Материал: m34250_2

Работа 22. Изучение действия пепсина на переваривание белка

Пепсин - это простой белок-фермент М. м. 35000, кото­рый вырабатывается главными (фундальными) клетками дна сычуга жвачных животных, железистого желудка птиц и же­лудка моногастричных животных в виде пепсиногена (про­фермент) М. м. 42000). От последнего под действием НСl (или ранее образованного пепсина) отщепляется полипептид-блокатор, и он превращается в активный фермент пепсин, который при рН 1,5 - 2,5 (создает НС1) разрушает пептид­ные связи ( — СО — NH — ) белков в желудке. Пепсин гидролизует белки мышц, молока, яиц, крови, растительные белки (исключение составляют роговые белки-кератины и некото­рые другие) до высоко- и низкомолекулярных полипептидов незначительных количеств аминокислот.

Ход опыта

Налить в 3 пробирки по 3 мл 0,01 М раствора НСl, а в 4-ю — 3 мл дистиллированной воды. В 1-ю пробирку внести белок кератин (несколько кусочков шерстинок), а в осталь­ные по равному небольшому кусочку белка фибрина. Затем в 1, 2 и 4-ю пробирки прилить по 1 мл 0,2% раствора пепси­на, а в 3-ю - 1 мл дистиллированной воды.

Все пробирки поставить для инкубации в водяную баню или термостат при 37 — 40C. По истечении 30 — 40 мин пробирки вынуть и посмотреть, что произошло в них с белком. Пробы можно встряхнуть.

Задание: 1. Выполнить опыт.

2. Отметить пробирку, где произошло растворение (гид­ролиз) белка. Сделать вывод - почему?

3. Указать, в каких пробирках белок не растворился и почему?

4. Объяснить роль НСl в процессе гидролиза белка.

5. Написать схему гидролиза белка.

6. Как назвать кератин и фибрин по отношению дейст­вия на них пепсина?

Вопросы для самоподготовки по теме 5

1. Белки. Понятие. Классификация по строению, происхождению в природе и организме, функции.

2. Свойства и биороль белков. Представители, пример.

3. Гидролиз протеинов и протеидов и его продукты (начальные, промежуточные и конечные), примеры.

4. Классификация аминокислот: биологическая (незаменимые и заменимые), химическая (кислые, щелочные, нейтральные), структурная (ациклические, циклические) – понятия, примеры.

5. Структура белковых молекул и основные связи в них между аминокислотами (примеры в виде схем-формул).

6. Специфичность белков, понятие, значение в биологии и практике.

7. Нуклеиновые кислоты. Понятие, виды, роль.

8. Нуклеотиды и нуклеозиды. Понятие и отличие по строению и роли. Примеры.

9. ДНК. Химсостав, строение (развернутая схема-формула фрагмента), роль. Принцип комплементарности в построениии молекулы ДНК. Пример.

10. РНК. Химсостав, строение (развернутая схема-формула фрагмента). Виды РНК.

11. Матричная (информационная) РНК. Понятие, химсостав, строение (развернутая схема-формула фрагмента), действующая структурная формула, синтех мРНК и биороль. Виды и роль триплетов (кодонов).

12. Транспортная (т) РНК. Понятие, химсостав, строение (развернутая схема-формула фрагмента), действующая структурная форма, синтез тРНК и биороль. Адапторный участок тРНК (антикодон, антитриплет), понятие, строение, роль. Акцепторный участок тРНК, понятие, строение, роль.

13. Рибосомальная (р) РНК. Понятие, химсостав, строе­ние (развернутая схема-формула фрагмента), синтез рРНК и ее биороль.

14. Синтез ДНК и различных РНК. Механизм (изобра­зить через схемы-формулы) и значение этих процессов.

15. Синтез белка в клетке. Этапы (изобразить через схе­мы-формулы) и значение этих процессов.

16. Мутации нуклеиновых кислот и белков. Понятие, прин­ципы, генномодифицированные продукты.

17. Биологическая ценность белков, азотистый баланс (понятие, виды).

18. Механизм переваривания белков у животных и человека. Фер­менты, их действие, продукты гидролиза.

3. Написать структурную формулу, вычислить М. м. исследуемой аминокислоты и по содержанию азота ее аминогрупп вычислить количество аминокислоты в 10 мл вытяжки.

4. Указать биороль аминокислоты.

5. Объяснить принципы и технологию опыта. Написать реакцию аминогруппы аминокислоты с формальдегидом.

19. Нормо-, гипо- и гиперпротеинемия (понятия, причины, обнаружение). Последствия и возможные пути устранения гипо- и гиперпротеинемии.

20. Превращения аминокислот в клетках (промежуточ­ный обмен), виды, роль.

21. Дезаминировапие аминокислот (понятие, виды, схемы, ферменты, роль).

22. Декарбоксилирование аминокислот (понятие, схема, ферменты, роль).

23. Переаминирование аминокислот (понятие, схема, фер­менты, роль).

24. Гниение белков и при хранении мяса, молока, яиц (на при­мере триптофана, фенилаланина, тирозина, цистеина). Схе­ма и роль процесса. Обезвреживание образующихся при этом ядов.

25. Утилизация пуриновых и пиримидиновых оснований (синтез мочевой, кислоты, аллантоина и других веществ). Схемы и роль процессов.

26. Пути обезвреживания избытка аммиака в организме животных и человека (синтез мочевины, образование амидов аминокис­лот и др.). Схемы, место протекания и роль процессов.

Тема 6. Ферменты (энзимы)

Большинство химических реакций в живых организмах протека­ет с участием ферментов. Ферменты являются мощными биологи­ческими катализаторами, ускоряющими течение самых разнообразных химических процессов. По своей природе ферменты - специфические белки, простые или сложные. Все ферменты под­разделяются по типам катализируемых реакций на 6 классов: 1) оксидоредуктазы; 2) трансферазы; 3) гидролазы; 4) лиазы; 5) изомеразы; 6) лигазы (синтетазы). Каждый из названных классов, в свою очередь, делится на подклассы и подподклассы.

В настоящее время выделено и изучено 3500 ферментов, 400 из которых получены в кристаллической форме. Активность одних ферментов (простых) определяется только струк­турой самого белка, других (сложных) - присутствием кофакторов, прочно связанных с белковой молекулой (простетических групп) или слабо связанных (коферментов).

Активность ферментов зависит от природы фермента, рН среды, температуры и других условий. Замечательной особенностью фер­ментов является специфичность их действия.

Работа 23. Приготовление раствора фермента -амилазы (кф 3.2.1. 1) слюны

Амилаза вырабатывается в клетках слюнных желез и че­рез их протоки поступает в ротовую полость, где и проявля­ет свое действие на крахмал, расщепляя его до декстринов и мальтозы.

Ход опыта

В мерную пробирку выделить 1 мл слюны. Прилить 9 мл дистиллированной воды. Перемешать. Получится раствор амилазы слюны в соотношении 1:10, т. е. в каждом мл разбавленного раствора слюны будет содержаться 0,1 часть амилазы от ее концентрации в слюне, находящейся в ротовой полости, т. е. неразбавленной.

Задание: 1. Приготовить рабочий раствор амилазы слюны.

2. Объяснить, какие железы синтезируют амилазу слюны.

Работа 24. Обнаружение в слюне амилазы и определение специфичности ее действия

Для обнаружения в том или ином объекте (материале) фермента и установления специфичности его действия ис­пользуют соответствующий предполагаемому энзиму субст­рат.

nH₂O nH₂O

( С₆Н₁₀О₅)_{n амилаза} декстрины _{амилаза} мальтоза

Амилаза слюны является эндоамилазой. Этот фермент, гидролизуя кислородные мостики между остатками глюкозы, расщепляет крахмал сначала на высоко­молекулярные частицы - амилодекстрины, которые по своим свойствам и химическому строению приближаются к крахмалу. Затем происходит дробление амилодекстринов на части­цы меньшей молярной массы - эритродекстрины. Последние подвергаются расщеплению на мальтодекстрины, ко­торые по свойствам приближаются к мальтозе.

О ходе ферментативного гидролиза крахмала судят по изменению окраски, возникающей при добавлении раствора йода в инкубационную среду. Крахмал дает с йодом синее окрашивание, декстрины, в зависимости от длины цепочки, - фиолетовое или красновато-коричневое; в пробирке, где гид­ролиз прошел полностью и образовалась мальтоза, цвет ин­кубационной среды сохраняет слабо-желтую окраску раствора йода.

Ее отсутствие в инкубируемой смеси свидетельствует о наличии в исследуемом мате­риале амилазы.

Специфичность - действие фермента только на определенный субстрат (или катализ определенной реакции.).

Ход опыта

Налить в две пробирки по 2 мл 0,1% раствора крахмала. Затем в 1-ю пробирку прилить 1 мл воды, а во 2-ю - 0,5 мл разба­вленной слюны. Содержимое пробирок перемешать.

Поставить пробирки в водяную баню или термостат при 37°С на 10 мин.

По истечении этого времени пробирки вынуть и внести в каждую по капле 1% раствора йода. Отметить окраску растворов.

Задание: 1. Выполнить опыт.

2. По окраске проб определить, есть ли в слюне фермент амилаза?

3. Отметить, на какой субстрат этот энзим способен действовать (т.е. его специфичность).