47. Аминокислоты.
Строение и cвойства:
Аминокислоты пред-ют собой производные карбоновых к-т в моле-ле которы-х 1 атом (С)Н при α- углеродном атоме защищен на аминогруппу
R-CH2-COOH R-CH-COOH
NH2
Каждая аминок-та, входящая в состав белков имеет тривиальные названия.
Классификация аминокислот.
Аминокислоты классиф-ют по хара-ра боковых цепей и делят на алифатические и циклические.По кол-ву амино- и карбоксильных групп аминок-ты делятся на след-ие классы.
1) Моноаминомонокарбоновые кис-ты. Содержат 1 амино и 1 карбоксильную группу.
Глицин
Из незаменимых аминокис-т к этой группе относят Волин,треонин, лейцин и изолейцин, метеонин
2) Моноаминомонокарбоновые к-ты.
Содержат 1 амино и 2 карбоксильных группы. Предст-ли аспирагиновая и глютаровая кис-та
3)Диаминомонокарбоновые к-ты содержат 2 амино и 1 карбоксильную группу
4.Диамиодикарбоновые к-ты содержат 2 карбок-ые и 2 амино группы.Представитель цистин
Гетероциклические аминокислоты представители этого класса яв-ся фенилаланин.Содержит бензольное ядро.Аминокислоты классифиц-ют по заряженности боковых цепей.
Выделяют 4 класса
1.неполярные гидрофобные
2.Полярные, но незаряженные
3. Полярные с отриц-м зарядом
4.полярные с положит-м зарядом.
Физические сво-ва :
В чистом виде аминок-ты предста-ют собой белый бесцветные кристалл-е вещ-ва, многие из которых хорошо растворимы в воде и рас-х этанола.Некоторые обладают сладким вкусом., некоторые безвкусны или имеют неприятный запах, горький вкус.
48. Химические свой-ва аминокислот.
Общим cвой-м аминоки-т яв-ся наличие карбоксильной и амино групп, поэтому аминок-ты могут взаимод-ть как с кис-ми так и с основаниями т.е амфотерными сое-ми.
1)
2)Взаимод-е с кислотами.
В водных рас-х аминокис-ты диссоциир-ют и сущ-ют в виде биполярных ионов
Некоторые свой-ва амин-т исполь-ся для их количес-го определения:
1) Взаимодей-е с азотной кислотой
В рез-те этой реакции об-ся окси кислота и выдел-ся мол-й азот. По кол-ву азота можно определтить кол-во аминокислоты.
2) Взаимод-е с формальдегидом
Обра-ся соед-е прояв-ет кислот-ые cвой-ва и может быть оттитровано щелочью. По кол-ву щелочи пошедшей на титров-е можно опред-ть кол-во аминокис-ты.
3)Взаимодей-и с этиловым спиртом
В рез-те реа-и обр-ся сложные эфиры, они имеют разную темпер-ры кип и могут быть раздел-ны путем фракционной перегонки.
49.Пути синтеза аминокислот.
Харак-ой особенностью раст.явл-я их способность интегрировать все аминокисло-ты, непосред-но из неорг-х соед-й, используя производные азота. Источником азота яв-ся азот атмосферы, его содер-ие сост-ет 78%. Благодаря хим. инертности мол-лы азота не учит-ся раст-й и живот-й организмы, а поглащ-ся только азотфиксирующими орг-ми. Благодаря их жиз-ти, мол-лы азота восстанавл-ся до аммонийного азота, доступного до растений.
Сущ-т след-ие пути синтеза аминоки-т.
1) Восстанановительное аминирование кето кислоты.
образ-ся аминокислота
Образ-ся аминок-та при участии ферментов дегидрогеназ восс-ся до аминок-ты
Таким путем об-ся первичные аминокислоты из кетокислот Цикла Кребса
2-й путь ферментативное переаминирование. В р-ях уч-ют аминок-та и кеток-та происходит обмен функц-и группами и образ-ся новая аминок-та
В этих процессах уч-ют ферменты аминотрансферазы. Это двухкомпонентные ферменты, в состав проеж-х групп кот-ые входят витамин В6.
3-й путь синтеза аминокислот- прямое аминирование
4-й путь ферментативное превращение одной амин-ты в другую.
5-й путь- вторичный синтез амино-т.Аминок-ты обр-ся в рез-те гидролиза белков. В этом процессе уч-ют ферменты гидролазы, относятся к подклассу протеаз. В рез-те комплексного действия этих фер-ов проис-т полный расход белка до аминокислот.
50.Дыхание и брожение.
Дыхание- это ОВпроцесс расщепления(диссимиляция) сложных органич-х вещ-в (углеводов, липидов) с выделелением энергии.При окислении высвоб-ся та энергия, которую аккумулировали зеленые растения в процессе фотосинтеза.
Общее Ур-ие дыхания: С6Н12О6+6СО2→6СО2+6Н2О=2780кДж
Это урав-ие аэробного дыхания.Наряду с этим сущ-ют организмы более древние в эволюционном отношении, у которых процесс окис-ся органических веществ идет в анаэробных условиях.Этот тип окис-я получил наз-ие брожение
Различают три основных типа брожения:
-спиртовое
С6Н12О6→2С2Н5ОН+2СО2+Q
-молочнокислое
-маслянокислое
Анализ уравнения:
1)Потери сухой массы вещ-ва. В рез-те расходования органич-го вещ-ва на дыхание всегда происходит уменьшение сухой массы хранящегося растительного сырья.
2)Изменение газового состава атмосферы, окражающей массу хранящегося сырья, вслед-ии умень-я массовой доли кислор-да и возрастания диоксида углерода.
3)Выделение воды в виде водяных паров при дыхании
4)Выделение большого кол-ва энергии в виде теплоты.Вслед-и плохой теплопровод-ти растительной массы теплота накап-ся внутри слоя хранящегоя сырья.
51. Влияние внешних факторов на интенс-ть дыхания.
1) интенс-ть зависит в первую очередь от влажности хранящегося сырья.
С увеличением влаж-ти интен-ть дыхания увеличивается.
2) на инт-ть влияет температура. С повуш-ем темпер-ры интенсив-ть ls[-z возрастает до оптим-й темпер-ры, в пределах 0т40 до 60 градусов. Эта закономер-ть под-ся правилу Вант-Гоффа, согласно кот-му при увел-ии темпер-ры на 10 град. Скорость реа-и возрастает в 2-3 раза.
3) Зависит от газового состава атмосферы, окруж-й хранчщ-ся сырье. С повыш-ем кол-ва кисл-да интен-ть увел-ся.
4) От возрастаорганизма. В недозрелов зерне, протекает с большей скорость обменные реакции и дыхание идет с больш-й интен-ю.
В процессе дыхания окис-ю под-ся не только углеводы, но и жиры, белки и определить ориентировочно участие определенного субстрата в дыхании можно, оценивая вел-ну дыхательного коэ-та (ДК), т.е отношение кол-ва выдкл-ся диоксида углерода к кол-ву поглащенного кислорода, согласно общему урав-ю дыхания
ДК=СО2/О2
52.Гликолиз –анаэробная фаза дыхания. Химизм Гликолиза.
Гликолиз – процесс распада глюкозы ( 6-ти углеродного соед-я на два трехуглеродных в анаэробных условиях.
Гликолиз включает 2 стадии и состав-ет 10 послед-х реакций
1-я стадия –это фосфорилирование глюкозы и ее превращ-ие в глицеральдегид-3-фосфат
1) Фосфорилирование глюкозы:
Происходит активирование молекул глюкозы и расхо-ся одна молекула АТР
Катализ-ся ферментом гексокиназой, которая относится к классу трансфераз.
2) Изомеризация глюкозо066-фосфата во фруктозо-6-фосфат
Фосфоглюкоизомераза активир-ся также ионами магния и облад-ет специф-ью в отношении глюкозо-6-фосфато и фруктозо-6-фосфата.
3) Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с помощью АТР
4) Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат
Вторая стадия гликолиза. Это превращ-е
глицеральдегид-3-фосфат в пировин-ю кислоту.
5) Окисление глицеральдегид-3-фосфата
Катализатором этой реакции яв-ся глицеральдегидфосфатдегидрогеназа, ее кофермкнт NAD .
6) Перенос фосфорной группы от 3-фосфоглицеролфосфата на ADP
7) Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерата
8) Дегидротация 2-фосфоглицерата с образ-ем фосфоенолпирувата.
Реакция катализ-ся ферментом енолазой, под Дей-м которого происходит отщ-е воды от 2-фосфоглицерата.
9) Перенос фосфатной группы от фосфоенолпирувата на ADP
Фермент пируваткиназа- переносит остаток фосфорной кис-ты.
10) В рез-те предыдущ-й реакции образ-ся неустойчивая енольная форма пировиноградной кислоты (пирувата).
Гликолиз завершен.
53. Химиз спиртового брожения.
При спиртовом брожении пировиног-я кис-та преварительно декарбоксилир-ет до уксусного альдегида :
Пируватдекарбоксилаза относится к классу лиаз. В клетке эта реак-я необратима, для проявления ее активности необходимы ионы магния. Кофермент – тиаминпирофосфат.
Образовав-ся уксусный альдегид восстанав-ся до этанола за счет NADH +H образовав-ся вследствии окис-я глицеральдегид-3-фосфата.
54. Химизм молочнокислого брожения.
В анаэробных услов-х при молочок-м брожении паровиноградная кис-та восстанав-ся образовавшимися при гликолизе NADH+H под действием фермента лактатдегидрогеназы пол-ся молочная кислота:
55. Аэробная фаза дыхания Цикл Кребса.
Гликолиз составляет обязательную анаэробную (бескислород-ю) стадию процесса катаболизма глюкозы. Конечным продуктом гликолиза яв-ся пировиног-я кислота (пируват).
Цикл Лимонной кислоты или Цикл Кребса.
Цикл Кребса- это циклич-й процесс, в каждый обороткоторого вступает одна альдегидная группа (два атома углерода) и из каждого оборота цикла выводятся две мол-лы диоксида углерода.
1) Конденсация ацетил-СоА с щавелево-уксусной кис-й, при этом освоб-ся кофермент А. Катализатор- цитратсинтаза.
2)Превращ-е лимонной кислоты в изолимонную
Лимонная кис-та превращ-ся в изолимонную через образование цис-аконитовой кислоты под действием фермента аконитазы.
3) Окислительное декарбоксилирование изолимонной кис-ты
Катализ-ся изоцитдегидрогеназой.
4) окислительное декарбоксилирование α-кетоглутара.
Она катал-ся мультиферментным комплексом.
5) Преващение сукцинил-СоА в сукцинат
сукцинил-СоА-яв-ся высокоэнергетич-м соед-ем.
6) Дегидрирование сукцината
Катализ-ся сукцинатдегидрогенаой.
7) Гидратация фумаровой кислоты
8) Регенерация щавелево-уксусной кислоты:
Цикл завер-ся, и регенерированный оксалоацетат может конденсироваться с новой молекулой ацетил-СоФ. Таким образом для протекания цикла необходима лишь 1 на мол-ла щавелево-уксусной кислоты.
56. Энергетика дыхания и брожения.
Энергетика дыхания.
Дыхание- это процесс, в рез-те которого в живой клетке выделяется свободная энергия.
Свободная энергия- это та форма энергии, которая может быть использована для химических синтезов в клетке или для выполнения работы при постоянных темпер-е и давлении, допустимых для жиз-ти чел-ка.