Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы. Тема 1.3. физико-химические свойства белков

Тема 1.3. физико-химические свойства белков

Цель занятия. Уметь использовать физико-химические свойства белков для получения очищенных белковых препаратов. Уметь объяснять амфотерные свойства белков и изменение суммарного заряда белков при различных значениях рН среды. Познакомиться с реакциями осаждения белков из растворов. Усвоить принцип разделения белков методом электрофореза.

Исходный уровень. См. занятие 1.2.

Повторить. Строение аминокислот (ионогенные), образование пептидной связи.

Содержание теоретического материала. 1.Молекулярная масса белков и ее определение. 2. Размер и форма белковой молекулы. 3. Амфотерность и наличие электрического заряда белковой молекулы. Зависимость заряда молекулы (степень ионизации анионных и катионных групп) от значения рН среды. 4. Усвоить понятия: изоэлектрическое состояние, изоэлектрическая точка. Определять суммарный заряд пептидов при различных значениях рН. 5. Физико-химические свойства белков (растворимость, ионизация, гидратация). 6. Знать факторы, от которых зависит растворимость белков. 7. Методы разделения и очистки белков и физико-химические свойства, лежащие в их основе. 8. Осаждение белков из растворов. 9. Изменения белкового состава в онтогенезе, а также при различных заболеваниях. 10. Заполнить таблицу: «Методы разделения и очистки белков».

№

Название метода

Принцип метода

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Белки являются амфолитами, то есть содержат как положительно, так и отрицательно заряженные группы. Степень ионизации катионных и анионных групп зависит от рН среды.

2) Значение рН, при котором суммарный заряд белковой молекулы равен нулю (изоэлектрическое состояние) называется изоэлектрической точкой.

3) Растворимость белков определяется наличием на их поверхности полярных групп, способных взаимодействовать с водой.

4) Растворимость белков зависит от свойств белковой молекулы (молекулярной массы, формы молекулы, заряда, количества гидрофильных групп) и свойств факторов среды (значения рН раствора, солевого состава раствора, температуры).

5) В основе методов разделения белков лежат различия в их физико-химических свойствах.

6) Денатурация белков – это разрушение нативной конформации белка (при воздействии денатурирующего агента) вызванное разрывом слабых связей, стабилизирующих его вторичную и третичную структуру. При этом теряется биологическая активность белка.

1. Перечислите основные физико-химические свойства белков.

2. Молекулярная масса белков и методы ее определения.

3. Назовите белки основного и кислого характера.

4. Назвать факторы, от которых зависит растворимость белков.

5. Чем обусловлен заряд белка в растворе? Дайте определение ИЭТ белка.

6. Почему ИЭТ неодинакова для различных белков?

7. В состав двух пептидов входят следующие аминокислоты:

NН₂-His-Ile-Met-Ala-Leu-Phe-Trp-СООН; NН₂-Asp-Arg-Cys-Val-Trp-Lys-Glu-СООН

Какой из них обладает лучшей растворимостью в воде и почему?

8. Напишите и дайте название тетрапептиду из аланина, лизина, аспарагиновой кислоты и триптофана. Определите суммарный заряд в водной среде. В какой среде будет находиться ИЭТ данного пептида?

9. ИЭТ равна 4,4. какие аминокислоты преобладают в этом белке, и в каком направлении будут перемещаться частицы белка в электрическом поле, если ИЭТ равна 7,0, а рН раствора – 4,0?

10. Покажите, как меняется заряд белка, имеющего избыток карбоксильных групп, при различных изменениях рН раствора.

11. Охарактеризуйте буферные свойства белков.

12. Что такое электрофорез? Какие физико-химические свойства лежат в основе этого метода? Практическое значение электрофореза.

13. Что такое диализ?

14. Какие методы используются для очистки белков от низкомолекулярных примесей?

15. Что такое обратимое и необратимое осаждение белков?

16. Почему белки лучше всего осаждаются в изоэлектрической точке?

17. Каков механизм осаждения белков солями щелочных и щелочно-земельных металлов (высаливание)?

18. Что такое нативная конформация белка?

19. Что такое денатурация белков и чем она может быть вызвана?

20. В чем сходство и различие процессов денатурации и высаливания?

21. Укажите применение реакций осаждения белков в клинических лабораториях. В чем преимущество концентрированной азотной кислоты при осаждении белков по сравнению с другими минеральными кислотами?

22. Какие мероприятия при отравлении человека солями тяжелых металлов, основанные на необратимых реакциях осаждения белков.

23. Определите суммарный заряд пентапептида при рН 7:

NН₂-Glu-Arg-Lys-Val-Asp-СООН. Как изменится суммарный заряд этого пептида:

а) при рН<<7;

б) при рН>>7.

24. Подберите к каждому пронумерованному методу разделения и очистки белков соответствующие различия в свойствах, обозначенные буквой:

1. Ультрацентрифугирование. А. Различия по растворимости.

2. Электрофорез. Б. Различия по величине суммарного заряда.

3. Гель-фильтрация. С. Различия по молекулярной массе.

4. Ионообменная хроматография.

5. Солевое фракционирование.

25. Изучите содержание лабораторной работы «Реакции осаждения белков» и подготовьтесь к ее выполнению на лабораторном занятии.

Литература для самоподготовки.  Лекционный материал; (1) - С. 35-37, 43-48, 54-60; (2) - С. 23-32, 44-49; (3) - С. 22-24, 29-31; (4) - 1т. С. 35-43, 48-51.

Дата добавления: 2014-12-27