Лабораторно-практическое занятие

«Белки – ферменты. Физико-химические свойства ферментов»

Часа

Цель работы: ознакомиться с каталитической функцией ферментов, изучить основные физико-химические свойства ферментов на примере амилазы; обнаружить наличие ферментов в некоторых пищевых продуктах.

Оборудование: штатив с пробирками, водяная баня, термометр, стеклянные палочки, предметные стекла, секундомер, термостат, химические стаканы, стеклянная палочка, маленькие пробирки, лучинка, спички, скальпель, ступка с пестиком, марля, спиртовка, держатели для пробирок.

Реактивы: 0,5 и 1% раствор крахмала, раствор Люголя, 1/15М дигидрофосфат калия, 1/15М гидрофосфат натрия, фермент амилаза, 1% раствор сахарозы, 10% раствор гидроксида натрия, 1% раствор сульфата меди, дистиллированная вода, 1% раствор хлорида натрия, йод в иодиде калия, раствора ляписа АgNO₃, конц. уксусная кислота, 3% раствор хлорида железа (III) FeCl₃, конц. раствор гидроксида натрия или аммония, 3% раствор перекиси водорода, формальдегид, 0,1 % спиртовой раствор метиленовой сини, 0,1 % раствор тирозина, 10 % раствора белка, насыщенный раствор сульфата аммония, кристаллический сульфат аммония.

Материалы: молоко, кусочки сырого и вареного мяса, сырой и вареный картофель, яйцо, слюна, лекарственные препараты фермента (фестал, панкреатин).

Основная литература:

1. Филлипович С.Б., Ковалевская Н.И., Севастьянова Г.А. Биологическая химия: учебное пособие для вузов.- М.: Академия, 2005. – 254 с.

2. Филлипович С.Ю., Коничев А.С., Севастьянова Г.А.Биохимические основы жизнедеятельности человека: учебное пособие для вузов. – М.: ВЛАДОС, 2005.– 404с.

Дополнительная литература:

1. Основы биохимии: Учебник для студ. биол. спец. универ. /А.А. Анисимов, А.Н.Леонтьева, И.Ф. Александрова и др. – М.: Высшая школа, 1986. – С. 133-171.

2. Грин Н. Биология в 3-х томах / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. – М.: Мир, 1993.- С.195-210.

3. Ленинджер А. Л. Основы биохимии в 3-х томах. – М.: Мир, 1985.- Т1- С.226-269.

3. Марри Р. Биохимия человека в 2-х томах. Мари Р., Греннер Д. и др. – М.: Мир, 1993. - Т1 – С.63-95.

5. Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф Коровкин. – М.: Медицина,2007.- С.75-110.

Методические рекомендации к занятию

При подготовке к занятию необходимы знания об особенностях строения, классификации, физико-химических свойств ферментов. При выполнении лабораторного практикума нужны знания качественных реакций на йод, влияния температуры, рН среды, активаторов и ингибиторов на свойства ферментов.

План занятия

I. Теоретический практикум.

II. Лабораторный практикум.

III. Решение задач и выполнение упражнений.

I.ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Основной теоретический материал

Ферментами называются биологически активные катализаторы белковой природы, обеспечивающие многообразные превращения в организме. В основе действия ферментов лежит их способность взаимодействовать с субстратами с образованием комплекса. В результате этого происходит активация субстрата, который в дальнейшем вступает в реакции при значительно сниженной энергии активации с высокой скоростью.

Все ферменты разделяют на два большие класса: однокомпонентные и двухкомпонентные. К первому классу относятся ферменты, состоящие только из белка, обладающего каталитическими свойствами, а ко второму классу - ферменты, которые состоят из белка и связанной с ним небелковой части, так называемой активной группой. Для названия активных групп двухкомпонентных ферментов часто используют термин кофермент, или простетическая группа. У однокомпонентных ферментов роль активных групп выполняют определенные химические группировки, входящие в белок. Эти группировки получили название активных или каталитических центров.

Одним из свойств ферментов, отличающихся от свойств неорганических катализаторов, является их большая лабильность - зависимость от ряда воздействий: концентрации водородных ионов, температуры, окислительно-восстановительных условий, концентрации некоторых соединений (продуктов обмена веществ), ионов металлов и т.п.

Вторая весьма существенная особенность каталитического действия ферментов состоит в том, что оно строго специфично, то есть действие ферментов направлено на совершенно определенные химические связи.

По характеру своего каталитического воздействия ферменты разделяются на шесть классов:

1) оксидоредуктазы или окислительно-восстановительные ферменты;

2) трансферазы, т.е. ферменты, катализирующие перенос различных групп атомов с одной молекулы на другую;

3) гидролазы, катализирующие гидролитические реакции;

4) лиазы - ферменты, которые отщепляют от субстратов ту или иную группу (не путем гидролиза) с образованием двойной связи или наоборот, присоединяют к двойным связям;

5) изомеразы, т.е. ферменты, катализирующие реакции изомеризации органических соединении;

6) лигазы или синтетазы - к этому классу принадлежат ферменты, которые катализируют синтетические реакции. Каждый из этих классов подразделяется на подклассы, а они, в свою очередь, на более мелкие группы.

Вопросы для контроля знаний

1. Общая характеристика белков.

2. Полипептидная теория строения белковой молекулы.

3. Физико-химические свойства белков

4. Уровни структурной организации белков.

5. Функциональное разнообразие белков.

6. Классификация белков.

7. Общая характеристика, историческая справка изучения ферментов.

8. Строение ферментов.

9. Активация и ингибирование ферментов.

10.Особенности физико-химических свойств ферментов.

11.Классификация ферментов.