Занятие № 4. Сложные белки. Биологические мембраны.

Цель занятия. Ознакомиться и закрепить у студентов знания о структуре и биологической роли сложных белков нуклео-, глико-, хромо-, липо- и фосфопротеинов. Изучить структуру и свойства биологических мембран.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-строение отдельных представителей сложных белков - глико-, хромо-, нуклео-, фосфо-, липопротеинов; -биологическую роль гликопротеинов сыворотки крови и слизистых оболочек; -структуру и биологические функции ДНК и РНК; -основные формы и производные гемоглобина; -состав и функции липопротеинов сыворотки крови; -строение и функции биомембран; типы переноса веществ через мембраны.	-представить схематически первичную и вторичную структуры РНК и ДНК; -схематически представит структуру гема, охарактеризовать связи гема и глобина; -интерпретировать изменения количества липопротеинов в сыворотке крови.

 

Содержание занятия. На занятии студенту предстоит пройти проверку выполнения домашнего задания, ответить на вопросы преподавателя, пройти тест-контроль. В ходе практикума студенты выделят муцин из слюны и определят в нем углеводный компонент, также им предстоит выделить казеиноген из молока и доказать наличие в его составе фосфорной кислоты, провести качественную реакцию на гемоглобин и определить содержание липопротеинов низкой плотности в сыворотке крови.

УИРС. Решение ситуационных задач, обсуждение реферативных сообщений.

 

Методические указания к самоподготовке

Для успешного овладения материала по сложным белкам необходимо иметь четкие представления о структуре их простетической группы, поэтому при подготовке к занятию необходимо вспомнить строение углеводов, липидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, порфиринов. Пользуясь учебником и лекциями, изучите классификацию гликопротеинов, характер связи между белковыми и углеводными компонентами, структуры и свойства отдельных представителей гликопротеинов.

При подготовке к занятию обратите внимание на роль фосфопротеинов, на значение для организма человека казеина молока, альбумина и вителлина яичного желтка, ихтуллина рыбьей икры, разберите биологическое значение нуклео-, хромо-, липопротеинов в организме человека, изучите строение биомембран.

Для усвоения темы выполнить следующие задания.

 

№№	Задание	Указания к выполнению задания
1.	Вспомните классификацию, структуру и химические свойства углеводов.	1) Напишите формулы (по Хеуорзсу), α -D-глюкозы, α -D-фруктозы, N-ацетилглюкозамина, нейраминовой кислоты.
2.	Изучите строение, свойства и биологическую роль отдельных групп гликопротеинов.	1) Обратите внимание на О- и N-гликозидные связи между белковым и углеводными компонентами гликопротеинов. 2) Приведите примеры гликопротеинов, обладающих ферментативными свойствами, являющихся гормонами, белками свертывания крови, транспортными белками. 3) Кратко охарактеризуйте свойства и биологическую роль гликопротеинов слизей: муцина слюны, гастро-, урогликопротеинов.
3.	Изучите классификацию, структуру и биологическую роль протеогликанов.	1) Приведите классификацию гликозаминогликанов. Напишите строение дисахаридных звеньев гиалуроновой кислоты, хондроэтин-, кератан-, дерматан-, гепарансульфата. 2) Зарисуйте схему протеогликановых комплексов внеклеточной жидкости. Охарактеризуйте роль гиалуроновой кислоты как цементирующего агента межклеточного матрикса. 3) Перечислите физико-химические свойства протеогликановых комплексов.
4.	Вспомните структуру азотистых оснований, нуклеозидов и нуклеотидов. Как образуется полинуклеотидная цепь ДНК и РНК?	1) Напишите фрагмент ДНК состава ТАГ. 2) Напишите фрагмент РНК состава ЦУА.
5.	Вспомните вторичную структуру ДНК и изучите уровни укладки ДНК в составе ДНК-протеинов.	1) Нарисуйте двойную спираль ДНК и приведите ее характеристики - диаметр, количество нуклеотидных пар в витке. Как образуются малая и большая борозды ДНК? Покажите комплементарное взаимодействие (образование водородных связей) между аденином и тимином, гуанином и цитозином 3) Как образуются нуклеосомы, что такое соленоиды? Разберите пространственную укладку молекулы ДНК в хромосомах в клубки второго, третьего порядков. 4) Охарактеризуйте биологическую роль гистонов в ДНК-протеинах.
6.	Вспомните строение различных видов РНК и изучите структуру РНК-протеинов.	1) Охарактеризуйте вторичную и третичную структуру РНК. 2) В чем заключаются особенности рибосомальной РНК? Зарисуйте строение рибосом и охарактеризуйте каждую субчастицу как рибонуклеопротеин. 3) Схематически представьте строение транспортной РНК и выделите особенности ее строения и биологическую роль.
7.	Изучите структуру гемоглобина.	1) Напишите химическую формулу гема. 2) Как соединяются молекулы гема с полипептидными цепями глобина в молекуле гемоглобина? 4) Схематически представьте четвертичную структуру гемоглобина.
8.	Изучите свойства производных гемоглобина и их строение.	1) Схематически покажите как присоединяются лиганды к молекуле гемоглобина – как образуются окси-, карбокси-, карбгемоглобин. 2) Как оказать первую помощь при отравлении CO? 3) Что такое метгемоглобин? Опишите группы соединений, лекарственных веществ, приводящие к метгемоглобинемии.
9.	Вспомните строение липидов.	1) Приведите классификацию липидов. 3) Приведите общую формулу триацилглицеринов, приведите примеры простого (триолеин) и смешанного (стреароолеопальмитин) тригицерида. Вспомните, какова зависимость физико-химических свойств нейтральных жиров от жирно-кислотного состава. 4) Вспомните строение фосфоглицеридов - фосфатидной кислоты, лецитинов, кефалинов, фосфатидилсеринов и плазмалогенов. 5) Вспомните строение сфинголипидов - церамидов, сфингомиелинов, цереброзидов и ганглиозидов. 6)Какие соединения относятся к группе стеринов? Вспомните строение холестерина и его эфиров.
10.	Изучите строение, состав, методы разделения и биологическую роль липопротеинов плазмы крови.	Зарисуйте строение липопротеина плазмы крови. Какими методами можно произвести разделение плазменных липопротеинов? Какова функция липопротеинов плазмы крови? Заполните таблицу, характеризующую состав основных групп липопротеинов сыворотки крови.
11.	Изучите строение и функции биомембран	1) Укажите химический состав биомембран. Зарисуйте схему строения биомембран как липопротеинового би-слоя. 2) Охарактеризуйте фазовое состояние – жидкокристаллическую структуру биомембран и влияние соотношения холестерин: жирные кислоты на фазовые переходы. 3) Опишите виды транспорта через биомембраны. 4) Что такое липосомы? С какой целью они могут использоваться в медицине?
12.	Изучите строение фосфопротеинов	1) Охарактеризуйте связь фосфорной кислоты с белковой частью (апопротеином) 2) Приведите примеры наиболее распространенных фосфопротеинов и охарактеризуйте их биороль.

Графологическая структура «Строение и функции сложных белков» (см. приложение 1).

 

Заполните таблицу.

Фракция липопротеидов	Общее содержание, г/л	Белок (апопротеин), %	Триглице- риды, %	Холестерин, %	Фосфатиды, %
1.Хиломикроны (γ -липопротеины)
2. ЛПОНП (пре-β -липопротеины)
3.ЛПНП (β -липопротеины)
4.ЛПВП (α -липопротеины)

 

Кратко выпишите принцип метода, химизм порядок проведения работ, выполняемых на лабораторном занятии. Не забывайте оставлять достаточно места для выполнения расчетов и выводов.

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Гемоглобин связывает углекислый газ ….

а) через гем

б) через железо гема

в) по типу карбаминового связи через аминогруппы остатков аминокислот

г) сложно-эфирной связью

д) гликозидной связью

 

1.2. … является гликопротеином.

а) инсулин

б) тиреотропный гормон

в) вазопрессин

г) глюкагон

д) окситоцин

 

1.3. Избирательная проницаемость мембран достигается путем активного транспорта. Активный транспорт отличается от пассивного тем, что ….

а) требует энергии, но не требует переносчика

б) зависит преимущественно от диффузии и осмоса

в) требует специфического переносчика, но не требует энергии

г) ассоциирован с пиноцитозом

д) требует энергии и специфического переносчика

 

Вид 2. 2.1. Сывороточные липопротеины – содержание белка и липидов.

1. хиломикроны а. 10% белка и 90% липидов

2. a-липопротеины (ЛПВП) б. 2% белка и 98% липидов

3. пре-b-липопротеины (ЛПОНП) в. 22% белка и 78% липидов

4. b-липопротеины (ЛПНП) г. 50% белка и 50% липидов

 

2.2. Класс сложных белков – представители.

1. хромопротеины а. цитохромы

2. гликопротеины б. хиломикроны

3. липопротеины в. гемоглобин

4. фосфопротеины г. ихтуллин

5. металлопротеины д. казеиноген

е. муцин

ж. ферритин

2.3.Сложные белки – преимущественная локализация.

1. липопротеины а) ядро

2.цитохромы б) внутренняя мембрана митохондрий

3. ДНК-протеины в) плазма крови

4. гликозаминопротеогликаны г) межклеточный матрикс

5. РНК-протеины д) биомембраны

е) рибосомы

 

Вид 3. Правильное сочетание ответов.

3.1. В большинстве гликопротеинов углеводный фрагмент соединяется к белку посредством гликозидной связи через ….

1. e-аминогруппу остатка лизина

2. b-амидный азот аспарагина

3. g- амидный азот глутамина

4. b-гидроксигруппу треонина

5. a-гидроксигруппу серина

 

3.2. Протеогликановые комплексы (мукополисахариды) характеризуются ….

1. внеклеточной локализацией

2. цементирующей ролью кератансульфата

3. цементирующей ролью гиалуроновой кислоты

4. суперперевитой a-спиралью

5. только внутриклеточной локализацией

 

Вид 4. Определите правильность утверждений в предложении и наличие логической связи между ними.

4.1. Гликопротеины на поверхности липосом могут быть использованы в качестве вектора, обеспечивающего направленную доставку липосом к клеткам-мишеням, потому что мембранные гликопротеины часто играют роль специфических рецепторов.

 

4.2.Транспортная т-РНК участвует в синтезе белка, потому что она транспортирует и-РНК.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. В приемное отделение больницы поступил 67-летний мужчина с жалобами на сжимающие боли в груди и сильную одышку. Цвет лица и конечностей синюшный, кровь, взятая на анализ, шоколадного цвета. Больной сообщил, что долгое время страдает от стенокардии и принимает препараты изосорбита тринитрата и нитроглицерин. Что послужило причиной резкого ухудшения состояния больного?

Задача 2. Больная 42 лет. Жалуется на боли в области почек и при мочеиспускании. При анализе крови изменений не обнаружено. В моче обнаружена кровь, белок – 0, 33%, значительное количество осадка. Содержание урогликопротеинов в суточной моче 95 мг. Какое заключение можно сделать на основе анализа мочи? Какие дополнительные биохимические исследования необходимо провести для уточнения диагноза?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Проба Тейхмана.

Проба позволяет обнаружить наличие очень небольших количеств крови в исследуемом материале. Широко используется в судебно-медицинской практике.

Проба основана на том, что при действии на гемоглобин концентрированных кислот происходит отщепление свободного гема, который в присутствии солей соляной кислоты переходит в гемин, выпадающий в форме характерных кристаллов ромбовидной формы.

Ход работы. Приготовить мазок крови и осторожно подсушить его, держа стекло высоко над пламенем спиртовки. Прибавить 2-3 кристаллика NaCl и 1-2 капли концентрированной уксусной кислоты, тщательно перемешать стеклянной палочкой и нагреть до кипения на небольшом пламени.

После охлаждения стекла исследовать мазок под микро- скопом. Кристаллы гемина зарисовать в протоколе.

 

Рисунок 4. Кристаллы гемина под микроскопом.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Аудиовизуальные произведения. Сложные объекты.
2. Биологические и хозяйственно - полезные признаки сельскохозяйственной птицы.
3. Биологические мембраны клетки их строение химический состав и функции.
4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СЕКСА
5. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНКУБАЦИИ
6. Биологические основы инкубации
7. Биологические особенности изучаемого вида
8. Биологические особенности роста и развития капусты
9. Биологические особенности ячменя.
10. Биологические подходы к возникновению и поддержанию панического расстройства
11. Биологические предпосылки прогрессивного развития гоминид. Антропогенез. Характеристика основных этапов.
12. Биологические процессы в океане и их взаимодействие с гидрологическими условиями