ОКСИДОРЕДУКТАЗИ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ
Мета роботи - практичне вивчення властивостей ферментів оксидоредуктаз рослинного походження: пероксидази та поліфенолоксидази. В процесі виконання роботи студенти повинні набути навички експериментальних досліджень. Оксидоредуктази - це окисно-відновні ферменти. В загальному вигляді вони каталізують реакції: АН2 + В → А + ВН2 донор акцептор окислена сполука відновлена сполука
До оксидоредуктаз відносяться ферменти пероксидази, фенолоксидази, які є в рослинних організмах. Пероксидаза каталізує реакцію перенесення атомів Гідрогену із субстратів (або відновлення анаеробних дегідрогеназ) на Гідроген пероксид з ароматичних поліфенолів, наприклад, гідрохінону:
гідрохінон гідроген пероксид хінон
Пероксидаза є у м'ясистих лусках цибулі та листі капусти.
Поліфенолоксидаза (або просто фенолоксидаза) каталізує реакцію окислення ароматичних поліфенолів, наприклад, пірокатехіну або гідрохінону, киснем повітря:
гідрохінон хінон
Сік картоплі та яблук має фенолоксидазу: у цих же соках є і пероксидаза. Наявністю фенолоксидази пояснюється потемніння на повітрі розрізаних бульб картоплі та яблук. Вони містять ароматичні поліфеноли (наприклад, пірокатехін), споріднені гідрохінону. Фенолоксидаза нагріванням інактивується, тому відварені клубні картоплі у повітрі не темнішають. Про дію пероксидаз та фенолоксидаз судять за появою забарвлення продуктів реакції — відповідних їм хінонів. Інтенсивність забарвлення хінонів і є доказом того, що відбулася ферментна реакція, тобто фермент активний. Відсутність забарвлення свідчить або про відсутність ферменту, або про те, що він інактивований. У дослідах з пероксидазою слід мати на увазі, що окиснення гідрохінону гідроген пероксидом може відбуватися і в відсутності пероксидази. В цьому випадку відбувається чисто хімічна окисно-відновна реакція. Хід роботи
Беруть 6 чистих пробірок. У 1-у, 2-у, 3-ю та 4-у пробірки наливають по 1 мл досліджуваного соку; вміст 1-ї та 2-ї пробірки для інактивації ферментів нагрівають до кипіння над полум’ям горілки, а потім швидко охолоджують струменем холодної води. У 5-у і 6-у пробірки замість досліджуваного соку наливають по 1 мл дистильованої води. До всіх шести пробірок вносять на кінчику ножа гідрохінон. Потім у 1-у, 3-ю та 5-у пробірки додають по 5 крапель дистильованої води, а в 2-у, 4-у та 6-у пробірки по 5 крапель 2%-го гідроген пероксиду. Вміст кожної пробірки ретельно перемішують і залишають на 15 хвилин. Результати досліду заносять у таблиці. Для кожного соку складається окрема таблиця.
Таблиця 8.
Завдання для самостійної роботи: вивчити теоретичний матеріал за темою, підготувати відповіді на контрольні питання. Контрольні питання 1. Які ферменти належать до класу оксидоредуктаз? 2. Яку хімічну природу та механізм дії мають дегідрогенази, оксидази, каталази, пероксидази, цитохроми, цитохром оксидази? 3. Хімічна природа та механізм дії анаеробних дегідрогеназ. 4. Хімічна природа та механізм дії аеробних дегідрогеназ.
V. Л І П ІД И ІV.1. Визначення. Ліпідами називають складну суміш природних сполук з близькими фізико-хімічними властивостями, нерозчинні у воді, але розчинні в неполярних розчинниках, таких як ефір, хлороформ, бензол та ін. До класу ліпідів відносять велику групу сполук, що мають різну структуру та біологічні функції. Ліпіди дуже поширені в природі. У рослинах вони накопичуються головним чином у насіннях і плодах (у насіннях соняшника від 33 до 57% від їхньої маси, в арахісі від 54 до 61% від їхньої маси). У тварин і риб ліпіди концентруються в підшкірній жировій тканині, у черевній порожнині, тканинах, що оточують різні органи. Особливо багато ліпідів у підшкірній жировій тканині китів (25-30% від їхньої маси), тюленів і інших морських тварин. В організмі людини в нормі міститься 10-20% жиру, але при деяких порушеннях жирового обміну його кількість збільшується до 50%. Найбільша кількість жиру до 90% міститься в жировій тканині. Ліпіди складають біля половини маси мозку. У тілі дорослої людини міститься 10—12 кг ліпідів.
ІV.2. Біологічні функції ліпідів.
Ліпіди виконують різноманітні функції.: 1. Енергетична. При окисленні в організмі 1 г жиру виділяється 9 ккал. Так, за рахунок жирів забезпечується 25-35% добової потреби в енергії у жителів середніх широт, а у жителів півночі їхня частка в енергетичній забезпеченості раціону є ще більшою. Для енергетичних цілей використовуються резервні жири. 2. Пластична. Ліпіди входять до складу мембран більшості клітин. 3. Ферментативна. Ліпіди впливають на активність ферментів, що знаходяться на клітинних мембранах. 4. Транспортна. Ліпіди здійснюють перенесення білків у складі ліпопротеїдів, комплексів з альбумінами. 5. Захисна. Ліпіди захищають організм від переохолодження, механічного ушкодження, поверхню шкіри від висихання. 6. Ліпіди є розчинниками багатьох вітамінів, сприяють їх засвоєнню.
V.3. Класифікація ліпідів.
У структурному відношенні всі ліпіди є складними ефірами жирних кислот і різноманітних спиртів. Прості ліпіди не містять інших компонентів. Складні ліпіди містять додаткові компоненти. 1. Прості ліпіди.
До простих ліпідів належать нейтральні жири, воски і стероїди. Нейтральні жири (триацилгліцерини) - це складні ефіри вищих жирних кислот (ВЖК) і трьохатомного спирту гліцерину. До складу жирів входять насичені і ненасичені вищі жирні кислоти. Як правило ВЖК, що входять до складу жирів, вміщують від 4 до 24 атомів Карбону. До ВЖК, що найбільш часто зустрічаються у складі жирів, відносяться: а ) насичені: пальмітинова С15Н31СООН і стеаринова С17Н35СООН кислоти; б) ненасичені: олеїнова С17Н33СООН, лінолева С17Н31СООН, ліноленова С17Н29СООН і арахідонова С19Н31СООН. Найбільше біологічне значення мають поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК): лінолева, ліноленова й арахідонова кислоти. Ці кислоти є незамінними, вони не синтезуються в організмі людини і надходять до нього з їжою. Біологічні функції ПНЖК. 1. Структурна. ПНЖК входять до складу нервових волокон, клітинних мембран, сполучної тканини. 2. Захисна (підвищують стійкість організму до інфекцій, радіації). 3. Підвищують еластичність кровоносних судин, сприяють виведенню надлишку холестерину. 4. Арахідонова кислота є попередником гормонів - простагландинів. Значна кількість ПНЖК міститься в жирах печінки морських риб, а також у рослинних оліях. Добова потреба людини в ПНЖК складає 5-10 г.
Воски – це група простих ліпідів, що є складними ефірами вищих спиртів і ВЖК. Натуральні воски містять, крім згаданих складних ефірів, вільні ВЖК, вищі спирти, невелику кількість вуглеводнів завжди з непарною кількістю атомів Карбону (від 27 до 33), що забарвлюють воски і надають їм специфічний запах. Найбільш поширені: бджолиний віск (складний ефір пальмітинової кислоти і мірицилового спирту, мірицилпальмітат), віск тваринного походження - спермацет (цетилпальмітат),
Стероїди — це складні ефіри ВЖК іполіциклічних спиртів (стеролів). Головним представником стеролів є холестерин. Холестерин міститься в кожній клітині в організмі людини і тварин. Він є попередником жовчних кислот, стероїдних гормонів (статевих та гормонів коркового шару наднирників); вітамінів групи D; входячи до складу клітинних мембран, забезпечує їх вибіркову проникність. Крім того, холестерин підвищує стійкість еритроцитів до гемолізу, бере участь у проведенні нервових імпульсів. При порушенні обміну речовин в організмі людини холестерин у вигляді комплексів з білками відкладається на стінках судин, зменшуючи в такий спосіб їхній діаметр і еластичність (атеросклеротичні зміни). Нормалізують обмін холестерину ліпотропні речовини (фосфатиди, вітаміни й ін.). Добова потреба в холестерині складає 0,5-1,0 г. Із харчових продуктів найбільш багаті холестерином (в перерахунку на 100 г продукту) сметана (0,002 г), вершкове масло (0,03 г), яєчний жовток (0,18 г), яловича печінка (0,44 г). Холестерин не міститься в складі рослинної олії. В погано рослинах та дріжджах містяться близькі за структурою сполуки, але вони дуже всмоктуються стінкою кишечника. 2. Складні ліпіди. До складних ліпідів відносяться фосфоліпіди, гліколіпіди, сульфоліпіди, ліпопротеїди. Фосфоліпіди — складні ефіри багатоатомних спиртів і ВЖК, що містять залишки фосфатної кислоти і зв'язані з нею додаткові сполуки (аміноспирти, амінокислоти та ін.). Фосфоліпіди в залежності від спирту, що входить до їхнього складу, підрозділяють на гліцерофосфоліпіди і сфінгофосфоліпіди. До складу гліцерофосфоліпідів входить гліцерин. Найважливішими представниками гліцерофосфоліпідів є фосфатидилхолін (лецитин), фосфатидилколаміни (кефаліни) і т.д.
В комплексі з білками ці сполуки входять до складу печінки, серцевого м'яза, нервової тканини, статевих залоз, мембран клітин, забезпечуючи їх проникність; беруть участь у процесах згортання крові; сприяють кращому використанню білка й жиру в тканинах, беруть участь у біосинтезі білка. Попереджають жирове переродження печінки. Гліцерофосфоліпіди є антиоксидантами, вони захищають інші речовини від окислювання, наприклад, вітаміни А и Е; відіграють важливу роль у профілактиці атеросклерозу. Гліцерофосфоліпіди містяться в нерафінованій рослинній олії, вершковому маслі, яєчному жовтку. Гліцерофосфоліпіди природного і синтетичного походження широко застосовують у хлібопекарській, маргариновій, кондитерській промисловості в якості емульгаторів. Сфінголіпіди складаються із залишку ВЖК, аміноспирту сфінгозину, азотистої основи та фосфатної кислоти. В основному сфінголіпіди входять до складу мембран тваринних і рослинних клітин та субклітинних структурних одиниць; у великій кількості вони містяться у нервовій тканині, нирках, печінці. Гліколіпіди складаються зі сфінгозину, залишку ВЖК та вуглеводневого компоненту (галактози, глюкози та ін.). Гліколіпиди входять до складу нервової тканини, клітин крові, відіграють важливу роль у функціонуванні біологічних мембран.
|
