D-аминокислотыL-аминокислоты


СВОЙСТВА АМИНОКИСЛОТ:

1. Кислотно-основные:

2. Реакции на аминогруппу:

А) дезаминирование:

Б) образование оснований Шиффа:

3.Реакции на карбоксильную группу:

А) образование сложных эфиров:

Б) декарбоксилирование:


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Качественные реакции на аминокислоты.

 

Цель работы:изучить основные свойства аминокислот, обусловленные их строением и наличием функциональных групп.

Сущность работы:провести опыты, указывающие на различное строение аминокислот.

Опыт 1. Цветная реакция на глицин с ионами меди.

Реактивы:1%-ный раствор глицина(аминоуксусной кислоты), 1%-ный раствор сульфата меди(II),1%-ный раствор щелочи.

Ход работы. В пробирку помещают 2 каплираствора соли меди , 10-15 капель глицина (аминоуксусной кислоты), добавляют 4-5 капель щелочи.

Отмечают цвет образовавшегося соединения.

Уравнение реакции:
?

 

Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 2. Реакция глицина с формалином:

В пробирку помещают 5 капель раствора глицина (ω = 1%) и добавляют одну каплю индикатора метил-рот. Наблюдают появление желтого окрашивания. Судят о реакции среды в растворе. К содержимому пробирки добавляют 5 капель формалина. Наблюдают изменение окраски индикатора. Делают вывод (наличие какой функциональной группы подтверждает данная реакция). Приводят уравнение реакции.

  Уравнение реакции:
?

  Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 3. Ксантопротеиновая реакция:

В чистые пробирки помещают по 0,5 мл растворов яичного белка, альбумина, желатины и казеина. В каждую пробирку добавляют по 0,5 мл раствора концентрированной азотной кислоты. Нагревают. После охлаждения пробирок добавляют по 0,5 мл раствора гидроксида натрия, проводят наблюдения.

Уравнение реакции:
?

 

 

  Вывод: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 4. Реакция Фоля на серосодержащие аминокислоты:

?
В четыре пробирки помещают по 0,5 мл раствора яичного белка, альбумина, желатины и казеина. В каждую пробирку добавляют по 1 мл раствора гидроксида натрия, перемешивают. Нагревают до кипения. Добавляют по 0,5 мл раствора ацетата свинца (ω(Рb(СНзСООН)2) = 10%). Вновь нагревают до кипения. Отмечают Наблюдения:

Уравнение реакции:  
Вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Домашнее задание.

1. Приведите формулы четырех протеиногенных аминокислот.

 

   
     

 

2.Приведите формулы двух непротеиногенных аминокислот.

 

   

 

3. Приведите формулы трех заменимых аминокислот:

 

     

 


4. Приведите формулы трех незаменимых аминокислот :

 

     

 

5. Приведите примеры уравнений реакций, подтверждающихсвойства аминокислот как амфолитов :

 

__________________________________________________________________________

 

6.Приведите формы существования аминокислот в зависимости от рН водного раствора.

   
молекулярная катионная
   
анионная биполярная (цвиттер-ион)

 


7.Приведите примеры аминокислот с гидрофобными боковыми цепями.

 
   

 

8.Напишите уравнения реакций:

 

а) на тирозин (реакция Миллона),
 
б) на аргинин (реакция Сакагучи).
 

 


Дата: _________ Занятие № 4.

Тема: Строение и свойства белков.

Целевые задачи:в результате изучения данной темы иметь представление:

- о биологических функциях белков и их роли в жизнедеятельности;

- об особенностях строения и их физико-химических свойств;

Знать:

1. Особенности строения и общую характеристику белков.

2. Классификацию и общие свойства белков.

3.Аминокислотный состав пептидов и белков.Особенности строения белков.

Сущность работы:дать определение белкам,разобрать их классификацию,остановиться на синтезе пептидов,их номенклатуре и специфических особенностях структурно-пространственной организации, типы связей стабилизирующих структуры белка (электростатическое взаимодействие,водородная связь, гидрофобные взаимодействия неполярных групп, диполь-дипольные взаимодействия, дисульфидные связи).

Блок информации( по указанию преподавателя):

Белки –

Денатурация-

Ренатурация –


Лабораторная работа.

Качественная реакция на пептидную связь.

Количественное определение белка.

Цель работы:изучить свойства белков, обусловленные их строением.

Сущность работы:провести опыты, подтверждающие наличие пептидной связи, определить содержание белка в исследуемом растворе.

Реактивы:растворы яичного белка разной концентрации, 1%-ный раствор сульфата меди(II),10%-ный раствор щелочи.

1. Биуретовая реакция на пептидную связь:

?
В четыре пробирки помещают по 1 мл раствора яичного белка разной концентрации, затем в каждую пробирку добавляют по 1 мл раствора гидроксида натрия (c(NaOH) = 1 моль/л). В каждую пробирку ( по стенке пробирки) добавляют по 2 мл раствора сульфата меди(II). Наблюдают появление красно-фиолетовой окраски.

Уравнение реакции:  
  Вывод:     ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Количественное определение белка в растворе:

В основе метода лежит биуретовая реакция ! Для построения калибровочного графика из раствора белка с точно известной массовой долей (ω = 1,00%) готовят четыре раствора методом последовательного разведения. В пять пробирок помещают по1,00 мл растворов белка: в четыре пробирки – растворы для построения калибровочного графика, в пятую пробирку – исследуемый раствор.Содержимое пробирок перемешивают стеклянными палочками и оставляют на 20 минут при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре ПЭ – 5300 В. Стандартный раствор готовят смешиванием 1,00 мл дистиллированной воды, 1,00 мл раствора гидроксида натрия и 0,10 мл раствора сульфата меди(II). Длина волны 24

 

 

светофильтра – 540 нм. Записывают результаты измерений.

!!!( эту часть работы делать не надо, в таблице представлены данные для построения калибровочного графика).

В чистую пробирку помещают 2 мл исследуемого раствора, добавляют по 2,00 мл раствора гидроксида натрия и 0,20 мл раствора сульфата меди(II). Содержимое пробирок перемешивают стеклянной палочкой и оставляют на 15 минут при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре

ПЭ – 5300 В. Длина волны светофильтра – 540 нм. Строят калибровочный график D = f(ω, %) (на миллиметровой бумаге) по готовым данным из таблицы и определяют массовую долю белка в исследуемом растворе. Делают вывод о содержание белка в исследуемом растворе.

 

Массовая доля белка ω, % 1,000 0,75 0,5 0,25 Испытуемый раствор
Оптическая плотность, D   1.1     0,8     0.5   0,2  

 

Калибровочный графикD = f(ω, %):

 

 

?

 


Вывод:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Домашнее задание.

 

1. Приведите фрагменты простых и сложных белков:

   
простой сложный

 

2. Приведите примеры глобулярных и фибриллярных белков:

 

глобулярные  
фибриллярные  

 

3. Какие факторы влияют на денатурацию белка? Какие явления называют необратимой денатурацией?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 


 

4. Приведите две резонансные формы пептидной связи в белках:

   
Кето-форма Енольная форма

 

5. За счет чего стабилизируются вторичная и третичная структуры белка?

 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Напишите цепь гептапептида, состоящего из последовательности аминокислот: серин, валин, тирозин, глутаминовая кислота, валин, аланин, гистидин. Укажите N- и С- концевые остатки. Назовите данныйгептапептид.

 

 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________27____________________________________


Дата: _________ Занятие №5.

Тема:«Полинуклеотиды»(семинар).

Целевые задачи семинара:иметь представление :

- о биологических функциях полинуклеотидов и их роли в организме;

- о физико-химических свойствах полинуклеотидов, обусловленных особенностями их строения.

 

Знать:

1. Химический состав и строение ДНК и РНК.Уровни их структурной организации

(первичная и вторичная структуры).

2. Строение нуклеотидов и нуклеозидов.

3. Свойства полинуклеотидов : кислотно-основные, хелатирующую способность, способность к денатурации, жидкокристаллическое состояние нуклеиновых кислот.

 

Блок информации (по указанию преподавателя):

___________________________________________________________________

Полинуклеотиды( нуклеиновые кислоты) –

РНК –

 

 

ДНК –

 

____________________ _________________

Рибоза 2-дезоксирибоза

пуриновые основания :

пиримидиновые основания:

минорные азотистые основания:

 

Нуклеозиды-

 

 

Нуклеотиды –

 

_______________ ____________________

 

Аденозин (нуклеозид) аденозин-51-монофосфат

(нуклеотид)

Домашнее задание.

 

1. Приведите фрагменты полинуклеотидной цепи:

 

   
РНК ДНК

 

2. Приведите примеры :

 

     
Рибонуклеозида (дайте название) Дезоксирибонуклеозида (дайте название)

 

3. Напишите формулу аденозинтрифосфата, укажите сложноэфирные и гликозидные связи:

 

 

Дата:Занятие № 6

Тема :Свойства растворов биополимеров .Вязкость растворов биополимеров.

Цель работы:

иметь представление :

- о типах вязкости;

- об основных причинах высокой вязкости биополимеров;

- о методах измерения вязкости растворов ВМС.

 

Надо знать:

1. Что такое аномальная вязкость, почему она возникает в растворах ВМС.

2. Факторы от которых зависит вязкость растворов биополимеров.

3. Понятия удельной , характеристической, приведенной вязкости полимеров.

4. Законы Ньютона, Пуазейля, уравнение Штаудингера.

Блок информации ( по указанию преподавателя):

Вязкость-

 

 


Лабораторная работа.

«Определение молекулярной массы биополимера

вискозиметрическим методом».

Цель работы:освоить вискозиметрический метод для определения молекулярной массы ВМС.

 

Выполнение эксперимента:

Оборудование:вискозиметр ВПЖ-2м, секундомер, цилиндры вместимостью 25 мл,воронки, резиновые груши.

Реактивы:водные растворы крахмала четырех концентраций:0,5 г/л; 1г/л; 2 г/л; 4 г/л, дистиллированная вода.

Выполнение эксперимента:

1. В тщательно вымытый сухой вискозиметр c помощью воронки наливают строго определенный объем растворителя – дистиллированную воду (10мл), отмеренную цилиндром через колено 2. С помощью груши, надетой на патрубок 3, зажав указательным пальцем колено 2, нагнетают в прибор воздух так, чтобы уровень жидкости дошел приблизительно до середины резервуара 4, затем , открыв колено 2, определяют с помощью секундомера время опускания уровня жидкости междуметками М 1 и М2 с точностью до десятой доли секунды.(t0).

 

2. Затем повторить те же операции и в той же последовательности с растворами крахмала различной концентрации, начиная с минимальной концентрации ( по 10 мл каждого раствора ) и измеряя время истечения жидкости для каждой концентрации: (t 0,5 , t 1.0 , t2.0 . t 4.0).

 

Рис. Вискозиметр ВПЖ-2м.

 

Результаты эксперимента заносят в таблицу:

Концентрация растворов крахмала (С, г/л) Время истечения Жидкости (t,сек) удельная приведенная
0 (вода дистил.)   - -
0,5      
1,0      
2,0      
4,0      

Расчеты :

Расчет удельной вязкости проводится по уравнению:

( уд.) =(tраствора - t0) / t0

 

( уд.) 1 = --------------- =

 

( уд. )2 = --------------- =

 

( уд.) 3 = --------------- =

 

( уд.) 4 = --------------- =

 

Приведенную вязкость рассчитывают по уравнению:

( привед.) = ( уд.) / С(концентрация исследуемого раствора);

( привед.)1 = --------------- =

 

( привед.)2 = --------------- =

 

( привед.)3 = --------------- =

 

( привед.)4 = --------------- =

 

По рассчитанным значениям удельной вязкости для четырех различных концентраций (данные занести в таблицу), строим график зависимости приведенной вязкости от концентрации:

 

 

График:

 

По графику определяем характеристическую вязкость (точка пересечения графика с осью ординат) [ ] =

 

Молярную массу биополимера рассчитывают по уравнению Штаудингера:

= K * Mα, отсюдаM = =

K – константа, характерная для полимеров одного гомологического ряда

( для гомологического ряда полисахаридов К = 6.1х 10-4)

α – константа, характеризующая гибкость макромолекул и их взаимодействие с молекулами растворителя (α= 0,63)

?


Вывод:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Домашнее задание.

1.Определите молярную массу рибонуклеазы, если результаты вискозиметрического метода для водных растворов рибонуклеазы следующие: характеристическая вязкость водного раствора полимера = 0,033 м3/ кг; К= 5,1х10-5;α = 0,68

 

 

2.Рассчитайте удельную и приведенную (относительную) вязкость раствора белка, если время истечения этого раствора равно 600 сек., а время истечения воды – 240 сек. Плотность раствора белка равна 1,008 г/ см3.

3. Молярная масса биополимера 230000 г/моль. Вычислить характеристическую вязкость раствора биополимера, используя следующие эмпирические константы: К=1.15 х 10-4 ; α = 0,72 .

 

 


 

4. Приведенные (относительные) вязкости ряда водных растворов биополимера определены вискозиметрическим методом при температуре 298К :

Результаты определения представлены в таблице:

 

Концентрация раствора в г/л 0,247 0,499 0,999 1,998
Относит.вязкость 1,355 1,782 2,879 6,090

 

Определите характеристическую вязкость раствора биополимера.

 

 


СХЕМА 2

Природа полимера
Температура
Концентрация
Электролиты
Вязкость
Нормальная
Аномальная
Растворы НМС
Коллоидные растворы
Концентрированные коллоидные растворы
Растворы ВМС
Способы выражения вязкости
Причины аномальности
ηотнОтносительная
ηпривПриведенная
ηудУдельная
[η] Характеристичесская  
Структурообразовательная
Форма макромолекул
Размер макромолекул
рН среды
Давление
Факторы, влияющие на вязкость растворов биополимеров

 


 


Дата: Занятие № 7

Тема: Свойства растворов биополимеров.Устойчивость растворов биополимеров.

Целевые задачи:

иметь представление :

- об устойчивости растворов биополимеров;

- о факторах , влияющих на устойчивость растворов биополимеров;

-о коацервации и миткрокапсулирловании

Знать:

1. Основные причины нарушения устойчивости растворов биополимеров.

2. Сущность высаливания, высаливающее действие ионов, способность ионов к гидратации.

Блок информации ( по указанию преподавателя):

ВЫСАЛИВАНИЕ –

КОАЦЕРВАЦИЯ


Схема 3.

 

 

Факторы ускоряющие процессы высаливания  
ТЕМПЕРАТУРА
рН среды = рI
ВОДООТНИМАЮЩИЕ СРЕДСТВА
Явления, происходящие при нарушении устойчивости
ВЫСАЛИВАНИЕ
КОАЦЕРВАЦИЯ
ДЕНАТУРАЦИЯ
Понижение растворимости биополимеров в растворе солей с большей концентрацией
Нарушение нативной пространственной структуры биополимера
Нарушение структуры гидратных оболочек макромолекул
введение насыщенныхрастворов электролитов,содержащих сульфат,оксалат-ионы
Наличие водоотнимающих средств
Рост Т
Изменение рН
Физическая
Химическая
рост Т
Давление
УФ
Ультразвук
Кислота и щелочь
Соли тяжелых металлов
Органические растворители
ЗАСТУДНЕВАНИЯ
Факторы устойчивости растворов биополимеров  
Гидратная оболочка за счет полярных и ионогенных групп
Заряд намакро-молекуле за счет ионогенных групп

 


 


Лабораторная работа.