Тема: Белки. Уровни структурной организации белковой молекулы

Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию

ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия»

Биологическая химия

Учебное пособие для студентов медицинских вузов

Киров - 2005

УДК 577.1

ББК 28.902

Б48

Печатается по разрешению центрального методического совета и редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская акдемия» (протокол № 5) от 17 февраля 2005 г.

Биологическая химия

Т.В. Симкина, Т.Ю. Коршунова, П.И. Цапок, А.В. Еликов

Учебное пособие для студентов медицинских вузов /Под редакцией доктора медицинских наук, профессора П.И. Цапока. - Киров: Кировская ГМА, 2005 -
с.- 100.

Настоящее издание представляет собой руководство для организации самостоятельной внеаудиторной и аудиторной работы студентов медицинских вузов по основным разделам биохимии. Для активного овладения изучаемым материалом студентам предлагаются обучающие тесты и клинические ситуационные задачи. Подробно описывается методика выполнения лабораторных работ.

Пособие предназначено для студентов.

Рецензент: доктор медицинских наук, профессор А.А. Косых;

доктор медицинских наук, профессор А.И. Смирнова.

Ó Симкина Т.В., Коршунова Т.Ю., Цапок. П.И., Еликов А.В.

ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия», 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ

Биохимия – медико-биологическая дисциплина, изучающая химическую природу веществ, химические явления и процессы в живых организмах. В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (Москва, 2000) преподавание биохимии ориентировано на конечные цели обучения: создать прочную теоретическую базу, необходимую для усвоения медико-биологических и клинических дисциплин. В соответствии с учебной программой по биохимии (Москва, 2004) на основе современных научных представлений формируется понимание механизмов функционирования живых систем на молекулярном уровне, этиология и патогенез грозных заболеваний XXI века. Учтен большой опыт преподавания биохимии студентам высших образовательных медицинских учреждений России и зарубежья. Широко представлены сведения по патологической химии и клинической биохимии.

Мы будем благодарны за любые замечания и пожелания, направленные на улучшение данного пособия.

Авторы.

Раздел программы: Строение и функции белков.

Тема: Белки. Уровни структурной организации белковой молекулы.

ЦЕЛЬ: Изучить уровни структуры белковой молекулы, уметь объяснить свойства белков, их функциональную и биологическую активность, исходя из строения белка. Освоить цветные реакции на белки и аминокислоты, метод количественного определения общего белка с помощью биуретовой реакции.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Аминокислоты – структурные единицы белка. Классификация аминокислот по химическому строению, по характеру радикала, по полярности, по заменимости для человека.

2. Первичная структура белков, образование и свойства пептидной связи; видовая специфичность белков (инсулины разных животных), аминокислотные звенья, роль первичной структуры (гемоглобин А, гемоглобин S).

3. Конформация белковых молекул (вторичная и третичная структуры). Типы внутримолекулярных связей в белках. Глобулярные и фибриллярные белки. Зависимость вторичной и третичной структуры от первичной, зависимость свойств от структуры.

4. Четвертичная структура белков. Связи, участвующие в её формировании. Кооперативные эффекты и высокая биологическая активность – новые качества, обусловленные высоким уровнем организации белковой молекулы.

5. Зависимость конформации белков от первичной структуры. Наследственные протеинопатии (серповидноклеточная анемия и энзимопатии).

6. Классификация белков. Краткая характеристика отдельных классов простых белков: альбумины, глобулины, протамины, гистоны.

7. Методы определения первичной структуры белка.

8. Цветные реакции на белки и аминокислоты.

9. Практическое значение для медицины определения содержания белка, отдельных аминокислот в биологических жидкостях, исследования аминокислотного состава и первичной структуры белков.

10. Написать структурные формулы трипептидов (даны аминокислоты, входящие в состав), назвать пептиды, какие цветные реакции с ними будут положительными?

11. Каким белкам могут принадлежать следующие фрагменты полипептидной цепи, будут ли отличаться биологические функции белков? Если да, то почему? К развитию, какого заболевания приведёт эта замена аминокислоты?

А) вал-гис-лей-тре-про-глу-глу-лиз-

Б) вал-гис-лей-тре-про-вал-глу-лиз-

1 2 3 4 5 6 7 8

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ. Цветные реакции на белки являются реакциями на пептидную связь и функциональные группы радикалов аминокислот, входящих в состав белка.

Наименование реакции	Применяемые реактивы	Окрашивание	Чем обусловлена реакция
1. Биуретовая	сульфат меди	фиолетовое	пептидная связь (не менее 2-х)
2. Нингидриновая	0,1% водный р-р нингидрина	сине-фиолетовое	свободные α-аминокислоты
3. Ксантопротеи- новая	азотная кислота р-р аммиака	желтое	ароматические аминокислоты
4. Р-ция Миллона	реактив Миллона (соли ртути)	красное	тирозин
5. Р-ция Фоля	30% NaOH 5% р-р ацетата свинца	черное	цистеин

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Количественное определение белка биуретовым методом.

В основе метода лежит биуретовая реакция. Все белки обладают способностью в щелочной среде давать с раствором сульфата меди фиолетовое окрашивание. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации белка в растворе.

Материал исследования: растворы белка с неизвестной концентрацией и с содержанием белка 0,5%, 1,0% и 1,5%.

Реактивы: биуретовый реактив.

Оборудование: ФЭК, кюветы 1 см, пробирки, бюретки, пипетки.

Порядок выполнения работы: В четыре пробирки вносят реагенты согласно нижеследующей таблице:

№ пробирок	Концентрация белка в растворе, %	Количество раствора белка, мл	Количество биуретового реактива,мл
	0,5 1,0 1,5 X	1,0 1,0 1,0 1,0	4,0 4,0 4,0 4,0

Содержимое пробирок хорошо перемешивают и оставляют при комнатной температуре на 20 минут для развития окраски. Окрашенные растворы колориметрируют на ФЭКе в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 540 нм (зелёный светофильтр). Холостая проба – 1 мл дист. воды и 4 мл биуретового реактива. Строят калибровочный график, откладывая на оси абсцисс известные концентрации стандартных растворов белка, а на оси ординат – соответствующие значения оптической плотности. Зная оптическую плотность белка с неизвестной концентрацией, по калибровочному графику находят содержание в нём белка.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 19-23, 33-43, 49-77.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 9-34, 45-55.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. -М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 9 – 28, 30 – 36.

4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 5-16.

Дополнительная литература:

1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

2. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.