация. Факторы,  вызывающие на денатурацию белков. Привести примеры.

Денатурация белков - изменение нативной конформации молекул белков, не сопровождающееся разрывом химических связей. При денатурации происходит нарушение пространственной ориентации полипептидной цепочки, изменение вязкости и оптических свойств белков, реактивности отдельных групп, каталитической активности и т.п. Под влиянием различных физических и химических факторов белки подвергаются свертыванию и выпадают в осадок, теряя нативные свойства. Обычно сопровождается понижением растворимости, свертыванием и выпадением белка в осадок. Для большинства белков денатурация  наступает при нагреве свыше 50°— 60°С; при хранении в разбавленных растворах — даже при комнатной температуре.

В зависимости от  степени модификации молекул, денатурация белков может быть обратимой и необратимой.

При непродолжительном действии и быстром удалении денатурирующих агентов возможна ренатурация белка с полным восстановлением исходной трехмерной структуры и нативных свойств его молекулы, включая биологическую активность. 

Основные факторы  денатурации белков:

Физические:

1.повышение температуры, ультрафиолетовое или ионизирующее облучение (кинетическая энергия, сообщаемая белку, вызывает вибрацию его атомов, вследствие чего слабые водородные и ионные связи разрываются, и белок свертывается (коагулирует).

2. изменение рН среды.( пепсин (pI< 1) денатурирует быстро при нейтральных рН, а рибонуклеаза  pI= 7,8, лизоцим (pI<=10,6))

3.ультразвук.

4.Рентгеновское и радиоактивное облучение

5.Механическое воздействие (например, вибрация).

Химические:(соли меди, ртути, мышьяка, железа, концентрированные неорганические кислоты - HNO3, H2SO4, HCl, органические кислоты, алкалоиды - танины, мочевина, органические растворители)

1.присутствие органических растворителей (эти реагенты нарушают гидрофобные взаимодействия и образуют связи с гидрофобными (неполярными) группами. В результате разрываются и внутримолекулярные водородные связи. Использование спирта в качестве дезинфицирующего средства основано именно на том, что он вызывает денатурацию белка любых присутствующих бактерий)

2.тяжелые металлы (положительно заряженные ионы тяжелых металлов (катионы) образуют прочные связи с отрицательно заряженными карбоксил-анионами R-групп белка и часто вызывают разрывы ионных связей. Они также снижают электрическую поляризацию белка, уменьшая его растворимость. Вследствие этого находящийся в растворе белок выпадает в осадок.)

3.Сильные кислоты, щелочи, соли денатурируют белок. Под действием этих реагентов ионные связи разрываются и белок коагулирует. Длительное воздействие реагента может вызвать разрыв и пептидных связей.

4. Растительные алкалоиды.

5. Мочевина в высоких концентрациях

Биологические: ферменты (пепсин).

 

26. Классификация ферментов.

В настоящее время известно большое число ферментов. Для  того, чтобы любой фермент можно было бы точно идентифицировать была создана систематизированная классификация и номенклатура ферментов. Для этой цели в 1956 году была организована Международная комиссия по ферментам. Она разработала полную номенклатуру и классификацию ферментов.

Согласно этой классификации  все известные ферменты были разбиты  на 6 главных классов в зависимости  от типа катализируемой реакции:

1. Оксидоредуктазы. В этот класс отнесены все ферменты, которые катализируют окислительно-восстановительные реакции. Этот класс объединяет оксидазы, дегидрогеназы, пероксидазы, использующие в качестве окислителя Н₂О₂, гидроксилазы, катализирующие реакции введения гидроксильных групп и оксигеназы, которые присоединяют к субстрату молекулярный кислород по месту двойной связи.

2. Трансферазы. В этот класс объединены ферменты, катализирующие реакции типа       Х-Y +Z ® X + Z-Y, т.е. реакции переноса различных групп. Например, фосфатных, азотистых, алкильных групп.

3. Гидролазы. Это ферменты, катализирующие гидролитическое расщепление различных связей, например, эфирные, пептидные связи, С-С-связи и другие. Это эстеразы – гидролиз эфирных связей, фосфатазы – разрыв фосфорных связей, пептидазы – гидролиз пептидных связей.

4. Лиазы. Это ферменты, катализирующие реакции отщепления с образованием  двойных связей или реакции присоединения по двойным связям. К ним относятся, например, декарбоксилазы, лиаза кетокислот, гидролиазы.