№ 1 Визначте тип
амінокислоти згідно фізико-хімічної,
фізіологічної та структурної класифікації, охарактеризуйте хімічні і кислотно-основні властивості. Наведіть реакції з HCl, NaOH, HNO
2, CH
3 OH. Напишіть формулу амінокислоти в ізоелектричній точці, а також її катіонну і аніонну форми в розчині. В якій з зазначених форм дана амінокислота буде знаходитися при фізичних значеннях рН в організмі (рН = 7)?
Відповідь:
Метіонін - мобільний одноуглеродний фрагмент, який використовується для метилування великого числа різних сполук. Незамінна протеїногенних сірковмісна моноамінокарбоновая амінокислота з неполярних радикалом (α - аміно - γ - метілтіомасляная кислота).
CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH
│
NH
2 Скорочена
назва: «Мет».
Фізичні властивості - безбарвна кристалічна речовина, добре розчиняється у воді.
Хімічні властивості - всі амінокислоти містять карбоксильну групу, що має кислотними властивостями і аміногрупу, від якої залежать основні властивості.
Ізоелектрична точка - 5,74.
1) CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + HCl →
│
NH
2 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH Cl
- │
+ NH
2 2) CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + NaOH →
│
NH
2 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COONa + H
2 O (натрієва сіль
│ амінокіслокіслоти).
NH
2 3) CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + АЛЕ - N = O →
│ (HNO
2) NH
2 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + N
2 + H
2 O
│
OH
4) CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + CH
3 OH →
│
NH
2 CH
3 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + C = O →
│ CH
3 NH
2 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH + H
2 O
│
N = C (CH
3) 2 Одночасна присутність в молекулі амінокислоти і кислотного та основного центру призводить до можливості внутрішньомолекулярного взаємодії з утворенням біполярних іонів, або цвіттер - іонів:
CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COO
- + Н
+ →
│
NH
3 → CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COO
- │
+ NH
3 У водному розчині α - амінокислоти існують у вигляді рівноважної суміші біполярного іона, катіонної та аніонної форми:
+ - H
+ +-H + NH
3 - CH - COOH → NH
3 - CH - COO
- → NH
2 - CH - COO
- │ + H
+ │ + H
+ │
CH
3 CH
3 CH
2 │ │ │
SSS
│ │ │
CH
2 CH
2 CH
2 │ │ │
CH
2 CH
2 CH
2 │ │ │
CH - NH
2 CH - NH
2 CH - NH
2 │ │ │
COOH COOH COOH
Катіонна форма аніонна форма
У середовищі рН = 7 існує у вигляді диполя.
№ 2 Напишіть формули дипептиду і тріпептідов, побудованих із залишків наведених нижче амінокислот. Зробіть припущення про значення ізоелектричної точки. Наведіть їх повні назви, скорочені назви.
1) Глутамінова кислота, серин;
2) Серін, аланін, метіонін.
1) Глутамінова кислота
HOOC - CH
2 - CH
2 - CH - COOH
│
NH
2 Серін
HOCH
2 - CH - COOH
│
NH
2 H
2 O
HOOC - CH
2 - CH
2 - CH - COOH + HOCH
2 - CH - COOH →
│ │
NH
2 NH
2 H
2 O
→ HOOC - CH
2 - CH
2 - CH - C + HOCH - CH - C - OH
│ ║ │ ║
NH
2 O NH
2 O
Глутаміларіновая кислота.
Глу - Сер
рН
i = (3,22 + 5,68) / 2 = 4,45
2) Серін
HOCH
2 - CH - COOH
│
NH
2 Аланін
CH
3 - CH - COOH
│
NH
2 Метіонін
CH
3 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH
│
NH
2 HOCH
2 - CH - COOH + CH
2 - CH - COOH +
│ │ │
NH
2 H
NH
2 - 2H
2 O
+ CH
2 - S - (CH
2) 2 - CH - COOH →
│ │
H NH
2 → HOCH
2 - CH - C + CH
2 - CH - C +
│ ║ │ ║
NH
2 O NH
2 O
+ CH
2 - S - CH
2 - CH
2 - CH - COOH
│
NH
2 Серілаланілметіонін Сер - Ала - Мет
рНi = (5,68 + 6 + 5,74) / 3 = 5,81
№ 3 Складіть формулу
відповідного тригліцериду, назвіть його. Наведіть реакції з наступними реагентами:
1) I
2; 2) H
2; 3) HBr.
Розрахуйте йодне число і кількість водню в грамах і літрах, необхідний для повної гідрогенізації 1 кілограма цього жиру (умови нормальні).
Залишок лінолевої і два залишку ліноленової кислот.
CH - OH C
17 H
31 COOH
│
CH
2 - OH C
17 H
29 COOH
│
CH
2 - OH C
17 H
29 COOH
CH - OH HO - C - H
31 C
17 │ ║
O - 3 H
2 O
CH
2 - OH + HO - C - H
29 C
17 →
│ ║
O
CH
2 - OH HO - C - H
29 C
17 ║
O
1 CH
- O - C - C
17 H
31 ║
O
2 CH
2 - O - C - C
17 H
29 ║
O
3 CH
2 - O - C - C
17 H
29 ║
O
1 - лінолеоіл - 2 - лінолеоніл - 3 - лінолеонілгліцерін
H
2 - гідрогенізація.
O
║
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 │ O
║
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 + 5H
2 →
│ O
║
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 O
║
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 │ O H H
║ │ │
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 │ O H H
║ │ │
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 М (С
57 Н
95 О
6) = 12 * 5 + 95 * 1 + 16 * 6 = 875
875 г тригліцеридів приєднує 10 г Н
2 1000 г Х
Відповідь: Х = 11,43 г Н
2 V моль будь-якого газу = 22,4 л, то
875 г / моль вимагає 5 * 22,4 л Н
2 1000 г Х
1 Відповідь: Х
1 = 128 л Н
2 Йодне число
O
║
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 │ O
║
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 + 5I
2 →
│ O
║
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 O
║
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 │ OII
║ │ │
→ CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 │ OII
║ │ │
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 5 моль I = 1270 (М (I
2) = 254 г / моль)
875 г жиру приєднує 5 * 254 г I
10 г Х
2 Відповідь: Х
2 = 145,14
Реакція з HBr.
O
| |
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 O
| | |
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 + 5HBr →
O
| | |
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 O
| |
CH - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH = CH
2) 2 - (CH
2) 4 - CH
3 O HBr HBr
| | | | |
→ CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 O HBr HBr
| | | | |
CH
2 - C - (CH
2) 6 - (CH
2 - CH - CH
2) 3 - (CH
2) 4 - CH
3 № 4 Назвіть наступні тригліцериди і продукти їх гідролізу в лужному і нейтральному середовищі. Наведіть рівняння
відповідних реакцій.
O
| |
СН
2 - О - С - З
19 Н
31 O
| | |
CH - O - C - C
13 H
27 O
| | |
CH
2 - O - C - C
17 H
35 У лужному середовищі:
O
| |
СН
2 - О - С - З
19 Н
31 CH
2 - OH C
19 H
31 COONa
арахідонат Na
O
| | | |
CH - O - C - C
13 H
27 +2 NaOH → CH - OH + C
13 H
27 COONa
міристат Na
O
| | | |
CH
2 - O - C - C
17 H
35 CH
2 - OH C
17 H
35 COONa г гліцерин стеарат Na
У нейтральному середовищі:
O
| |
СН
2 - О - С - З
19 Н
31 CH
2 - OH C
19 H
31 COOH
O арахідонова кислота
| | | |
CH - O - C - C
13 H
27 + 3Н
2 О → CH - OH C
13 H
27 COOH
міристинова кислота
O
| | | |
CH
2 - O - C - C
17 H
35 CH
2 - OH C
17 H
35 COOH
гліцерин стеаринова кислота
№ 5 Яку масу глюкози необхідно взяти для отримання шляхом
бродіння етилового спирту масою 46 кг, якщо практичний
вихід його становить 87%?
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
100% 87%
X 4600г
Відповідь: Х ≈ 5287 р
№ 6 Вітаміноподібні жиророзчинні речовини Вітаміноподібні речовини - група органічних речовин різної хімічної природи, недостатність яких в продуктах
харчування і недостатнє надходження в організм не викликає різко виражених змін в обмінних
процесах організму. За біологічним
функціям ці речовини більше схожі не на
вітаміни, а на інші незамінні речовини - амінокислоти, деякі ліпіди, вищі жирні кислоти. Частина з них може синтезуватися в організмі, в результаті чого задовольняються його потреби. До вітаміноподібних речовин відносяться холін, інозит, ліпоєва, оротовая, понгамовая і n - амінобензойна кислоти.
До вітаміноподібних жиророзчинних речовин відносяться убіхінон (коензим Q) і есенціальні жирні кислоти (вітамін F).
Коензим (або кофермент Q, KoQ) відноситься до широко поширеним коферменту, звідси його друга назва «убіхінон» («всюдисущий хинон»). Був відкритий у всіх живих клітинах - рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів. Усередині клітин убіхінон локалізована, по - видимому, виключно в мітохондріях або аналогічних їх мембранних структурах бактерій.
По хімічній природі убіхінон являє собою 2, 3 - диметокси - 5 - метил - 1, 4 - бензохинон з ізопреновий ланцюгом у 6 - му положенні.
Про
║
4 Н
3 СО
3 5 СН
3 СН
3 ║
║
│
2 червня Н
3 СО
1 (СН
2 - СН = С - СН
2) n - Н
║
Про
Число залишків ізопрену в бічному ланцюзі убихинона з різних джерел варіює від 6 до 10, що позначається KoQ
6 або KoQ
7 і т. д. в мітохондріях клітин людини і тварин зустрічається убіхінон тільки з 10 ізопреновий ланками. Як і близькі йому за структурою вітаміни К і Е, убіхінон розчиняється у воді. У хлоропластах рослин було відкрито близьке до убіхінон з'єднання пластіхінон, який відрізняється будовою бензольного
кільця, де замість двох метоксільних залишків міститься дві метильної групи і відсутній СН
3 - група у 5 - го вуглецевого атома.
До теперішнього часу з'ясована основна коферментная роль KoQ
10. він виявився обов'язковим компонентом дихального ланцюга, здійснюючи в метохондріях перенесення електронів від мембрани дегідрогеназ (зокрема, НАДН - дегідрогенази дихального ланцюга, СДГ і т. д.) на цитохроми. Таким чином, якщо нікотинамідні коферменти переносять водень між водорозчинними
ферментами, то KoQ
10 завдяки своїй розчинності в жирах
здійснює таке перенесення в гідрофобною мітохондріальній мембрані. Пластіхінони виконують аналогічну функцію переносників при
транспорті електронів в
процесі фотосинтезу.
В організмі людини KoQ
може синтезуватися з мевалонової кислоти та продуктів обміну
фенілаланіну і тирозину. З цієї причини KoQ
не можна віднести до класичних
вітамінів, однак при деяких
патологічних станах, що розвиваються як наслідок неповноцінності харчування, KoQ
стає незамінним фактором. Так, наприклад, у дітей, які отримували з їжею недостатня кількість білка, розвивається
анемія, що не піддається лікуванню відомими засобами (вітамін В
12, фолієва кислота та ін.) в цих випадках препарати KoQ
дають хороші результати. KoQ
виявився також ефективним засобом при лікуванні м'язової дистонії (у тому числі її генетичної форми) та серцевої недостатності.
Вітамін F (ненасичена вища жирна кислота) - група
біологічно активних поліненасичених жирних кислот (лінолева, ліноленова, арахідонова), які відносяться до незамінних чинників. У 1926 р. Г. Еванс виявив симптоми авітамінозу у тварин, які харчувалися з дефіцитом жирів. Пізніше було виділено і встановлено будову і властивості речовини, яка запобігає появі авітамінозу, стимулює зростання,
розвиток і
розмноження тварин. Цією речовиною виявилися поліненасичені вищі жирні кислоти - масляні рідини, не розчинні у воді і розчинні в органічних розчинниках.
Вітамін F легко окислюється киснем повітря.
СН
3 - (СН
2) 4 - СН = СН - СН
2 - СН = СН - (СН
2) 2 - СООН - лінолева кислота.
СН
3 - СН
2 - СН = СН - СН - СН
2 - СН = СН - (СН
2) 7 - СООН - ліноленова кислота.
СН
3 - (СН
2) 4 - СН = СН
2 - СН = СН - СН
2 - СН = СН - СН
2 - СН = СН - (СН
2) 3 - СООН - арахідонова кислота.
Фізіологічно активну форму цих кислот є цис-конфігурація. Припускають, що
біологічна активність кислот обумовлена наявністю метиленових груп, розділених метинового залишками. Найбільшу
біологічну активність має арахідонова кислота. Але в продуктах харчування вона присутня в незначних кількостях. Ліноленова кислота малоактивна і головна її роль - активувати лінолеву кислоту, яка частково синтезується в організмі ссавців.
При наявності піридоксину лінолева кислота перетворюється в ліноленову та арахідонову. Вважають, що основним незамінним речовиною є арахідонова кислота. Ознаки F - авітамінозу у людей не визначаються. У тварин на штучній дієті спостерігаються припинення зростання, дерматити, сухість шкіри,
екзема, випадання шерсті, ламкість кісток, порушення функцій деяких внутрішніх органів, розвиток атеросклерозу. Діапазон біологічної діяльності поліненасичених кислот досить широкий: вони беруть участь у процесах росту і розвитку організму, сприяють підвищенню еластичності і міцності кровоносних судин, позитивно впливають на
обмін водорозчинних вітамінів (С, В1, В6) і функціональну активність ендокринних залоз, посилюють захисні реакції і резистентність організму .
Джерелом вітаміну F є олії,
тваринні жири, яйця, арахіс. Добова потреба - 2 - 10 г