Биополимеры и их структурные компоненты. Липиды

Пептиды и белки

3.1.1. Аминокислоты, входящие в состав белков: строение, номенклатура,стереоизомерия, кислотно-основные свойства, классификации аминокислот. Биосинтетические пути образования a-аминокислот из кетонокислот.Пиридоксалевый катализ.

3.1.2. Пептиды. Электронное и пространственное строение пептидной связи. Кислотно-основные свойства пептидов. Гидролиз пептидов. Установление аминокислотного состава и первичной структуры пептидов. Понятие о стратегии и тактике пептидного синтеза.

3.1.3. Белки: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры, сложные белки (гликопротеины, липопротеины,нуклеопротеины,фосфопротеины,металлопротеины). Понятие о связи биологической активности белков с их структурой

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1.Строение и стереоизомерия важнейших α - аминокислот, входящих в состав пептидов и белков, и их сокращенные обозначения, используемые при записи строения пептидных цепей.

2. Амфотерность α - аминокислот; существование в водной среде равновесной смеси

катионных, анионных и диполярных форм. Изоэлектрическая точка.

3.Химическая основа реакций, лежащих в основе количественного определения

(нингидринной реакции, дезаминирования) и качественных реакций (образование

внутрикомплексных солей с катионами меди(II)).

4. Химическая основа осуществляемых в организме реакций - трансаминирования и

восстановительного аминирования; декарбоксилирования; окисления тиольных групп.

5.Принцип построения пептидной цепи; электронное строение и пространственное

расположение пептидной группы.

6. Строение и номенклатура пептидов на примере простейших представителей.

Гидоролиз пептидов.

Уметь

1.Обосновывать причину амфотерных свойств и приводить схемы равновесия

катионных, анионных и диполярных форм для нейтральных, кислых и основных α-

аминокислот в водных растворах, используя табличные значения изоэлектрической точки.

2.Приводить модели осуществляемых в организме реакций (трансаминирования,

восстановительного аминирования, декарбоксилирования) и образования дисульфидных

связей на примере глутатиона.

3.Изображать электронное строение и обосновывать плоскостное расположение

пептидной группы.

4. Записывать фрагменты первичной структуры полипептидов в виде последовательно связанных трех-четырех аминокислотных остатков с указанием на наличие пептидных групп, боковых радикалов, N- и С-концевых аминокислот. Применять номенклатуру пептидов. Приводить схемы реакций гидролиза

5. Иметь понятие о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуре белков.

Углеводы

3.2.1. Простые углеводы: классификация,стереоизомерия,таутомерные превращения.Аномерный эффект. Стереохимические ряды моноз. Нуклеофильное замещение у аномерного центра,О- и N-гликозиды. Окисление и восстановление моноз: гликоновые,гликаровые,гликуроновые кислоты; ксилит, сорбит,маннит. Реакции альдольного типа в ряду моносахаридов.

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1. Строение, названия и виды стереоизомерии важнейших моносахаридов.

2. Принципы построения проекционных формул Фишера, формул Хеуорса.

Ориентироваться в правилах построения конформационных формул.

3. Цикло-оксо-таутомерные превращения моносахаридов.

4. Реакционную способность функциональных групп моносахаридов и их производных.

5. Причины проявления моносахаридами восстанавливающих свойств в качественных пробах с реактивами Толленса, Фелинга и и Бенедикта.

Уметь

1.Представлять строение важнейших пентоз (рибоза, ксилоза), гексоз (глюкоза,

галактоза, манноза, фруктоза), дезоксисахаров (2-дезоксирибоза), аминосахаров

(глюкозамин, галактозамин) в открытой и циклической формах с использованием

проекционных формул Фишера и формул Хеуорса соответственно.

2.Ориентироваться в применении конформационных формул для пиранозных форм

моносахаридов.

3.Определять принадлежность моносахаридов к D- или L-стереохимическому ряду

по их проекционным формулам.

4.Приводить схему цикло-оксо-таутомерии моносахаридов с объяснением причин

взаимного перехода различных форм.

5.Приводить схемы реакций получения гликозидов, сложных эфиров (ацетатов,

фосфатов) моносахаридов, а также реакций гидролиза этих производных.

6.Приводить строение альдитов (сорбит, ксилит, маннит), глюконовой и глюкуроновой кислот.

3.2.2. Олигосахариды (мальтоза,целлобиоза, лактоза, сахароза),гомополисахариды (крахмал, амилоза, амилопектин, гликоген, декстран, целлюлоза) и гетерополисахариды (гиалуроновая кислота,хондроитинсульфаты, гепарин). Первичные структуры, пространственное строение, гидролиз. Понятие о смешанных биополимерах (пептидогликаны,протеогликаны, гликопротеины, гликолипиды).

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1.Принципиальные типы связывания моносахаридных остатков в ди- и полисахаридах с помощью гликозидных связей.

2. Состав, структуру и стереоизомерию важнейших дисахаридов.

3. Способность восстанавливающих дисахаридов к таутомерным превращениям.

4. Реакции получения сложных эфиров дисахаридов и реакции гидролиза ди- и полисахаридов.

5. Принципиальные схемы построения макромолекулярных цепей важнейших гомо- и гетерополисахаридов.

Уметь

1.Представлять структуру важнейших дисахаридов (мальтоза, лактоза, целлюбиоза, сахароза).

2.Представлять на примере мальтозы и целлобиозы различие в конфигурации

гликозидной связи между двумя глюкозными остатками.

3.Представлять на примере мальтозы и сахарозы различие в типе гликозидной связи, связывающей моносахаридные остатки.

4. Приводить схему таутомерных превращений восстанавливающих дисахаридов.

5. Приводить схемы реакций гидролиза дисахаридов.

6. Представлять схему построения полимерных цепей гомополисахаридов (амилозы,

амилопектина, гликогена, целлюлозы) и гетерополисахаридов (хондроитинсульфатов и гиалуроновой кислоты).

Нуклеиновые кислоты

3.3.1. Нуклеиновые основания (урацил,тимин,цитозин и аденин, гуанин). Лактим-лактамная таутомерия, водородные связи в парах оснований,комплементарность.

3.3.2. Нуклеозиды. Конфигурация гликозидного центра, гидролиз.Нуклеозидмоно- и полифосфаты (АМФ, АДФ, АТФ).Нуклеозидциклофосфаты (цАМФ,цГМФ). Особенности их строения, предопределяющие их функционирование в качестве макроэргических соединений и биорегуляторов.

3.3.3. Нуклеотиды. Строение, номенклатура, гидролиз.

3.3.4. Нуклеиновые кислоты: первичная структура, фосфодиэфирная связь, вторичная структура, изменение структуры нуклеиновых кислот под действием химических веществ.

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1. Пиримидиновые и пуриновые нуклеиновые основания и их сокращенные обозначения.

2. Строение нуклеозидов.

3. Строение нуклеотидов и их названия как фосфатов.

4. Принцип строения полинуклеотидной цепи (первичная структура ДНК и РНК).

5. Комплементарность нуклеиновых оснований как причина стабилизации двойной

спирали ДНК.

6. Полинуклеозидфосфаты и их участие в биохимических процессах переноса

фосфатных групп.

7. Строение никотинамидных коферментов – НАД⁺ и НАДФ⁺ (окисленные формы)

и НАДН и его фосфата НАДФН (восстановленные формы).

8. Перенос гидрид-иона как химическая основа окислительно-восстановительного

действия системы НАД⁺ – НАДН.

Уметь

1. Приводить строение входящих в состав нуклеиновых кислот пиримидиновых и

пуриновых нуклеиновых оснований в лактамной форме и их трехбуквенные обозначения.

2. Приводить строение нуклеозидов, названия и их трехбуквенные обозначения.

3. Изображать формулы отдельных представителей нуклеотидов с приведением их

названий как фосфатов и указанием на наличие сложноэфирной и N-гликозидной связей.

4. Приводить схематически результат гидролиза нуклеиновых кислот.

5. Приводить образование комплементарных пар нуклеиновых оснований за счет

водородных связей.

6. Приводить строение АДФ и АТФ с указанием наличия в них макроэргических

ангидридных связей и модель реакции переноса фосфатных групп в организме на

гидроксилсодержащие соединения с помощью АТФ.

7. Записывать формулы никотинамидных коферментов и их фосфатов в восстановленной и окисленной формах.

8. Приводить модели реакций окисления и восстановления в организме с участием

кофермента НАД⁺ и НАДН.

Владеть

1. Записывать фрагменты первичной структуры ДНК и РНК.

Липиды

3.4.1. Омыляемые липиды (жиры, фосфолипиды,сфинголипиды,церамиды,сфингомиелины, гликолипиды). Понятие о структурных компонентах и основных особенностях химического поведения.Пероксидное окисление фрагментов высших жирных кислот.

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1. Природные высшие жирные кислоты и высшие спирты, входящие в состав

липидов.

2. Строение триацилглицеринов и свойства (гидролиз). Жиры и масла.

3. Строение L-глицеро-3-фосфата и L-фосфатидовых кислот

4. Строение важнейших представителей фосфатидов - фосфатидилсеринов,

фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилхолинов – и пути перехода в организме от одной

группы к другой.

5. Строение сфингозина и его N-ацилированных производных (церамидов).

6. Распознавать фрагмент церамида в структуре сфингомиелинов

Уметь

1. Приводить строение по названию и давать название по формуле для отдельных

представителей триацилглицеринов. Приводить схемы реакций гидролиза.

2.Приводить общую формулу фосфатидовых кислот и представителей фосфатидов:

фосфатидилсеринов, фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов.

3.Приводить строение сфингозина и распознавать его структурный фрагмент в

церамидах.

4.Распознавать фрагмент церамида в структурах сфингомиелинов.

Владеть

1. Приводить общие и структурные формулы, названия по систематической

номенклатуре высших жирных кислот, входящих в состав липидов: пальмитиновой,

стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой и арахидоновой.

3.4.2.Неомыляемые липиды (терпеноиды, стероиды). Биологически важные представители класса: ментол,камфора, витамин А, стероидные гормоны (эстрогены, андрогены, гестагены, кортикостероиды), желчные кислоты, холестерин, эргостерин, витамин D,дигитоксигенин,строфантидин.

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1.Строение гонана и родоначальных углеводородных структур основных групп

стероидов – эстран, андростан, прегнан, холан, холестан.

2.Стереохимическое строение стероидного скелета с учетом различных типов

сочленения циклогексановых колец. Способы обозначения положения заместителей

относительно условной плоскости молекулы.

3. Важнейшие группы стероидов и их представители.

Уметь

1.Изображать скелетные и стереохимические формулы 5α - и 5β- гонана и нумеровать углеродный скелет стероидов.

2. Определять по строению углеродного скелета заместителя у С-17 в кольце D

характер родоначального углеводорода (прегнана, холана, холестана) и относить

стероидное соединение к соответствующей классификационной группе.

3.Определять по структурным признакам характер родоначального углеводорода

(эстрана или андростана) и относить стероидное соединение к соответствующей

классификационной группе.

Владеть

1. Ориентироваться в выборе структурных формул важнейших представителей стероидов

(холестерин, эргостерин, холевая кислота, альдостерон, преднизолон, эстрон, эстрадиол,

андростерон, тестостерон).