Лабораторно-практическое занятие

«Белки – ферменты. Физико-химические свойства ферментов»

Часа

Цель работы: ознакомиться с каталитической функцией ферментов, изучить основные физико-химические свойства ферментов на примере амилазы; обнаружить наличие ферментов в некоторых пищевых продуктах.

Оборудование: штатив с пробирками, водяная баня, термометр, стеклянные палочки, предметные стекла, секундомер, термостат, химические стаканы, стеклянная палочка, маленькие пробирки, лучинка, спички, скальпель, ступка с пестиком, марля, спиртовка, держатели для пробирок.

Реактивы: 0,5 и 1% раствор крахмала, раствор Люголя, 1/15М дигидрофосфат калия, 1/15М гидрофосфат натрия, фермент амилаза, 1% раствор сахарозы, 10% раствор гидроксида натрия, 1% раствор сульфата меди, дистиллированная вода, 1% раствор хлорида натрия, йод в иодиде калия, раствора ляписа АgNO₃, конц. уксусная кислота, 3% раствор хлорида железа (III) FeCl₃, конц. раствор гидроксида натрия или аммония, 3% раствор перекиси водорода, формальдегид, 0,1 % спиртовой раствор метиленовой сини, 0,1 % раствор тирозина, 10 % раствора белка, насыщенный раствор сульфата аммония, кристаллический сульфат аммония.

Материалы: молоко, кусочки сырого и вареного мяса, сырой и вареный картофель, яйцо, слюна, лекарственные препараты фермента (фестал, панкреатин).

Основная литература:

1. Филлипович С.Б., Ковалевская Н.И., Севастьянова Г.А. Биологическая химия: учебное пособие для вузов.- М.: Академия, 2005. – 254 с.

2. Филлипович С.Ю., Коничев А.С., Севастьянова Г.А.Биохимические основы жизнедеятельности человека: учебное пособие для вузов. – М.: ВЛАДОС, 2005.– 404с.

Дополнительная литература:

1. Основы биохимии: Учебник для студ. биол. спец. универ. /А.А. Анисимов, А.Н.Леонтьева, И.Ф. Александрова и др. – М.: Высшая школа, 1986. – С. 133-171.

2. Грин Н. Биология в 3-х томах / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. – М.: Мир, 1993.- С.195-210.

3. Ленинджер А. Л. Основы биохимии в 3-х томах. – М.: Мир, 1985.- Т1- С.226-269.

3. Марри Р. Биохимия человека в 2-х томах. Мари Р., Греннер Д. и др. – М.: Мир, 1993. - Т1 – С.63-95.

5. Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф Коровкин. – М.: Медицина,2007.- С.75-110.

 

Методические рекомендации к занятию

При подготовке к занятию необходимы знания об особенностях строения, классификации, физико-химических свойств ферментов. При выполнении лабораторного практикума нужны знания качественных реакций на йод, влияния температуры, рН среды, активаторов и ингибиторов на свойства ферментов.

План занятия

I. Теоретический практикум.

II. Лабораторный практикум.

III. Решение задач и выполнение упражнений.

I.ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Основной теоретический материал

Ферментами называются биологически активные катализаторы белковой природы, обеспечивающие многообразные превращения в организме. В основе действия ферментов лежит их способность взаимодействовать с субстратами с образованием комплекса. В результате этого происходит активация субстрата, который в дальнейшем вступает в реакции при значительно сниженной энергии активации с высокой скоростью.

Все ферменты разделяют на два большие класса: однокомпонентные и двухкомпонентные. К первому классу относятся ферменты, состоящие только из белка, обладающего каталитическими свойствами, а ко второму классу - ферменты, которые состоят из белка и связанной с ним небелковой части, так называемой активной группой. Для названия активных групп двухкомпонентных ферментов часто используют термин кофермент, или простетическая группа. У однокомпонентных ферментов роль активных групп выполняют определенные химические группировки, входящие в белок. Эти группировки получили название активных или каталитических центров.

Одним из свойств ферментов, отличающихся от свойств неорганических катализаторов, является их большая лабильность - зависимость от ряда воздействий: концентрации водородных ионов, температуры, окислительно-восстановительных условий, концентрации некоторых соединений (продуктов обмена веществ), ионов металлов и т.п.

Вторая весьма существенная особенность каталитического действия ферментов состоит в том, что оно строго специфично, то есть действие ферментов направлено на совершенно определенные химические связи.

По характеру своего каталитического воздействия ферменты разделяются на шесть классов:

1) оксидоредуктазы или окислительно-восстановительные ферменты;

2) трансферазы, т.е. ферменты, катализирующие перенос различных групп атомов с одной молекулы на другую;

3) гидролазы, катализирующие гидролитические реакции;

4) лиазы - ферменты, которые отщепляют от субстратов ту или иную группу (не путем гидролиза) с образованием двойной связи или наоборот, присоединяют к двойным связям;

5) изомеразы, т.е. ферменты, катализирующие реакции изомеризации органических соединении;

6) лигазы или синтетазы - к этому классу принадлежат ферменты, которые катализируют синтетические реакции. Каждый из этих классов подразделяется на подклассы, а они, в свою очередь, на более мелкие группы.

Вопросы для контроля знаний

1. Общая характеристика белков.

2. Полипептидная теория строения белковой молекулы.

3. Физико-химические свойства белков

4. Уровни структурной организации белков.

5. Функциональное разнообразие белков.

6. Классификация белков.

7. Общая характеристика, историческая справка изучения ферментов.

8. Строение ферментов.

9. Активация и ингибирование ферментов.

10.Особенности физико-химических свойств ферментов.

11.Классификация ферментов.

12.Модификация ферментов.

13.Мультиферментные системы.

14. Саморегуляция ферментативной активности (ретроингибирование).

15.Специфичность действия ферментов, виды специфичности.

16.Теории субстратной специфичности.

17. Примеры однокомпонентных ферментов.

18. Примеры металлосодержащих ферментов.

19. Соединения – коферменты.

20. Примеры двухкомпонентных ферментов

Устные сообщения студентов по отдельным белкам, ферментам, гормонам по плану:

1. Название белка и его место в классификации.

2. Особенности строения и структуры молекулы белка (рисунок, схема).

3. Биологическая роль белка.