Принцип метода. В зависимости от способа соединения молекул моносахаридов друг с другом, дисахариды обладают, или же наоборот не обладают, редуцирующими свойствами. Мальтоза и лактоза имеют в своей молекуле по одной свободной альдегидной группе и обладают редуцирующими свойствами; сахароза не имеет свободной ни альдегидной, ни кетонной группы и этими свойствами не обладает.
Реактивы: мальтоза или лактоза, 5%-ный раствор; NаОН, 5%-ный раствор; СuSO4, 5%-ный раствор.
Ход работы: В пробирку с 5 мл 5% раствора мальтозы или лактозы добавляют 1 мл 5% раствора NаОН и 5 капель 5% раствора сульфата меди, нагревают. Выпадает красный осадок закиси меди. Для сравнения ту же реакцию проводят с сахарозой.
Цветные реакции на крахмал и гликоген.
Реактивы: крахмал и гликоген, 0,1%-ные растворы; реактив Люголя; NаОН, 10%-ный раствор.
Ход работы: В две пробирки наливают по 2-3 мл 0,1% раствора крахмала и гликогена; добавляют 1-2 капли раствора Люголя. Перемешивают. Содержимое пробирок приобретает синий цвет в случае с крахмалом и красно-бурый цвет в случае гликогена. Окрашивание нестойкое и исчезает при нагревании, но появляется опять при охлаждении. Обесцвечивание происходит также при добавлении гидроксида натрия или калия. Можно проверить, разделив содержимое пробирок пополам. Исчезновение окраски при нагревании и добавлении щелочи обусловлено тем, что в образовании комплексов принимает участие молекулярный иод, а не иодит-ионы.
Гидролиз крахмала.
Принцип метода. При нагревании раствора крахмала с минеральными кислотами происходит гидролиз крахмала с образованием глюкозы, которую можно обнаружить характерными реакциями на моносахариды, в частности реакцией Троммера.
Реактивы: крахмал, 1%-ный раствор; HCl (конц.); NаОН, 10%-ный раствор; СuS04,1%-ньй раствор.
Ход работы: В две пробирки помещают по 5 мл раствора крахмала. В одну из них вносят также 2-3 капли концентрированной соляной кислоты и кипятят на водяной бане 15 минут. Вторая пробирка служит контролем, затем в обе пробирки приливают по 2 мл 10% раствора гидроксида натрия, и по 5 капель раствора сульфата меди и нагревают (проделывают реакцию Троммера). В пробирке, где проводился гидролиз крахмала соляной кислотой, при нагревании наблюдают образование красного осадка гемиоксида меди (реакция Троммера положительная), а в контрольной пробирке такой осадок не образуется (реакция Троммера отрицательная).
Гидролиз клетчатки.
Принцип метода. Гидролиз клетчатки минеральными кислотами происходит значительно медленнее, чем крахмала. Если же клетчатку предварительно обработать 80 % раствором серной кислоты, то процесс гидролиза клетчатки значительно ускоряется.
Реактивы: вата (источник клетчатки); Н2SO4, 3%-ный и 80%-ный растворы; реактив Фелинга и Барфеда.
Ход работы: Небольшое количество ваты (100-200 мг) помещают в пробирку, заливают 3% раствором серной кислоты и кипятят на водяной бане 10 минут. После нейтрализации содержимое пробирок разделяют на две части. В другой пробирке то же количество ваты предварительно обрабатывают небольшим количеством (примерно 0,5 мл) 80% раствора серной кислоты до полного растворения, затем разбавляют водой до объема 1 мл и кипятят на водяной бане в течение 5 минут. После нейтрализации содержимое пробирки делят также на две части.
С одной частью смесей, содержащих обработанную и необработанную вату, проводят реакцию Фелинга (добавляют по 1 мл раствора Фелинга и после перемешивания нагревают до кипения), а с другой частью этих смесей — реакцию Барфеда (добавляют по 1 мл раствора Барфеда и после перемешивания нагревают до кипения).
В пробирках, где находилась необработанная серной кислотой вата, наблюдается отсутствие осадка красного цвета (отрицательные реакции Фелинга и Барфеда).
В пробирках, содержащих предварительно обработанную вату, возникает красный осадок гемиоксида меди (положительные реакции Фелинга и Барфеда), что свидетельствует об образовании глюкозы.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какими общими химическими свойствами обладают моносахариды и почему?
2. Какие методы служат для качественной оценки содержания моносахаридов?
3. В чем сущность проб Троммера, Фелинга и Барфеда?
4. На чем основано получение серебряного зеркала?
5. Раскройте понятие редуцирующих сахаров. Приведите примеры.
6. Каковы структурные различия крахмала, гликогена и целлюлозы?
III. ТЕМЫ КОЛЛОКВИУМОВ.
ЗАНЯТИЕ 1. БЕЛКИ.
Вопросы для подготовки:
1. Белки - важнейшие компоненты организма: функции, классификация, форма и размеры белковых молекул.
2. Физико-химические свойства: растворимость, оптическая активность, ионизация, изоэлектрическая точка, осаждение белков.
3. Первичная структура белков, характеристика, значение. Наследственные и приобретенные протеинопатии. Полиморфизм белков.
4. Вторичная и третичная структуры, характеристика. Типы внутримолекулярных связей в белках. Нативная структура и денатурация белков. Структура белков и функция.
5. Четвертичная структура белков. Кооперативный эффект. Способность белков к специфическим взаимодействиям. Самосборка белков.
6. Схема и методы выделения индивидуальных белков и характеристика гомогенности выделенного белка. Количественные определения белков.
Темы докладов:
- Биологическая роль иммуноглобулинов.
Литература:
- Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985.
- Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.
- Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков: Учебное пособие для биол. спец. вузов / под ред. А.С. Спирина. М.: Высшая школа, 1996. 335 с.
- Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984
- Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. и др. Основы биохимии. М.: Мир, 1081, Т. 1-3.
- Якубке Х.Д. Ешкайт Х. Аминокислоты, пептиды, белки. М.: Мир, 1985.
ЗАНЯТИЕ 2. ФЕРМЕНТЫ.
Вопросы для подготовки:
- Понятие ферменты. Основные части ферментативной молекулы.
- Активный центр ферментативной молекулы.
- Небелковые части ферментов: кофакторы, коферменты, простетические группы.
- Свойства ферментов, специфичность, зависимость активности от рН, термолабильность.
- Единицы измерения ферментативной активности.
- Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен и его вывод. Кs, Km, Vmax.
- Ингибиторы, их классификация. Кинетические параметры ферментов в присутствии различных типов ингибиторов.
- Причины высокой каталитической активности ферментов. Теория переходного состояния.
- Механизм действия ферментов. Теории в историческом плане. Гипотеза индуцированного соответствия фермента и субстрата Кошланда.
- Регуляция ферментативной активности в клетках.
- Аллостерические ферменты.
- Изоферменты.
- Классификация ферментов. Номенклатура.
- Локализация ферментов в клетке.
Темы докладов:
- Преобразования уравнения Михаэлиса-Ментен.
- Диагностическое значение определения активности отдельных ферментов.
Литература:
1. М.Диксон, Э. Уэбб Ферменты. /Пер. с англ. М.: Мир, 1982. в 3-х т.
2. Бернхард С. Структура и функция ферментов. М.: Мир, 1971. 334с.ъ
3. Коэн Ф. Регуляция ферментативной активности. М.: Мир, 1986. 144с.
4. Корниш-Боудэн Э. Основы ферментативной кинетики. М.: Мир, 1979. 280с.
5. Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. М. Наука, 1978. 248с.
6. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: Логос, 2001. 128с.
7. Райдер К., Тейлор К. Изоферменты. М.: Мир, 1983. 107с.
8. Розанов А.Я. Ферментативные процессы и из коррекция при экстремальных состояниях. Киев: Здоров'я, 1985. 208с.
9. Химическая энзимология. / Под ред. И.В. Березина, К. Мартинека. М.: Изд-во МГУ, 1983. 277с.
10. Шугалей В.С., Кесслер Р.М. Ферментология. Ростов-на- Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1986. 91с.
