Качественные реакции на белки

Название реакции	Использованные реактивы	Окраска	Чем обусловлена реакция?
Биуретовая
Ксантопротеиновая

Опыт №5. Реакции осаждения белков

1. Осаждение белков минеральными кислотами.

В три сухие пробирки налейте по 1-2 мл концентрированной серной, соляной и азотной кислот. Наклоните каждую пробирку, осторожно по стенке прилейте в нее из пипетки по 0,5 мл исследуемого раствора белка так, чтобы он не смешивался с кислотой. В месте соприкосновения двух жидкостей появляется белый аморфный осадок белка. При встряхивании осадок в пробирке с азотной кислотой увеличивается, а осадки в пробирках с соляной и серной кислотами растворяются.

Концентрированные минеральные кислоты вызывают необратимое осаждение белков. Это связано как с дегидратацией белковых молекул, так и с денатурацией белка.

2. Осаждение белков спиртами.

В пробирку налейте 1-1,5 мл раствора белка и добавьте немного кристаллического хлорида натрия. Прилейте постепенно туда же 5-6 мл этилового спирта. Выпадает хлопьевидный осадок белка вследствие дегидратации белковых молекул при добавлении спирта.

Выводы

1. Что такое белок? Как связаны между собой аминокислоты в молекуле белка?

2. Значение цветных реакций на белки.

Контрольные вопросы

1. На чем основана классификация аминокислот.

2. Строение (формулы) и номенклатура аминокислот.

3. Устойчивость спиральной цепи вторичной структуры белков обусловлена наличием большого числа:

а) мостиковых дисульфидных связей; б) водородных связей; в) дисперсионных связей; г) ковалентных полярных связей.

4. Что образуется при полном гидролизе пептидов?

5. Молекула природного белка построена из остатков:

а) ε-аминокислот; б) β-аминокислот;

в) оксикарбоновых кислот; г) α-аминокислот.

Практическая работа №4 физико-химические свойства ферментов

Ферменты – биологические катализаторы белковой природы. Они присутствуют во всех тканях, клетках, внутриклеточных органеллах и биологических жидкостях. Благодаря ферментам обмен веществ в живых организмах протекает с большой скоростью при температуре тела и без участия сильнодействующих химических реагентов.

Ферменты как катализаторы: 1) не вызывают каких-либо реакций, невозможных по термодинамическим законам; 2) увеличивают скорость как прямой, так и обратной реакции обратимого химического процесса; 3) остаются химически неизменными; 4) в очень малых количествах способны превращать несоизмеримо большие массы субстратов.

Согласно современным представлениям ферменты увеличивают скорость химической реакции, снижая энергетический барьер данной реакции. Ведущую роль в механизме ферментативного катализа играют промежуточные фермент-субстратные комплексы, образование которых определяется тонкой структурой активного центра и уникальной структурой всей молекулы фермента.

Ферменты делят на простые и сложные. У простых ферментов функции

контактных и каталитических групп активного центра определяются только радикалами аминокислотных остатков, у сложных ферментов активный центр включает также коферменты и ионы металлов.

Все ферменты делят на 6 классов в зависимости от типа реакций, ими катализируемых.

1. Оксидоредуктазы – ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции.

2. Трансферазы – ферменты, катализирующие реакции переноса различных групп с одной молекулы на другую.

3. Гидролазы – ферменты, ускоряющие реакции гидролиза.

4. Лиазы – ферменты, отщепляющие от субстрата определенные группы негидролитическим путем с образованием двойной связи или наоборот, присоединяющие группы к двойным связям.

5. Изомеразы – ферменты, ускоряющие процессы внутримолекулярных превращений.

6. Лигазы или синтетазы – ферменты, катализирующие реакции синтеза.

Литература: [1, гл. 5]; [2, гл. IV, § 3.1-3.7].

Цель работы – изучить некоторые физико-химические свойства ферментов; изучить специфичность действия ферментов.

Опыт №1. Определение каталазы

Каталаза – фермент, катализирующий разложение пероксида водорода на молекулярный кислород и воду.

2Н₂О₂ → О₂ ↑ + 2Н₂О

Каталаза содержится во всех тканях и жидкостях организма. Ее биологическая роль заключается в обезвреживании пероксида водорода Н₂О₂, образующейся в организме в окислительно-восстановительных процессах.

В пробирку налейте 10-15 капель 3 %-го раствора пероксида водорода и 1 каплю крови. Жидкость вспенивается, так как происходит бурное выделение пузырьков кислорода. Ту же реакцию проделайте с картофельным соком. Сделайте вывод о проделанной реакции.

Опыт №2. Открытие амилазы

Специфичность действия амилазы выражается в способности данного фермента катализировать реакции одного стереоизомера, одного определенного субстрата или группы сходных по строению субстратов, характеризующихся

определенным типом химической связи или наличием определенной химической группировки. Это свойство является наиболее важным среди свойств биологических катализаторов. Оно обусловлено наличием в молекуле фермента активного центра, ответственного за каталитическую активность, формирование которого происходит под влиянием субстрата в момент взаимодействия. Специфичность действия в работе изучается на примере α-амилазы слюны.

Приготовление разбавленной слюны: отмерьте цилиндром 20 мл дистиллированной воды и ополаскивайте ею рот в течение 1-2 минут. Собранную жидкость отфильтруйте через вату, и фильтрат используйте для работы.

В две пробирки налейте по 5 мл крахмального клейстера и добавьте в одну из них 5 мл воды, а в другую – 5 мл раствора слюны. Все пробирки одновременно поместите в водяную баню при 40 ⁰С и нагрейте 20 мин. По истечении времени пробирки выньте из бани. Содержимое каждой пробирки делят на две части. К первой части каждой пробирки добавьте по одной капле раствора йода.

В пробирке с водой образуется характерная синяя окраска с йодом, что свидетельствует о наличие крахмала. В пробирке со слюной синяя окраска с йодом не образуется, что свидетельствует о гидролизе крахмала.

Ко второй части каждой пробирки добавьте 1-2 мл фелинговой жидкости и смесь нагрейте до начала кипения. В пробирке со слюной образуется красный осадок оксида меди (I) за счет восстановления гидроксида меди (II) продуктами гидролиза крахмала (мальтозой и низкомолекулярными декстринами). Проба с водой в тех же условиях не восстанавливает гидроксид меди (II) в оксид меди (I) и красного осадка не образуется.

Выводы

1. Дайте определения понятию «ферменты».

2. Каковы основные свойства ферментов?

3. Перечислите методы определения каталазы и амилазы.