D-аминокислотыl-аминокислоты

СВОЙСТВА АМИНОКИСЛОТ:

1. Кислотно-основные:

2. Реакции на аминогруппу:

А) дезаминирование:

Б) образование оснований Шиффа:

3.Реакции на карбоксильную группу:

А) образование сложных эфиров:

Б) декарбоксилирование:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Качественные реакции на аминокислоты.

Цель работы:изучить основные свойства аминокислот, обусловленные их строением и наличием функциональных групп.

Сущность работы:провести опыты, указывающие на различное строение аминокислот.

Опыт 1. Цветная реакция на глицин с ионами меди.

Реактивы:1%-ный раствор глицина(аминоуксусной кислоты), 1%-ный раствор сульфата меди(II),1%-ный раствор щелочи.

Ход работы. В пробирку помещают 2 каплираствора соли меди , 10-15 капель глицина (аминоуксусной кислоты), добавляют 4-5 капель щелочи.

Отмечают цвет образовавшегося соединения.

Уравнение реакции:	?
Вывод:	____________________

Опыт 2. Реакция глицина с формалином:

В пробирку помещают 5 капель раствора глицина (ω = 1%) и добавляют одну каплю индикатора метил-рот. Наблюдают появление желтого окрашивания. Судят о реакции среды в растворе. К содержимому пробирки добавляют 5 капель формалина. Наблюдают изменение окраски индикатора. Делают вывод (наличие какой функциональной группы подтверждает данная реакция). Приводят уравнение реакции.

Уравнение реакции:	?
Вывод:	____________________

Опыт 3. Ксантопротеиновая реакция:

В чистые пробирки помещают по 0,5 мл растворов яичного белка, альбумина, желатины и казеина. В каждую пробирку добавляют по 0,5 мл раствора концентрированной азотной кислоты. Нагревают. После охлаждения пробирок добавляют по 0,5 мл раствора гидроксида натрия, проводят наблюдения.

Уравнение реакции:	?
Вывод:	_________________________________

Опыт 4. Реакция Фоля на серосодержащие аминокислоты:

?

В четыре пробирки помещают по 0,5 мл раствора яичного белка, альбумина, желатины и казеина. В каждую пробирку добавляют по 1 мл раствора гидроксида натрия, перемешивают. Нагревают до кипения. Добавляют по 0,5 мл раствора ацетата свинца (ω(Рb(СНзСООН)₂) = 10%). Вновь нагревают до кипения. Отмечают Наблюдения:

Уравнение реакции:
Вывод:	______________________________

Домашнее задание.

1. Приведите формулы четырех протеиногенных аминокислот.

2.Приведите формулы двух непротеиногенных аминокислот.

3. Приведите формулы трех заменимых аминокислот:

4. Приведите формулы трех незаменимых аминокислот :

5. Приведите примеры уравнений реакций, подтверждающихсвойства аминокислот как амфолитов :

__________

6.Приведите формы существования аминокислот в зависимости от рН водного раствора.

молекулярная	катионная
анионная	биполярная (цвиттер-ион)

7.Приведите примеры аминокислот с гидрофобными боковыми цепями.

8.Напишите уравнения реакций:

а) на тирозин (реакция Миллона),

б) на аргинин (реакция Сакагучи).

Дата: _________ Занятие № 4.

Тема: Строение и свойства белков.

Целевые задачи:в результате изучения данной темы иметь представление:

- о биологических функциях белков и их роли в жизнедеятельности;

- об особенностях строения и их физико-химических свойств;

Знать:

1. Особенности строения и общую характеристику белков.

2. Классификацию и общие свойства белков.

3.Аминокислотный состав пептидов и белков.Особенности строения белков.

Сущность работы:дать определение белкам,разобрать их классификацию,остановиться на синтезе пептидов,их номенклатуре и специфических особенностях структурно-пространственной организации, типы связей стабилизирующих структуры белка (электростатическое взаимодействие,водородная связь, гидрофобные взаимодействия неполярных групп, диполь-дипольные взаимодействия, дисульфидные связи).

Блок информации( по указанию преподавателя):

Белки –

Денатурация-

Ренатурация –

Лабораторная работа.

Качественная реакция на пептидную связь.

Количественное определение белка.

Цель работы:изучить свойства белков, обусловленные их строением.

Сущность работы:провести опыты, подтверждающие наличие пептидной связи, определить содержание белка в исследуемом растворе.

Реактивы:растворы яичного белка разной концентрации, 1%-ный раствор сульфата меди(II),10%-ный раствор щелочи.

1. Биуретовая реакция на пептидную связь:

?

В четыре пробирки помещают по 1 мл раствора яичного белка разной концентрации, затем в каждую пробирку добавляют по 1 мл раствора гидроксида натрия (c(NaOH) = 1 моль/л). В каждую пробирку ( по стенке пробирки) добавляют по 2 мл раствора сульфата меди(II). Наблюдают появление красно-фиолетовой окраски.

Уравнение реакции:
Вывод:	________________________________

2. Количественное определение белка в растворе:

В основе метода лежит биуретовая реакция ! Для построения калибровочного графика из раствора белка с точно известной массовой долей (ω = 1,00%) готовят четыре раствора методом последовательного разведения. В пять пробирок помещают по1,00 мл растворов белка: в четыре пробирки – растворы для построения калибровочного графика, в пятую пробирку – исследуемый раствор.Содержимое пробирок перемешивают стеклянными палочками и оставляют на 20 минут при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре ПЭ – 5300 В. Стандартный раствор готовят смешиванием 1,00 мл дистиллированной воды, 1,00 мл раствора гидроксида натрия и 0,10 мл раствора сульфата меди(II). Длина волны 24

светофильтра – 540 нм. Записывают результаты измерений.

!!!( эту часть работы делать не надо, в таблице представлены данные для построения калибровочного графика).

В чистую пробирку помещают 2 мл исследуемого раствора, добавляют по 2,00 мл раствора гидроксида натрия и 0,20 мл раствора сульфата меди(II). Содержимое пробирок перемешивают стеклянной палочкой и оставляют на 15 минут при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре

ПЭ – 5300 В. Длина волны светофильтра – 540 нм. Строят калибровочный график D = f(ω, %) (на миллиметровой бумаге) по готовым данным из таблицы и определяют массовую долю белка в исследуемом растворе. Делают вывод о содержание белка в исследуемом растворе.

Массовая доля белка ω, %	1,000	0,75	0,5	0,25	Испытуемый раствор
Оптическая плотность, D	1.1	0,8	0.5	0,2

Калибровочный графикD = f(ω, %):

?

Вывод:____________________

Домашнее задание.

1. Приведите фрагменты простых и сложных белков:

простой	сложный

2. Приведите примеры глобулярных и фибриллярных белков:

глобулярные
фибриллярные

3. Какие факторы влияют на денатурацию белка? Какие явления называют необратимой денатурацией?

_____________________________________________________________________________

4. Приведите две резонансные формы пептидной связи в белках:

Кето-форма	Енольная форма

5. За счет чего стабилизируются вторичная и третичная структуры белка?

_____________________________________________________________________________

6. Напишите цепь гептапептида, состоящего из последовательности аминокислот: серин, валин, тирозин, глутаминовая кислота, валин, аланин, гистидин. Укажите N- и С- концевые остатки. Назовите данныйгептапептид.

_____________________________________________________________________________

_________________________________________27____________________________________

Дата: _________ Занятие №5.

Тема:«Полинуклеотиды»(семинар).

Целевые задачи семинара:иметь представление :

- о биологических функциях полинуклеотидов и их роли в организме;

- о физико-химических свойствах полинуклеотидов, обусловленных особенностями их строения.

Знать:

1. Химический состав и строение ДНК и РНК.Уровни их структурной организации

(первичная и вторичная структуры).

2. Строение нуклеотидов и нуклеозидов.

3. Свойства полинуклеотидов : кислотно-основные, хелатирующую способность, способность к денатурации, жидкокристаллическое состояние нуклеиновых кислот.

Блок информации (по указанию преподавателя):

___________________________________________________________________

Полинуклеотиды( нуклеиновые кислоты) –

РНК –

ДНК –

____________________ _________________

Рибоза 2-дезоксирибоза

пуриновые основания :

пиримидиновые основания:

минорные азотистые основания:

Нуклеозиды-

Нуклеотиды –

_______________ ____________________

Аденозин (нуклеозид) аденозин-5¹-монофосфат

(нуклеотид)

Домашнее задание.

1. Приведите фрагменты полинуклеотидной цепи:

РНК	ДНК

2. Приведите примеры :

Рибонуклеозида (дайте название)	Дезоксирибонуклеозида (дайте название)

3. Напишите формулу аденозинтрифосфата, укажите сложноэфирные и гликозидные связи:

Дата:Занятие № 6

Тема :Свойства растворов биополимеров .Вязкость растворов биополимеров.

Цель работы:

иметь представление :

- о типах вязкости;

- об основных причинах высокой вязкости биополимеров;

- о методах измерения вязкости растворов ВМС.

Надо знать:

1. Что такое аномальная вязкость, почему она возникает в растворах ВМС.

2. Факторы от которых зависит вязкость растворов биополимеров.

3. Понятия удельной , характеристической, приведенной вязкости полимеров.

4. Законы Ньютона, Пуазейля, уравнение Штаудингера.

Блок информации ( по указанию преподавателя):

Вязкость-

Лабораторная работа.

«Определение молекулярной массы биополимера

вискозиметрическим методом».

Цель работы:освоить вискозиметрический метод для определения молекулярной массы ВМС.

Выполнение эксперимента:

Оборудование:вискозиметр ВПЖ-2м, секундомер, цилиндры вместимостью 25 мл,воронки, резиновые груши.

Реактивы:водные растворы крахмала четырех концентраций:0,5 г/л; 1г/л; 2 г/л; 4 г/л, дистиллированная вода.

Выполнение эксперимента:

1. В тщательно вымытый сухой вискозиметр c помощью воронки наливают строго определенный объем растворителя – дистиллированную воду (10мл), отмеренную цилиндром через колено 2. С помощью груши, надетой на патрубок 3, зажав указательным пальцем колено 2, нагнетают в прибор воздух так, чтобы уровень жидкости дошел приблизительно до середины резервуара 4, затем , открыв колено 2, определяют с помощью секундомера время опускания уровня жидкости междуметками М ₁ и М₂ с точностью до десятой доли секунды.(t₀).

2. Затем повторить те же операции и в той же последовательности с растворами крахмала различной концентрации, начиная с минимальной концентрации ( по 10 мл каждого раствора ) и измеряя время истечения жидкости для каждой концентрации: (t _0,5 , t _1.0 , t_2.0 . t _4.0).

Рис. Вискозиметр ВПЖ-2м.

Результаты эксперимента заносят в таблицу:

Концентрация растворов крахмала (С, г/л)	Время истечения Жидкости (t,сек)	удельная	приведенная
0 (вода дистил.)		-	-
0,5
1,0
2,0
4,0

Расчеты :

Расчет удельной вязкости проводится по уравнению:

( уд.) =(t_{раствора} - t₀) / t₀

( уд.) ₁ = --------------- =

( уд. )₂ = --------------- =

( уд.) ₃ = --------------- =

( уд.) ₄ = --------------- =

Приведенную вязкость рассчитывают по уравнению:

( привед.) = ( уд.) / С(концентрация исследуемого раствора);

( привед.)₁ = --------------- =

( привед.)₂ = --------------- =

( привед.)₃ = --------------- =

( привед.)₄ = --------------- =

По рассчитанным значениям удельной вязкости для четырех различных концентраций (данные занести в таблицу), строим график зависимости приведенной вязкости от концентрации:

График:

По графику определяем характеристическую вязкость (точка пересечения графика с осью ординат) [ ] =

Молярную массу биополимера рассчитывают по уравнению Штаудингера:

= K * M^α, отсюдаM = =

K – константа, характерная для полимеров одного гомологического ряда

( для гомологического ряда полисахаридов К = 6.1х 10^-4)

α – константа, характеризующая гибкость макромолекул и их взаимодействие с молекулами растворителя (α= 0,63)

?

Вывод:

____________________________________________________________________________

Домашнее задание.

1.Определите молярную массу рибонуклеазы, если результаты вискозиметрического метода для водных растворов рибонуклеазы следующие: характеристическая вязкость водного раствора полимера = 0,033 м³/ кг; К= 5,1х10^-5;α = 0,68

2.Рассчитайте удельную и приведенную (относительную) вязкость раствора белка, если время истечения этого раствора равно 600 сек., а время истечения воды – 240 сек. Плотность раствора белка равна 1,008 г/ см³.

3. Молярная масса биополимера 230000 г/моль. Вычислить характеристическую вязкость раствора биополимера, используя следующие эмпирические константы: К=1.15 х 10^-4 ; α = 0,72 .

4. Приведенные (относительные) вязкости ряда водных растворов биополимера определены вискозиметрическим методом при температуре 298К :

Результаты определения представлены в таблице:

Концентрация раствора в г/л	0,247	0,499	0,999	1,998
Относит.вязкость	1,355	1,782	2,879	6,090

Определите характеристическую вязкость раствора биополимера.

СХЕМА 2

Природа полимера

Температура

Концентрация

Электролиты

Вязкость

Нормальная

Аномальная

Растворы НМС

Коллоидные растворы

Концентрированные коллоидные растворы

Растворы ВМС

Способы выражения вязкости

Причины аномальности

ηотнОтносительная

ηпривПриведенная

ηудУдельная

[η] Характеристичесская

Структурообразовательная

Форма макромолекул

Размер макромолекул

рН среды

Давление

Факторы, влияющие на вязкость растворов биополимеров

Дата: Занятие № 7

Тема: Свойства растворов биополимеров.Устойчивость растворов биополимеров.

Целевые задачи:

иметь представление :

- об устойчивости растворов биополимеров;

- о факторах , влияющих на устойчивость растворов биополимеров;

-о коацервации и миткрокапсулирловании

Знать:

1. Основные причины нарушения устойчивости растворов биополимеров.

2. Сущность высаливания, высаливающее действие ионов, способность ионов к гидратации.

Блок информации ( по указанию преподавателя):

ВЫСАЛИВАНИЕ –

КОАЦЕРВАЦИЯ

Схема 3.

Факторы ускоряющие процессы высаливания

ТЕМПЕРАТУРА

рН среды = рI

ВОДООТНИМАЮЩИЕ СРЕДСТВА

Явления, происходящие при нарушении устойчивости

ВЫСАЛИВАНИЕ

КОАЦЕРВАЦИЯ

ДЕНАТУРАЦИЯ

Понижение растворимости биополимеров в растворе солей с большей концентрацией

Нарушение нативной пространственной структуры биополимера

Нарушение структуры гидратных оболочек макромолекул

введение насыщенныхрастворов электролитов,содержащих сульфат,оксалат-ионы

Наличие водоотнимающих средств

Рост Т

Изменение рН

Физическая

Химическая

рост Т

Давление

УФ

Ультразвук

Кислота и щелочь

Соли тяжелых металлов

Органические растворители

ЗАСТУДНЕВАНИЯ

Факторы устойчивости растворов биополимеров

Гидратная оболочка за счет полярных и ионогенных групп

Заряд намакро-молекуле за счет ионогенных групп

Лабораторная работа.