Биополимеры и их структурные компоненты. Липиды
Пептиды и белки
3.1.1. Аминокислоты, входящие в состав белков: строение, номенклатура,стереоизомерия, кислотно-основные свойства, классификации аминокислот. Биосинтетические пути образования a-аминокислот из кетонокислот.Пиридоксалевый катализ.
3.1.2. Пептиды.Электронное и пространственное строение пептидной связи. Кислотно-основные свойства пептидов. Гидролиз пептидов. Установление аминокислотного состава и первичной структуры пептидов. Понятие о стратегии и тактике пептидного синтеза.
3.1.3. Белки: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры, сложные белки (гликопротеины, липопротеины,нуклеопротеины,фосфопротеины,металлопротеины). Понятие о связи биологической активности белков с их структурой
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1.Строение и стереоизомерия важнейших α - аминокислот, входящих в состав пептидов и белков, и их сокращенные обозначения, используемые при записи строения пептидных цепей.
2. Амфотерность α - аминокислот; существование в водной среде равновесной смеси
катионных, анионных и диполярных форм. Изоэлектрическая точка.
3.Химическая основа реакций, лежащих в основе количественного определения
(нингидринной реакции, дезаминирования) и качественных реакций (образование
внутрикомплексных солей с катионами меди(II)).
4. Химическая основа осуществляемых в организме реакций - трансаминирования и
восстановительного аминирования; декарбоксилирования; окисления тиольных групп.
5.Принцип построения пептидной цепи; электронное строение и пространственное
расположение пептидной группы.
6. Строение и номенклатура пептидов на примере простейших представителей.
Гидоролиз пептидов.
Уметь
1.Обосновывать причину амфотерных свойств и приводить схемы равновесия
катионных, анионных и диполярных форм для нейтральных, кислых и основных α-
аминокислот в водных растворах, используя табличные значения изоэлектрической точки.
2.Приводить модели осуществляемых в организме реакций (трансаминирования,
восстановительного аминирования, декарбоксилирования) и образования дисульфидных
связей на примере глутатиона.
3.Изображать электронное строение и обосновывать плоскостное расположение
пептидной группы.
4. Записывать фрагменты первичной структуры полипептидов в виде последовательно связанных трех-четырех аминокислотных остатков с указанием на наличие пептидных групп, боковых радикалов, N- и С-концевых аминокислот. Применять номенклатуру пептидов. Приводить схемы реакций гидролиза
5. Иметь понятие о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуре белков.
Углеводы
3.2.1. Простые углеводы: классификация,стереоизомерия,таутомерные превращения.Аномерный эффект. Стереохимические ряды моноз. Нуклеофильное замещение у аномерного центра,О- и N-гликозиды. Окисление и восстановление моноз: гликоновые,гликаровые,гликуроновые кислоты; ксилит, сорбит,маннит. Реакции альдольного типа в ряду моносахаридов.
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1. Строение, названия и виды стереоизомерии важнейших моносахаридов.
2. Принципы построения проекционных формул Фишера, формул Хеуорса.
Ориентироваться в правилах построения конформационных формул.
3. Цикло-оксо-таутомерные превращения моносахаридов.
4. Реакционную способность функциональных групп моносахаридов и их производных.
5. Причины проявления моносахаридами восстанавливающих свойств в качественных пробах с реактивами Толленса, Фелинга и и Бенедикта.
Уметь
1.Представлять строение важнейших пентоз (рибоза, ксилоза), гексоз (глюкоза,
галактоза, манноза, фруктоза), дезоксисахаров (2-дезоксирибоза), аминосахаров
(глюкозамин, галактозамин) в открытой и циклической формах с использованием
проекционных формул Фишера и формул Хеуорса соответственно.
2.Ориентироваться в применении конформационных формул для пиранозных форм
моносахаридов.
3.Определять принадлежность моносахаридов к D- или L-стереохимическому ряду
по их проекционным формулам.
4.Приводить схему цикло-оксо-таутомерии моносахаридов с объяснением причин
взаимного перехода различных форм.
5.Приводить схемы реакций получения гликозидов, сложных эфиров (ацетатов,
фосфатов) моносахаридов, а также реакций гидролиза этих производных.
6.Приводить строение альдитов (сорбит, ксилит, маннит), глюконовой и глюкуроновой кислот.
3.2.2. Олигосахариды (мальтоза,целлобиоза, лактоза, сахароза),гомополисахариды (крахмал, амилоза, амилопектин, гликоген, декстран, целлюлоза) и гетерополисахариды (гиалуроновая кислота,хондроитинсульфаты, гепарин). Первичные структуры, пространственное строение, гидролиз. Понятие о смешанных биополимерах (пептидогликаны,протеогликаны, гликопротеины, гликолипиды).
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1.Принципиальные типы связывания моносахаридных остатков в ди- и полисахаридах с помощью гликозидных связей.
2. Состав, структуру и стереоизомерию важнейших дисахаридов.
3. Способность восстанавливающих дисахаридов к таутомерным превращениям.
4. Реакции получения сложных эфиров дисахаридов и реакции гидролиза ди- и полисахаридов.
5. Принципиальные схемы построения макромолекулярных цепей важнейших гомо- и гетерополисахаридов.
Уметь
1.Представлять структуру важнейших дисахаридов (мальтоза, лактоза, целлюбиоза, сахароза).
2.Представлять на примере мальтозы и целлобиозы различие в конфигурации
гликозидной связи между двумя глюкозными остатками.
3.Представлять на примере мальтозы и сахарозы различие в типе гликозидной связи, связывающей моносахаридные остатки.
4. Приводить схему таутомерных превращений восстанавливающих дисахаридов.
5. Приводить схемы реакций гидролиза дисахаридов.
6. Представлять схему построения полимерных цепей гомополисахаридов (амилозы,
амилопектина, гликогена, целлюлозы) и гетерополисахаридов (хондроитинсульфатов и гиалуроновой кислоты).
Нуклеиновые кислоты
3.3.1. Нуклеиновые основания (урацил,тимин,цитозин и аденин, гуанин). Лактим-лактамная таутомерия, водородные связи в парах оснований,комплементарность.
3.3.2. Нуклеозиды. Конфигурация гликозидного центра, гидролиз.Нуклеозидмоно- и полифосфаты (АМФ, АДФ, АТФ).Нуклеозидциклофосфаты (цАМФ,цГМФ). Особенности их строения, предопределяющие их функционирование в качестве макроэргических соединений и биорегуляторов.
3.3.3. Нуклеотиды. Строение, номенклатура, гидролиз.
3.3.4. Нуклеиновые кислоты: первичная структура, фосфодиэфирная связь, вторичная структура, изменение структуры нуклеиновых кислот под действием химических веществ.
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1. Пиримидиновые и пуриновые нуклеиновые основания и их сокращенные обозначения.
2. Строение нуклеозидов.
3. Строение нуклеотидов и их названия как фосфатов.
4. Принцип строения полинуклеотидной цепи (первичная структура ДНК и РНК).
5. Комплементарность нуклеиновых оснований как причина стабилизации двойной
спирали ДНК.
6. Полинуклеозидфосфаты и их участие в биохимических процессах переноса
фосфатных групп.
7. Строение никотинамидных коферментов – НАД+ и НАДФ+ (окисленные формы)
и НАДН и его фосфата НАДФН (восстановленные формы).
8. Перенос гидрид-иона как химическая основа окислительно-восстановительного
действия системы НАД+ – НАДН.
Уметь
1. Приводить строение входящих в состав нуклеиновых кислот пиримидиновых и
пуриновых нуклеиновых оснований в лактамной форме и их трехбуквенные обозначения.
2. Приводить строение нуклеозидов, названия и их трехбуквенные обозначения.
3. Изображать формулы отдельных представителей нуклеотидов с приведением их
названий как фосфатов и указанием на наличие сложноэфирной и N-гликозидной связей.
4. Приводить схематически результат гидролиза нуклеиновых кислот.
5. Приводить образование комплементарных пар нуклеиновых оснований за счет
водородных связей.
6. Приводить строение АДФ и АТФ с указанием наличия в них макроэргических
ангидридных связей и модель реакции переноса фосфатных групп в организме на
гидроксилсодержащие соединения с помощью АТФ.
7. Записывать формулы никотинамидных коферментов и их фосфатов в восстановленной и окисленной формах.
8. Приводить модели реакций окисления и восстановления в организме с участием
кофермента НАД+ и НАДН.
Владеть
1. Записывать фрагменты первичной структуры ДНК и РНК.
Липиды
3.4.1. Омыляемые липиды (жиры, фосфолипиды,сфинголипиды,церамиды,сфингомиелины, гликолипиды). Понятие о структурных компонентах и основных особенностях химического поведения.Пероксидное окисление фрагментов высших жирных кислот.
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1. Природные высшие жирные кислоты и высшие спирты, входящие в состав
липидов.
2. Строение триацилглицеринов и свойства (гидролиз). Жиры и масла.
3. Строение L-глицеро-3-фосфата и L-фосфатидовых кислот
4. Строение важнейших представителей фосфатидов - фосфатидилсеринов,
фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилхолинов – и пути перехода в организме от одной
группы к другой.
5. Строение сфингозина и его N-ацилированных производных (церамидов).
6. Распознавать фрагмент церамида в структуре сфингомиелинов
Уметь
1. Приводить строение по названию и давать название по формуле для отдельных
представителей триацилглицеринов. Приводить схемы реакций гидролиза.
2.Приводить общую формулу фосфатидовых кислот и представителей фосфатидов:
фосфатидилсеринов, фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов.
3.Приводить строение сфингозина и распознавать его структурный фрагмент в
церамидах.
4.Распознавать фрагмент церамида в структурах сфингомиелинов.
Владеть
1. Приводить общие и структурные формулы, названия по систематической
номенклатуре высших жирных кислот, входящих в состав липидов: пальмитиновой,
стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой и арахидоновой.
3.4.2.Неомыляемые липиды (терпеноиды, стероиды). Биологически важные представители класса: ментол,камфора, витамин А, стероидные гормоны (эстрогены, андрогены, гестагены, кортикостероиды), желчные кислоты, холестерин, эргостерин, витамин D,дигитоксигенин,строфантидин.
В результате освоения темы студент должен:
Знать
1.Строение гонана и родоначальных углеводородных структур основных групп
стероидов – эстран, андростан, прегнан, холан, холестан.
2.Стереохимическое строение стероидного скелета с учетом различных типов
сочленения циклогексановых колец. Способы обозначения положения заместителей
относительно условной плоскости молекулы.
3. Важнейшие группы стероидов и их представители.
Уметь
1.Изображать скелетные и стереохимические формулы 5α - и 5β- гонана и нумеровать углеродный скелет стероидов.
2. Определять по строению углеродного скелета заместителя у С-17 в кольце D
характер родоначального углеводорода (прегнана, холана, холестана) и относить
стероидное соединение к соответствующей классификационной группе.
3.Определять по структурным признакам характер родоначального углеводорода
(эстрана или андростана) и относить стероидное соединение к соответствующей
классификационной группе.
Владеть
1. Ориентироваться в выборе структурных формул важнейших представителей стероидов
(холестерин, эргостерин, холевая кислота, альдостерон, преднизолон, эстрон, эстрадиол,
андростерон, тестостерон).