Контрольная работа по "Химии"

Вопрос №5: Дайте  характеристику химическим свойствам  белков. Приведите возможные уравнения  реакций.

 

1.Гидратация. 
Процесс гидратации означает связывание белками воды, при этом они проявляют гидрофильные свойства: набухают, их масса и объем увеличивается. Набухание белка сопровождается его частичным растворением. Гидрофильность отдельных белков зависит от их строения. Имеющиеся в составе и расположенные на поверхности белковой макромолекулы гидрофильные амидные (–CO–NH–, пептидная связь), аминные (NH2) и карбоксильные (COOH) группы притягивают к себе молекулы воды, строго ориентируя их на поверхность молекулы. Окружая белковые глобулы гидратная (водная) оболочка препятствует устойчивости растворов белка. В изоэлектрической точке белки обладают наименьшей способностью связывать воду, происходит разрушение гидратной оболочки вокруг белковых молекул, поэтому они соединяются, образуя крупные агрегаты. Агрегация белковых молекул происходит и при их обезвоживании с помощью некоторых органических растворителей, например этилового спирта. Это приводит к выпадению белков в осадок. При изменении pH среды макромолекула белка становится заряженной, и его гидратационная способность меняется.  При ограниченном набухании концентрированные белковые растворы образуют сложные системы, называемые студнями. Студни не текучи, упруги, обладают пластичностью, определенной механической прочностью, способны сохранять свою форму.

Глобулярные белки могут полностью  гидратироваться, растворяясь в воде (например, белки молока), образуя растворы с невысокой концентрацией. Гидрофильные свойства белков имеют большое значение в биологии и пищевой промышленности. 

Очень подвижным студнем, построенным в основном из молекул белка, является цитоплазма – полужидкое содержимое клетки.  
 
Сильно гидратированный студень– сырая клейковина, выделенная из пшеничного теста, она содержит до 65% воды. 

Гидрофильность, главное качество зерна пшеницы, белков зерна и  муки играет большую роль при хранении и переработке зерна, в хлебопечении. Тесто, которое получают в хлебопекарном  производстве, представляет собой набухший в воде белок, концентрированный  студень, содержащий зерна крахмала.

2. Денатурация белков.

При денатурации под влиянием внешних  факторов (температуры, механического  воздействия, действия химических агентов  и других факторов) происходит изменение  вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы, то есть ее нативной пространственной структуры. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка не меняются. 

Изменяются физические свойства: снижается  растворимость, способность к гидратации, теряется биологическая активность. Меняется форма белковой макромолекулы, происходит агрегирование. В то же время  увеличивается активность некоторых  групп, облегчается воздействие  на белки протеолитических ферментов, а, следовательно, он легче гидролизуется. 

В пищевой технологии особое практическое значение имеет тепловая денатурация  белков, степень которой зависит  от температуры, продолжительности  нагрева и влажности. Это необходимо помнить при разработке режимов  термообработке пищевого сырья, полуфабрикатов, а иногда и готовых продуктов. Особую роль процессы тепловой денатурации  играют при бланшировании растительного сырья, сушке зерна, выпечке хлеба, получении макаронных изделий. Денатурация белков может вызываться и механическим воздействием (давлением, растиранием, встряхиванием, ультразвуком). К денатурации белков приводит действие химических  реагентов (кислот, щелочей, спирта, ацетона). Все эти приемы широко используют в пищевой и биотехнологии.

3.Пенообразование.

Процесс пенообразования – это способность белков образовывать высококонцентрированные системы «жидкость– газ», называемые пенами. Устойчивость пены, в которой белок является пенообразователем, зависит не только от его природы и от концентрации, но и от температуры. Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности (пастила, зефир, суфле). Структуру пены имеет хлеб, а это влияет на его вкусовые свойства.

4.Горение.

Белки горят с образованием азота, углекислого газа и воды, а также  некоторых других веществ. Горение  сопровождается характерным запахом  жженых перьев.

5. Цветные реакции.

Ксантопротеиновая – происходит взаимодействие ароматических и гетероатомных циклов в молекуле белка с концентрированной азотной кислотой, сопровождающееся появлением желтой окраски;

Биуретовая – происходит взаимодействие слабощелочных растворов белков с раствором сульфата меди(II) с образованием комплексных соединений между ионами Cu2+ и полипептидами. Реакция сопровождается появлением фиолетово–синей окраски;

При нагревании белков со щелочью  в присутствии солей свинца выпадает черный осадок, который содержит серу.

6. Амфотерные свойства.

Очень важным для жизнедеятельности  живых организмов является буферное свойство белков, т.е. способность связывать  как кислоты, так и основания, и поддерживать постоянное значение рН различных систем живого организма.

7.Гидролиз белков.

Это необратимое разрушение первичной структуры в кислом или щелочном растворе с образованием аминокислот. Анализируя продукты гидролиза, можно установить количественный состав белков.

Вопрос №35: Приведите  разбивку класса лиазы на группы и подгруппы и приведите примеры ферментов этого класса.

 

Лиа́зы — отдельный класс ферментов, катализирующих реакции негидролитического и неокислительного разрыва различных химических связей (C—C, C—O, C—N, C—S и других) субстрата, обратимые реакции образования и разрыва двойных связей, сопровождающиеся отщеплением или присоединением групп атомов по её месту, а также образованием циклических структур.

В общем виде названия ферментов  образуются по схеме «субстрат + лиаза». Однако чаще в названии учитывают подкласс фермента. Лиазы отличаются от других ферментов тем, что в катализируемых реакциях в одном направлении участвуют два субстрата, а в обратной реакции только один. В названии фермента присутствуют слова "декарбоксилаза" и "альдолаза" или "лиаза" (пируват-декарбоксилаза, оксалат-декарбоксилаза, оксалоацетат-декарбоксилаза, треонин-альдолаза, фенилсерин-альдолаза, изоцитрат-лиаза, аланин-лиаза, АТФ-цитрат-лиаза и др.), а для ферментов, катализирующих реакции отщепления воды от субстрата - "дегидратаза" (карбонат-дегидратаза, цитрат-дегидратаза, серин-дегидратаза и др.). В тех случаях, когда обнаружена только обратная реакция, или это направление в реакциях более существенно, в названии ферментов пристутствует слово "синтаза" (малат-синтаза, 2-изопропилмалат-синтаза, цитрат-синтаза, гидроксиметилглутарил-CoA-синтаза и др.).

Примеры: гистидиндекарбоксилаза, фумаратгидратаза.

По международной классификации и номенклатуре ферментов лиазы принадлежат к 4 классу, в пределах которого выделяют семь подклассов:

• КФ 4.1 включает ферменты, которые расщепляют углерод-углеродные связи, например, декарбоксилазы (карбокси-лиазы);
• КФ 4.2 — ферменты, расщепляющие углерод-кислородные связи, например, дегидратазы;
• КФ 4.3 — ферменты, расщепляющие углерод-азотные связи (амидин-лиазы);
• КФ 4.4 — ферменты, расщепляющие углерод-серные связи;
• КФ 4.5 — включает ферменты, расщепляющие связи углерод — галоген, например, ДДТ-дегидрохлориназа;
• КФ 4.6 — ферменты, расщепляющие фосфор-кислородные связи, например, аденилатциклаза;
• КФ 4.99 — включает другие лиазы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №85: Назовите гормоны, которые являются производными холестерола. Укажите их место секреции и какие биохимические функции они выполняют в организме человека и животных.

 

Холестери́н (др.-греч. χολή — желчь и στερεός — твёрдый; синоним: холестерол) — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных (прокариоты). Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20 % поступают с пищей. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №116: Природные источники витаминов F (синонимы: токоферолы, антистрельные витамины) и потребность в этих витаминах у человека и животных.

 

Витамин F относится к жирорастворимым витаминам. Его название объединяет комплекс ненасыщенных жирных кислот – линолевую (Омега-6), линоленовую (Омега-3) и арахидоновую (Омега-6). Данные вещества попадают в организм человека с пищей, а также через кожу, если использовать мази или косметику.

В этот комплекс также входят эйкозопентаеновая и докозагексаеновая кислоты. Когда набор этих кислот хорошо сбалансирован, это и есть витамин F – для здоровья он незаменим.

О пользе линолевой кислоты узнали ещё в 20-е годы XX века, и опять помогли крысы: в ходе эксперимента над ними выяснилось, что эта кислота излечивает бесплодие, болезни почек, нарушения роста и кожные проблемы.

Позже, в 70-е и 80-е годы, учёные обнаружили, что у эскимосов, живущих в Гренландии, и питающихся преимущественно жирной холодноводной  рыбой, а также жиром морских  млекопитающих, практически не бывает сердечно-сосудистых заболеваний и тромбозов. Дело в том, что морские жиры содержат очень много эйкозопентаеновой и докозагексаеновой кислот, тоже являющихся полиненасыщенными жирными кислотами. Затем были проведены исследования в других областях – на побережье Канады, Норвегии, Японии, и везде уровень подобных заболеваний был крайне низким.

Основной кислотой является линолевая: если её в организме хватает, то линоленовая и арахидоновая кислоты могут синтезироваться сами.

Источниками полиненасыщенных жирных кислот являются в основном растительные масла: льняное, соевое, подсолнечное, кукурузное, оливковое, ореховое, сафлоровое и другие, а также жир животных.

Хочется особо отметить одно из растительных масел, сегодня незаслуженно забытое – это рыжиковое масло. В начале прошлого века оно было очень популярно в нашей стране, и было доступно самым широким  слоям населения. Возможно, это помогало нашим бабушкам дольше оставаться молодыми и предохраняло их от различных заболеваний, процент которых резко увеличился сегодня – инсультов, инфарктов, болезней сердца, атеросклероза и  т.д.

Но вскоре в России стали  выращивать очень много подсолнуха – из него масло добывать проще, и рыжиковое масло, отличающееся гораздо более выраженными лечебными  свойствами, было вытеснено с рынка.

К счастью, сегодня оно  стало появляться вновь, и применяется  не только в кулинарии, но и в фармакологии, и в косметической промышленности. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты  в рыжиковом масле находятся  в оптимальном соотношении, а  Омега-3 и Омега-6 в нём содержится больше, чем во многих растительных маслах.

Сельдь, лосось, скумбрия, рыбий  жир, авокадо, сушёные фрукты, чёрная смородина, орехи – арахис, грецкие, миндаль; семечки, кукуруза, пророщенные  зёрна и овсяные хлопья тоже содержат витамин F. Из трав им богаты огуречник аптечный, вечерний первоцвет, солянка холмовая – она снижает уровень холестерина в крови.

Под воздействием тепла, света  и кислорода витамин F разрушается, и может приобрести совсем не полезные свойства – вместо необходимых веществ  мы получим токсины и свободные  радикалы.

Роль и значение витамина F

Влияние витамина F на организм человека очень широко. Он помогает усваивать жиры, нормализует жировой  обмен в коже, способствует выведению  из организма лишнего холестерина, положительно влияет на репродуктивную функцию. Профилактика и эффективное  лечение атеросклероза невозможны без витамина F; применяется он и при кожных заболеваниях.

Витамин F укрепляет иммунитет  и ускоряет заживление ран, предупреждает  аллергию и облегчает её симптомы; оказывает благоприятное действие на процесс развития сперматозоидов.

При развитии в организме  воспалительных процессов витамин F уменьшает и останавливает их: снимает отёки и боли, улучшает отток и циркуляцию крови.