Качественные реакции на витамины

 

1. Качественная реакция на ретинол (витамин А) с концентрированной серной кислотой

Витамин А имеет несколько витамеров, из которых наиболее распространённым является А1 (ретинол, антиксерофтальмический витамин):

 

Витамин А хорошо растворим в жирах и жирорастворителях: бензине, хлороформе, ацетоне и др. Предполагают, что витамин А участвует в окислительно-

восстановительных процессах, входит в состав зрительного пурпура – родопсина, находящегося в палочках сетчатки и принимающего участие в процессе зрения.

 

Реакция Друммонда. В сухой пробирке смешивают 1 каплю рыбьего жира с 5 каплями хлороформа и добавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты. Рыбий жир можно заменить раствором ретинола. Жидкость приобретает фиолетово-красный цвет, переходящий в бурый.

Реакция с сульфатом железа (II). В пробирку к 1 капле раствора рыбьего жира или масляного раствора витамина А (ретинола) приливают 5 капель хлороформа, 5-10 капель концентрированной уксусной кислоты, насыщенной сульфатом железа (II), 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Появляется голубое окрашивание, постепенно переходящее в красно-розовое. Каротины дают при этой реакции зеленое окрашивание.

 

2. Качественные реакции на тиамин (витамин В1)

Витамин В1 (тиамин, антиневритный витамин) является соединением, содержащим тиазоловое и пиримидиновое кольца.

 

Наличие серы и азота в молекуле дало основание назвать его тиамином. Витамин В1 играет важную роль в процессах превращения углеводов, так как входит в состав фермента пируватдекарбоксилазы, расщепляющего образующуюся при диссимиляции углеводов пировиноградную кислоту науксусный альдегид и СО2. Витамин В1 входит в состав пируватдекарбоксилазы в виде фосфорного эфира — тиаминпирофосфата.

 

1 ) Диазореакция на тиамин. Тиамин в щелочной среде с диазореактивом

образует сложное комплексное соединение оранжевого цвета. К 5 каплям 1% раствора сульфаниловой кислоты прибавляют 5 капель нитрита натрия (азотистокислого натрия). Получается диазореактив. К этому реактиву добавляют на кончике стеклянной палочки небольшое количество тиамина в порошке и затем добавляют 5-7 капель 10% раствора соды. Появляется оранжевое окрашивание.

2) Реакция окисления тиамина в тиохром. Тиамин (I) под действием

железосинеродистого калия окисляется в тиохром (II) — пигмент жёлтого цвета, согласно уравнению:

 

1 каплю 5% раствора тиамина (или небольшое количество тиамина - на кончике стеклянной палочки - растворяют в очень небольшом объёме воды) смешивают в пробирке с 5-10 каплями 10% раствора гидроксида натрия и затем добавляют 1-2 капли 5% раствора железосинеродистого калия. Нагревание смеси приводит к её окрашиванию в жёлтый цвет в результате окисления тиамина в тиохром, который в щелочном растворе при облучении ультрафиолетом обладает интенсивной синей флуоресценцией.

 

3. Качественная реакция восстановления рибофлавина (витамина В2)

В виде фосфорного эфира рибофлавин входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в переносе водорода. Реакция на витамин В2 основана на его способности легко восстанавливаться:

жёлтого цвета бесцветного

пробирку наливают 10 капель раствора рибофлавина, добавляют 10 капель концентрированной соляной кислоты и небольшой кусочек металлического цинка. Выделяющийся водород реагирует с рибофлавином, и раствор изменяет окраску из жёлтой в розовую, а затем обесцвечивается. При встряхивании обесцвеченный раствор вновь окисляется кислородом воздуха в рибофлавин жёлтого цвета.

 

4. Феррихлоридная проба на пиридоксин (витамин В6)

Активностью витамина В6 обладает группа веществ, производных пиридина и носящих общее название пиридоксин. К ним относятся отличающиеся только характером замещения радикала в 4-м положении:

 

 

Каждое из этих соединений может превратиться в фосфопиридоксаль, который является составной частью ферментов, катализирующих реакции белкового обмена: реакции переаминирования, декарбоксилирования аминокислот и некоторые другие.

Витамин В6 с хлорным железом образует соединение типа фенолята железа, окрашенное в красный цвет.

 

К 5 каплям 1% раствора витамина В6 приливают такое же количество 1% раствора хлорного железа, перемешивают. Смесь окрашивается в красный цвет.

 

5. Качественные реакции на аскорбиновую кислоту (витамин С)

Витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный витамин) является лактоном L-дикетогулоновой кислоты. Аскорбиновая кислота в организме является участником окислительно-восстановительных систем.

Аскорбиновая кислота – окисленное производное шестиатомного спирта сорбита – содержит диенольную группу —С=С—, которая обусловливает способность витамина С легко подвергаться окислению с одновременным восстановлением других соединений. Реакции на аскорбиновую кислоту основаны на её способности легко окисляться.

1) Восстановление метиленовой сини аскорбиновой кислотой.

Аскорбиновая кислота (I) обесцвечивает раствор метиленовой сини (II), восстанавливая краску в лейкосоединение (III), окисляясь в дегидроаскорбиновую кислоту (IV):

 

 

В двух пробирках смешивают по 1 капле 0,01% раствора метиленовой сини и 10% раствора бикарбоната натрия, добавляя затем в одну из них 5 капель аскорбиновой кислоты, а в другую – столько же дистиллированной воды. Нагревание пробирок приводит к обесцвечиванию жидкости в пробирке с аскорбиновой кислотой.

 

2) Восстановление феррицианида калия аскорбиновой кислотой.

Аскорбиновая кислота восстанавливает железосинеродистыи калий К3[Fe(CN)6] в железистосинеродистыи калий K4[Fe(CN)6], который образует с хлорным железом плохо растворимую в воде соль трёхвалентного железа – берлинскую лазурь тёмно-синего цвета: С6Н8О6 + 2K3[Fe(CN)6] + 2KOH → С6Н6О6 + 2K4[Fe(CN)6] + 2Н2О;

3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCI.

К 5 каплям 1% раствора витамина С приливают 1 каплю 10% раствора гидроксида натрия и 1 каплю 5% железосинеродистого калия, перемешивают, после чего добавляют 3 капли 10% раствора соляной кислоты и 1 каплю 1% раствора хлорного железа. Выпадает синий осадок берлинской лазури. Для контроля проделывают те же реакции, добавляя вместо раствора витамина С дистиллированную воду. В этом случае берлинская лазурь не образуется (отметить цвет раствора в контрольной пробирке-зеленый).

 

3 ) Йодная проба на аскорбиновую кислоту. Раствор йода в йодиде калия при добавлении к нему раствора аскорбиновой кислоты обесцвечивается за счёт восстановления аскорбиновой кислотой молекулярного йода и образования йодисто-водородной кислоты: С6Н8О6 + I2 → С6Н6О6+ 2HI.

 

В две пробирки наливают по 10 капель дистиллированной воды и по 1-2 капли раствора йода в растворе йодида калия. В одну пробирку добавляют 10 капель раствора аскорбиновой кислоты, в другую – столько же дистиллированной воды. В пробирке с аскорбиновой кислотой раствор йода обесцвечивается.

 

 

Билет № 25

. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ВИТАМИНЫ

Цель работы: ознакомиться со свойствами и особенностями структуры некоторых витаминов.

Задачи:

проделать предложенные химические реакции;

проанализировать полученные результаты и сделать вывод.

Витамины - низкомолекулярные органические вещества, имеющие разнообразную химическую структуру. Почти все витамины не синтезируются в организме человека и относятся к незаменимым пищевым факторам.
Витамины отличаются от всех других органических веществ пищи двумя признаками: они не входят в состав структуры органов и тканей и не используются организмом в качестве источника энергии. Отсутствие или недостаточное содержание витаминов в пище приводит к развитию тяжелых заболеваний. Нарушение обмена веществ при авитаминозах и гиповитаминозах является следствием снижения активности ферментов, поскольку многие витамины входят в состав простетических групп энзимов. Для обнаружения витаминов в пищевых продуктах, тканях и жидкостях организма и для определения их количества используются качественные реакции, основанные на образовании характерных окрашенных продуктов реакции витамина с каким-либо химическим реагентом.

А. Качественные реакции на водорастворимые витамины
^ 1. Реакции на витамин В₁ (тиамин)

а) Диазореакция на тиамин
При добавлении к раствору тиамина в щелочной среде диазо-реактива образуется сложное соединение этого витамина с диазо-бензолсульфокислотой, окрашенное в оранжевый или красный цвет. Диазобензолсульфокислота образуется в результате реакции диазоти-рования при взаимодействии сульфаниловой кислоты с нитритом натрия (или калия):

Затем диазобензолсульфокислота реагирует в щелочной среде с тиамином с образованием окрашенного азосоединения:

^ Ход работы. К диазореактиву, состоящему из 5 капель 1%-го раст-вора сульфаниловой кислоты и 5 капель 1%-го раствора нитрита натрия, прибавляют 1-2 капли 5%-го раствора тиамина и затем по стенке, наклонив пробирку, осторожно добавляют 5-7 капель 10%-го раствора карбоната натрия. На границе двух жидкостей образуется оранжево-красное кольцо.
б) Реакция окисления тиамина
В щелочной среде тиамины окисляются железосинеродистым калием (феррицианидом калия) с образованием окрашенного в желтый цвет тиохрома. Тиохром обладает синей флуоресценцией при ультрафиолетовом облучении раствора в флуороскопе, и это свойство используется при количественном определении тиамина.

^ Ход работы. 1 каплю 5%-го раствора тиамина смешивают в пробирке с 5-10 каплями 10%-го раствора гидроксида натрия и затем добавляют 1-2 капли раствора железосинеродистого калия. При нагревании жидкость окрашивается в желтый цвет вследствие окисления тиамина в тиохром.
^ 2. Реакция восстановления витамина В₂ (рибофлавина)
Окисленная форма рибофлавина - вещество желтого цвета, флуоресцирующее в ультрафиолетовых лучах. Витамин В₂ легко восста-навливается через промежуточные соединения красного цвета (родофлавин) в бесцветный лейкофлавин. Реакция обусловлена восстановлением рибофлавина водородом, образующимся при добавлении металлического цинка к соляной кислоте. При этом желтая окраска раствора переходит в розовую, затем раствор обесцвечивается. При взбалтывании обесцвеченного раствора лейкосоединение вновь окисляется кислородом воздуха в рибофлавин.

^ Ход работы. В пробирку наливают 10 капель 0,025%-й взвеси рибофлавина в воде, добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты и небольшой кусочек металлического цинка. Наблюдают бурное выделение пузырьков водорода и изменение окраски жидкости.

3. Реакции на витамин РР (никотиновую кислоту, никотинамид)
а) Реакция с ацетатом меди
При нагревании никотиновой кислоты с раствором уксуснокислой меди образуется плохорастворимый синий осадок медной соли витамина РР.

^ Ход работы. 5-10 мг никотиновой кислоты растворяют при нагревании в 10-20 каплях 10%-го раствора уксусной кислоты. К нагретому до кипения раствору добавляют равный объем 5%-го раствора ацетата меди. Жидкость становится мутной, окрашивается в голубой цвет, а при стоянии выпадает синий осадок никотината меди.

б) Реакция обнаружения аминогруппы в никотинамиде
При нагревании в присутствии гидроксида натрия амидная связь в никотинамиде гидролизуется с выделением аммиака.

^ Ход работы. В пробирку помещают 5-10 мг порошка витамина РР, прибавляют 2 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия и нагревают до кипения. Ощущают запах образующегося аммиака.
в) Реакция с гидросульфитом натрия

Витамин РР восстанавливается гидросульфитом натрия с образованием соединения желтого цвета.
^ Ход работы. В пробирку вносят 5-10 мг витамина РР, добавляют 1,5 мл 10%-го раствора бикарбоната натрия, перемешивают и прибавляют 1,5 мл свежеприготовленного 5%-го раствора гидросульфита натрия. Жидкость окрашивается в желтый цвет.

^ 4. Реакции на витамин В₆ (пиридоксин)

Активностью витамина В₆ обладают три соединения, объединенных под названием “пиридоксин”:

а) Феррохлоридная проба на витамин В₆.

При взаимодействии пиридоксина с хлорным железом образуется комплексная соль типа фенолята железа, окрашенная в красный цвет.

^ Ход работы. В пробирку наливают 1 мл 1%-го раствора витамина В₆, добавляют 2 капли 1%-го раствора хлорида железа и содержимое встряхивают. Жидкость окрашивается в красный цвет.

б) Реакция осаждения витамина В₆.

Пиридоксин, являясь производным пиридина, осаждается фосфорномолибденовой, пикриновой, фосфорновольфрамовой кислотами и другими реактивами на алкалоиды.

^ Ход работы. К 2-3 каплям 1%-го раствора витамина В₆ добавляют 2-3 капли 1%-го раствора фосфорномолибденовой кислоты и наблюдают появление осадка.

5. Качественные реакции на витамин В₁₂ (кобаламин)

В состав витамина В₁₂ входит кобальт. В результате взаимодействия ионов кобальта с тиомочевиной при нагревании образуется роданид кобальта зеленого цвета.

^ Ход работы

1. Содержимое одной ампулы с кобаламином переносят в пробирку, добавляют 3-5 капель концентрированной серной кислоты и нагревают до обесцвечивания в пламени спиртовки, установленной в вытяжном шкафу с включенной тягой. По окончании минерализации в пробирку осторожно, медленно, при постоянном перемешивании добавляют 1 мл дистиллированной воды.

2. На беззольный фильтр наносят 2-3 капли 10%-го раствора тиомочевины, осторожно высушивают над пламенем спиртовки. Затем наносят 1-2 капли минерализата В₁₂ и осторожно нагревают фильтр над пламенем спиртовки. На фильтре, чаще ближе к краю, появляется зеленое окрашивание.

 

7. Реакции на витамин С (аскорбиновую кислоту)

Все качественные реакции на аскорбиновую кислоту основаны на ее способности легко вступать в окислительно-восстановительные реакции. Окисляясь, аскорбиновая кислота превращается в дегидроаскорбиновую, восстанавливая различные соединения:

а) Реакция восстановления феррицианида калия c витамином С

Аскорбиновая кислота в щелочной среде восстанавливает ферри-цианид калия (железосинеродистый калий) до ферроцианида калия (железистосинеродистого калия), который при взаимодействии с хлорным железом в кислой среде образует плохо растворимую в воде соль трехвалентного железа - берлинскую лазурь, выпадающую в осадок темно-синего цвета:

1. Аскорбиновая + 2К₃Fе(СN)₆ + 2КОН ® дегидро- + 2К₄Fе(СN)₆ + 2Н₂О кислота феррицианид аскорбиновая ферроцианид

калия кислота калия

2. 3К₄Fе(СN)₆ + 4FеС1₃ ® Fе₄[Fе(СN)₆]₃ + 12КСl

ферроцианид берлинская

калия лазурь

^ Ход работы. В одну пробирку (опыт) вносят 5 капель 1%-го раствора витамина С, а в другую (контроль) - 5 капель дистиллиро-ванной воды. В обе пробирки добавляют по 1 капле 10%-го раствора гидроксида калия и 1 капле 5%-го раствора железосинеродистого калия, перемешивают, после чего добавляют по 3 капли 10%-го раствора соляной кислоты и 1 капле 1%-го раствора хлорида железа. В опытной пробирке выпадает темно-синий осадок берлинской лазури, который при осторожном наслаивании воды становится более отчетливым.
б) Реакция восстановления метиленовой сини витамином С

Витамин С обесцвечивает раствор метиленовой сини, восста-навливая ее в лейкосоединение:

^ Ход работы. В двух пробирках (опыт и контроль) смешивают по 1 капле 0,01%-го раствора метиленовой сини и 1 капле 10% раствора бикарбоната натрия. В опытную пробирку добавляют 5 капель 1%-го раствора витамина С, а в контрольную - столько же дистиллированной воды. Нагревание растворов в пробирках приводит к обесцвечиванию жидкости в опытной пробе.

в) Йодная проба на витамин С

Раствор Люголя (раствор йода в йодиде калия) при добавлении к нему витамина С обесцвечивается вследствие восстановления молекулярного йода с образованием йодистоводородной кислоты.

^ Ход работы. В две пробирки (опыт и контроль) наливают по 10 капель дистиллированной воды и 2 капли раствора Люголя. В опытную пробирку добавляют 5-10 капель 1%-го раствора аскорбиновой кислоты, в контрольную – столько же дистилированной воды. В опытной пробирке раствор обесцвечивается.

г) Серебряная проба на витамин С

При добавлении витамина С к нитрату серебра выпадает осадок в виде металлического серебра:

аскорбиновая + 2АgNО₃ ® 2Аg¯ + 2НNО₃ + дегидроаскорбиновая
кислота кислота

^ Ход работы. В две пробирки (опыт и контроль) вносят по 5 капель 1%-го раствора аскорбиновой кислоты; затем в опытную пробирку добавляют 1-2 капли 1%-го раствора азотнокислого серебра, а в контрольную - 1-2 капли дистиллированной воды. В опытной пробе наблюдается появление темного осадка металлического серебра.

Б. Качественные реакции на жирорастворимые витамины

^ 1. Реакции на витамин А

витамин А₁ (ретинол)

Качественные реакции на витамин А основаны на образовании окрашенных соединений сложной структуры.

а) Реакция Друммонда
В присутствии концентрированной серной кислоты ретинол обезвоживается с образованием цветных продуктов реакции.

^ Ход работы. В сухую пробирку вносят 1 каплю рыбьего жира и 4-5 капель хлороформа. Смесь хорошо перемешивают встряхиванием и добавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты. Появляется сине-фиолетовое окрашивание, быстро переходящее в красно-бурое.

б) Реакция витамина А с сульфатом железа (II)

При взаимодействии ретинола с FeSО₄ в кислой среде образуется соединение розово-красного цвета. Каротины дают в этой реакции зеленоватое окрашивание.

^ Ход работы. К 1-2 каплям рыбьего жира осторожно (работать под тягой) прибавляют 5-10 капель насыщенного раствора сульфата железа (FeSO₄), приготовленного на ледяной уксусной кислоте, и добавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты. Появляется голубое окрашивание, постепенно переходящее в розово-красное.

в) Реакция витамина А с треххлористой сурьмой

В результате водоотнимающего действия хлорида сурьмы (SbCl₃) витамин А превращается в соединение синего цвета. Эта цветная реакция используется для количественного определения витамина А колориметрическим методом.

^ Ход работы. В совершенно сухую пробирку помещают 1 каплю рыбьего жира и 4-5 капель насыщенного (33%-го) раствора хлорида сурьмы (III) в безводном хлороформе. Появляется синее окрашивание, которое постепенно переходит в розово-фиолетовое.

Внимание! Присутствие даже небольших количеств воды в пробирке может помешать протеканию реакции, так как в водных условиях хлорид сурьмы (III) легко превращается в хлороксид сурьмы, который не реагирует с ретинолом, вызывая помутнение раствора. Для устранения следов влаги в пробу можно добавить 1-2 капли уксусного ангидрида.

Методы выделения белков

Получение индивидуальных белков из биологического материала (тканей, органов, клеточных культур) требует проведения последовательных операций, включающих:дробление биологического материала и разрушение клеточных мембран;фракционирование органелл, содержащих те или иные белки;экстракцию белков (перевод их в растворённое состояние);разделение смеси белков на индивидуальные белки.

1. Методы разрушения тканей
и экстракции белков Для разрушения биологического материала используют методы: гомогенизации ткани, метод попеременного замораживания и оттаивания, а также обработку клеток ультразвуком. Гомогенизация биологического материала Ткань, находящуюся в буферном растворе с определённым значением рН и концентрацией солей, помещают в стеклянный сосуд (гомогенизатор) с пестиком. Вращающийся пестик измельчает и растирает ткань о притёртые стенки сосуда. Метод замораживания и оттаивания ткани В результате попеременного замораживания и оттаивания образующиеся кристаллы льда разрушают оболочки клеток.После разрушения ткани нерастворимые части осаждают центрифугированием. Последующее центрифугирование гомогената с разной скоростью позволяет получить отдельные фракции, содержащие клеточные ядра, митохондрии и другие органеллы, а также надосадочную жидкость, в которой находятся растворимые белки цитозоля клетки. Искомый белок будет содержаться в одной из этих фракций. Экстракция белков, связанных с мембранами, и разрушение олигомерных белков на протомеры Если искомый белок прочно связан с какими-либо структурами клетки, его необходимо перевести в раствор. Так, для разрушения гидрофобных взаимодействий между белками и липидами мембран в раствор добавляют детергенты; чаще всего используют тритон Х-100 или додецилсульфат натрия.Механизм действия детергентов описан в разделе "Денатурация белков" (см. рис. 1-15). При действии детергентов обычно разрушаются и гидрофобные взаимодействия между протомерами в олигомерных белках.

Высокоэнергетические соединения. АТФ — универсальная форма химической энергии в клетке
У прокариот существует несколько типов богатых энергией химических соединений. Самую большую группу составляют соединения с высокоэнергетической фосфатной связью: это ацилфосфаты (ацетил-фосфат, бутирилфосфат, пропионилфосфат, карбамилфосфат), фосфорные эфиры енолов (фосфоенолпируват), нуклеозидди- и трифосфаты, аденозинфосфосульфат. Другая распространенная группа — соединения с высокоэнергетической тиоэфирной связью — ацилтиоэфиры (КОА-производные жирных кислот — уксусной, пропионовой, масляной, янтарной).
Эти соединения характеризуются тем, что по крайней мере одна из входящих в состав молекулы групп имеет высокий энергетический потенциал. При переносе этой группы происходит разрыв связи, соединяющий ее с молекулой, что приводит к резкому уменьшению свободной энергии, заключенной в молекуле химического соединения. Такие связи называются высокоэнергетическими, или макро-эргическими. Присоединение группы с высоким энергетическим потенциалом к молекуле-акцептору повышает уровень ее свободной энергии, переводя, таким образом, молекулу в активированную форму, в которой это соединение может участвовать в биосинтетических реакциях.
Для ГТФ показано участие в процессе биосинтеза белков. На одном из этапов синтеза пептидогликана клеточной стенки прокариот используется УТФ. Активирование кислотных остатков, необходимое для биосинтеза длинноцепочечных жирных кислот, происходит путем образования ацил-КоА с высокоэнергетической тиоэфирной связью. Однако эти соединения с макроэргическими связями участвуют в ограниченном числе клеточных биосинтезов.
Центральное место в процессах переноса химической энергии принадлежит системе АТФ. АТФ образуется в реакциях субстратного и мембранного фосфорилирования. У прокариот существует несколько типов богатых энергией химических соединений. Самую большую группу составляют соединения с высокоэнергетической фосфатной связью: ацилфосфаты, фосфорные эфиры енолов (фосфоенолпируват),нуклеотиддифосфаты и нуклеотидтрифосфаты, аденозинфосфосульфат.

Другая распространенная группа - соединения с высокоэнергетической тиоэфирной связью - ацилтиоэфиры.

Эти соединения характеризуются тем, что по крайней мере одна из входящих в состав молекулы групп имеет высокий энергетический потенциал. При переносе этой группы происходит разрыв связи, соединяющей ее с молекулой, что приводит к резкому уменьшению свободной энергии, заключенной в молекуле химического соединения. Такие связи называются высокоэнергетическими, или макроэргическими. Присоединение группы с высоким энергетическим потенциалом к молекуле-акцептору повышает уровень ее свободной энергии, переводя таким образом молекулу в активированную форму, в которой это соединение может участвовать в биосинтетических реакциях.

Примерами высокоэнергетических соединений могут служить адениловые нуклеотиды (фиг. 6.1). Они играют роль переносчиков фосфорильных групп. Высокоэнергетический характер этих соединений отчетливо проявляется при гидролизе, когда фосфорильная группа переносится к акцептору— воде. Например, для АТФ
АТФ=АДФ + Ф; AG;=—7,3 ккал. (6.1)

 

Билет № 24

Фосфолипидами называют липиды, содержащие фосфатную группу. Главная роль среди них принадлежит фосфоглицеридам, в молекуле которых одна из трех —ОН-групп глицерола этерифицирована не жирной, а фосфорной кислотой, а две другие — жирными кислотами. Молекула фосфолипидов состоит из головы, роль которой играет фосфатная группа, и двух углеводородных хвостов (остатки жирных кислот). Фосфатная голова несет электрический заряд и, следовательно, она растворима в воде; другими словами, она гидрофильна. Хвост же не растворим в воде. Это свойство молекулы, когда один ее конец растворим в воде, а другой — нет, очень важно при образовании мембран.

Гликолипиды Гликолипидами называют вещества, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами. Углеводные головы гликолипидных молекул полярны, и это определяет их роль: подобно фосфолипидам гликолипиды входят в состав мембран.

Биосинтез жирных кислот катализируется синтазой жирных кислот. Эта ферментная система локализована в цитоплазме и нуждается в качестве затравки в ацетил-КоА. В циклической реакции одна молекула удлиняется семикратно на С₂-звена. В качестве конечного продукта реакции образуется анион С₁₆-кислоты, пальмитат. Фактический субстрат реакции удлинения цепи малонил-КоА на каждой стадии конденсации отщепляет карбоксильную группу в вида СО₂. Восстановителем в синтезе жирных кислот является НАДФН + Н⁺. В результате на синтез одной молекулы пальмитата расходуется одна молекула ацетил-КоА, 7 молекул малонил-КоА и 14 молекул НАДФН + Н⁺; при этом образуются 7 молекул СО₂, 6 молекул H₂O, 8 молекул КоА и 14 молекул НАДФ⁺.Жиры, поступившие в пищеварительный аппарат, распадаются на глицерин и жирные кислоты, которые потом всасываются в лимфатические сосуды и далее из лимфы переходят в кровь. Продуктом окисления жирных кислот является ацетилкоэнзим А, который затем расщепляется до двуокиси углерода и воды. Ацетилкоэнзим А является связующим звеном между углеводным и жировым обменом Уровень жирных кислот в организме регулируется как отложением (депонированием) их в жировой ткани, так и высвобождением из нее По мере увеличения уровня глюкозы в крови, жирные кислоты под влиянием инсулина, депонируются в жировой тканиВысвобождение жирных кислот из жировой ткани стимулируется адреналином, глюкагоном и соматотропым гармоном, тормозится — инсулином.

2. Кислотный гидролиз сахарозы
При нагревании с кислотами или под действием соответствующих
ферментов происходит гидролиз дисахаридов — распад на две молекулы
моносахаридов. Сахароза (I) при гидролизе распадается на α-D-глюкопиранозу
(II) и β-D-фруктофуранозу (III), которые можно обнаружить в реакции Фелинга.
В пробирку наливают 2 мл 1% раствора сахарозы, 1 мл 10% раствора
серной кислоты и кипятят 1-2 мин. После охлаждения раствор нейтрализуют
сухим бикарбонатом натрия (Na2CO3), добавляя его небольшими порциями до
тех пор, пока не прекратится выделение углекислого газа (CO2). Проводят реакцию Фелинга. Положительная реакция указывает на образование
моносахаридов, так как сама сахароза не восстанавливает гидрат окиси меди.

Билет 22

1.Гетерополисахариды

Полисахариды, в структуре которых характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев, носят название гетерополисахаридов.

Гликозамингликаны – линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды. Раньше их называли мукополисахаридами, так как они обнаруживались в слизистых секретах (мукоза) и придавали этим секретам вязкие смазочные свойства. Эти свойства обусловлены тем, что гликозамингликаны могут связывать большие количества воды, в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер.

Гликозамингликаны представляют собой длинные неразветвленные цепи гетерополисахаридов, построеныые из повторяющихся дисахаридных единиц – димеров. Одним мономером этих димеров является гексуроновая (глюкуроновая, галактуроновая) кислота, вторым мономером могут быть гексозамины (глюкозамин или галактозамин), аминогруппа которых обычно ацетилирована.

Основными гликозамингликанами являются: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфаты, гепарин.

Гиалуроновая кислота построена из повторяющихся единиц, включающих глюкуроновую кислоту и N - ацетилглюкозамин.

Гиалуроновая кислота связывает воду, поэтому межклеточное пространство приобретает характер желеобразного «матрикса», способного поддерживать клетки. Структура гиалуроновой кислоты в виде геля является своеобразным биологическим фильтром, задерживая крупные частицы и молекулы, попавшие в организм. В клетках организма содержится специальный фермент – гиалуронидаза, который, выделяясь в межклеточное пространство, может повышать межклеточную проницаемость. Поэтому гиалуронидазу называют фактором проницаемости. В здоровом организме гиалуроновая кислота и гиалуронидаза находятся в равновесии. При некоторых заболеваниях активность фермента повышается и гиалуроновая кислота разрушается. Гиалуронидазу секретируют некоторые патогенные микроорганизмы, это способствует распространению патологического роцесса на соседние ткани. Препараты этого фермента используются в медицинской практике для рассасывания рубцов.
Глюкуроновая кислота содержится в разных органах. Много ее в коже, стекловидном теле глаза, хрящах, синовиальной жидкости суставов. В тканях и жидкостях ГК образует комплекс с белком. Однако доля белка колеблется от 2 до 20 – 30 %.

Хондроитинсульфаты.
Это гетерополисахариды линейного строения, состоящие из большого количества димерных фрагментов, в состав которых входят 2 углеводных компонента: глюкуроновая кислота и сульфатированный N – ацетилгалактозамин.

Гепарин с остоит из повторяющихся единиц, содержащих глюкуроновую кислоту, и N – ацетилглюкозамин, сульфатированный в 4 – или 6 – положении глюкозного остатка.

Гепарин – естественный антикоагулянт (противосвертывающее средство), синтезируется в печени. Он обнаруживается на поверхности многих клеток, однако является внутриклеточным компонентом тучных клеток.

В отличие от остальных гетерополисахаридов, гепарин не является структурным компонентом межклеточного вещества. Он вырабатывается тучными клетками соединительной ткани и выделяется при их распаде (цитолизе) в межклеточное пространство и кровеносное русло. В крови гепарин нековалентно соединяется со специфическими белками. Комплекс гепарина с гликопротеинами плазмы прявляет противосвертывающую активность.

Кератансульфаты – наиболее гетерогенные гликозамингиканы, отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях. Кератансульфаты обнаружены в роговице глаза, хрящевой ткани, костях, межпозвонковых дисках

2. общий обмен липидов, углеводов и белков, промежуточные общие продукты.

Метаболизм включает процессы распада веществ (катаболизм) и процессы синтеза (анаболизм)

Катаболизм – это фаза, в которой происходит расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Углеводы, жиры и белки, поступившие извне с пищей или присутствующие в самой клетке в качестве запасных веществ, распадаются в серии последовательных реакций до таких соединений как молочная кислота, углекислый газ и аммиак. Катаболические процессы сопровождаются выделением свободной энергии, заключенной в сложной структуре органических молекул, например, АТФ, НАДФН.

Анаболизм – это фаза обмена веществ, в которой из малых молекул предшественников или строительных блоков, синтезируются белки, нуклеиновые кислоты, жиры, углеводы и другие компоненты клеток. Так как биосинтез приводит к увеличению и усложнению молекул и структур, то он требует затраты свободной энергии. Источником этой энергии служат распад АТФ до АДФ и неорганического фосфора и богатые энергией водородные связи.

Катаболические и анаболические процессы протекают в клетках одновременно, однако их скорости регулируются независимо. Ферментативное расщепление главных питательных веществ, которые служат клетке источником энергии (углеводы, жиры и белки) совершается постепенно через ряд последовательных реакций.

В аэробном катаболизме (с участием кислорода):

На первой стадии полисахариды (углеводы) распадаются до гексоз и пентоз, жиры до жирных кислот, глицерина, белки – до аминокислот.

На второй стадии распада веществ все эти продукты превращаются в еще более простые соединения. Так, гексозы, пентозы и глицерин расщепляются до одного и того же промежуточного продукта ацетил коэнзима А. Аналогичные превращения претерпевают жирные кислоты и аминокислоты. Их расщепление также завершается образованием ацетилкоэнзима А. Таким образом, ацетилкоэнзим А представляет собой общий конечный продукт второй стадии катаболизма.

На третьей стадии ацетильная группа ацетил КоА вступает в цикл Кребса (цикл лимонной кислоты) – общий конечный путь, на котором почти все виды клеточного топлива окисляются до углекислого газа, воды и аммиака.

Анаболические пути (синтез веществ) расходятся, и образуется много разнообразных молекул. Биосинтез начинается с малых молекул предшественников и протекает также в три стадии.

3.Катализ сахарозы

При нагревании с кислотами или под действием соответ-х ферментов происходит гидролиз дисахаридов – распад на молекулы моносахаридов. Сахароза при гидролизе распадается на альфа-Д-глюкопиранозу и бета-Д-фруктофуранозу.

Ход работы: в пробирку наливают 2 мл 1% р-ра сахарозы, 1 мл 10% р-ра серной кислоты и кипятят 1-2 мин. После охлаждения нейтролизуют небольшим количеством сухой соды, до тех пор пока не перестанет выделятся угл газ. Проводим реакцию Фелинга.

Образовался ра-р красного цвета, реакция указывает на обр-е моносахаридов, т к сахароза не восстанавливает гидрата окиси меди.

 

Билет №8

Третичная структура белков

Третичная структура белков - трёхмерная пространственная структура, образующаяся за счёт взаимодействий между радикалами аминокислот, которые могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга в полипептидной цепи.