Майда еритін дәрумендер
Ф.7.11-19
УРМАШЕВ Б.А., ЕРМАХАНОВ М.Н., САБДЕНОВА Ұ.Ө.
БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ
Лекция жинағы
Шымкент, 2017 ж.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ
ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
Химия кафедрасы
УРМАШЕВ Б.А., ЕРМАХАНОВ М.Н., САБДЕНОВА Ұ.Ө.
БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ
Лекция жинағы
Шымкент-2017ж
ӘОЖ546.(083.13)
Құрастырушылар: Урмашев Б.А., Ермаханов М.Н., Сабденова Ұ.Ө.
Биологиялық химиядан пәнінен лекция жинағы.- Шымкент: М. Әуезов атындағы ОҚМУ, 2016. - 67 бет.
Лекция жинағы оқу жоспарының және Биологиялық химия пән бағдарламасының талаптарына сәйкес құрастырылған және студенттер үшін қажетті жүйеленген мәліметтерді қамтиды.
050112 - Химия мамандығы бойынша оқитын студенттерге арналған.
Лекция жинағында Биологиялық химия курсының бағарламасында қарастырылғын материалдың оқу жүйесі берілген.
Пікір жазғандар:
Жатқанбаев Е.Т. - т.ғ.к., М.Әуезов атындағы ОҚМУ
"Химия"кафедрасы
Шағраева Б. - х.ғ.к., ОҚМПИ Химия кафедрасының доценті
Химия кафедра мәжілісінде № 6 хаттама,18.05. 2017 және Жаратылыстану педагогикалық факультетінің әдістемелік комиссиясында қарастырылған және баспаға ұсынылған
№ 11 хаттама _25___05_2017 ж.
Баспаға М.Ауезов атындағы ОҚМУ-нің оқу-әдістемелік кеңесі ұсынған
№ _____ хаттама ____ _____________ 201 ж.
(C) М. Әуезов атындағы Оңтүстік Казахстан мемлекеттік университеті, 2017 ж.
Шығаруға жауапты: Урмашев Б.А.
№ 1-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Кіріспе. Биохимия пәні.
Жоспар:
1. Биологиялық химия тірі ағзадағы заттардың химиялық табиғатын зерттейтін ғылым.
2. Биохимияның зерттейтін нысандары және зерттеу әдістері.
3. Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері.
1. Биологиялық химия тірі ағзадағы заттардың химиялық табиғатын зерттейтін ғылым.
Биологиялық химия - тiрiағзаның құрамына кiретiн химиялық табиғи заттардың құрылысын, өзгерiсiн және тiрi материяда болатын химиялық реакцияларды зерттейтiн ғылым.
Тiрi ағза жасушаларында барлық биохимиялық құбылыстар физикалық және химиялық заңдылықтарға сәйкес жүредi. Сондықтан да биохимия физикалық және химиялық заңдылықтарға сүйене отырып, тiрi ағза жасушасының сапалық өзгерiстерiн, құрылыстарын, сыртқы ортамен байланысын, яғни зат және қуат алмасу ерекшелiгiн зерттейдi. Сонымен қатар биохимия тiрi ағзадағы химиялық құбылыстарды басқару, игеру жолдарын табуға көмектеседi.
Биохимия үш бөлiмнен тұрады:
1. Статистикалық биохимия - ағзаның химиялық құрамымен шұғылданады.
2. Динамикалық биохимия - ағзадағы заттар мен энергия алмасудың өз ара байланысын зерттейдi
3. Функционалдық биохимия - ағзаның құрамындағы мүшелердің қызметiн қамтамасыз ететiн химиялық өзгерiстердi зерттейдi. Осы бөлiмге спорттық биохимия да жатады.
2. Биохимияның зерттейтін нысандары және зерттеу әдістері.
Зерттеу нысандарына байланысты биохимия адам биохимиясы, жануарлардың биохимиясы, өсімдіктер биохимиясы және микробтардың (микроағзалардың) биохимиясы болып жіктеледі. Себебі барлық тіршліктің биохимиясының бірдей болуына қарамастан, тірі жануарлардың және өсімдіктердің ағзаларында зат алмасулар ерекшеленеді. Зат алмасу немесе метаболизм - ағзада жүретін барлық химиялық реакциялардың жиынтығы. Бұл реакциялар тірі жүйелердің сақталып және өздігінен байта өсуі үшін бағытталған. Бұл үрдіс миллиондаған жылдар бойында қалыптасқан. Өсімдіктердің өздерінің денелеріндегі күрделі заттарын (көмірсулар, майлар, ақ уыздар) су, көмірқышқыл газы, минералдық заттар сияқты қарапайым заттардан түзетіндігі белгілі. Ал осы синтез үшін қажет энергия жарықты сіңіру есесінен жүреді (фотосинтез үрдісі). Ал, тірі ағзалар болса, керісінше, олар су мен минералдық заттардан басқа, күрделі заттарды да - ақуыздар, майлар, көмірсулардан құралған коректі қажет етеді. Тірі жануарлардың ағзаларында тіршілік үшін және олардың денесіндегі заттардың синтезі үшін белгілі мөлшерде энергия қажет. Бұл энергия күрделі органикалық заттардың ыдырауы немесе тотығуы кезінде бөлінген химиялық энергияның (химиосинтез) есесінен қамтамасыз етіледі. Мысалы:
С6Н12О6 2С3Н6О3 + 210 кДжмоль
Глюкоза сүт қышқылы
Осы энергияның шамамен 126 кДж жылу түрінде таралады, ал 84 кДж АТФ молекуласында фосфаттық байланыстарда энергия түрінде жиналады.
Органикалық заттарды қорек ретінде пайдаланбайтын өсімдіктер аутотрофты ағзалар болып табылады. Ал, жануарлар гетеротрофтық ағзалар болып табылады. Микробтардың арасында аутотрофтық та, гетеротрофтық та зат алмасу түрлері кездеседі. Сонымен бірге микробтар олардағы заттардың және реакциялардың кең шеңберімен сипатталады. Бұл реакциялар және заттар жануарларда және өсімдіктерде кездеспейді.
Зерттеу әдістері:
-экстракциялау; диализ; кристалд ау;
-гомогенизациялау; Фракциялау; хро матографиялау;
-электрофорез; фильтрациялау; гел ь-электрофорез.
-изотоптық; аналитикалық-дезинтегр ациялық;
3. Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері.
Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері ХІХ-шы және ХХ-шы ғасырларға жақын. Осы көрсетілген уақытқа дейін қазіргі кездегі биохимияның қарастыратын сұрақтарын органикалық химия және физиология әр тұстан зерттеді. Орта ғасырларда (ҮІІІ - Х) Европада алхимияның дамуына байланысты анағұрлым күрделі органикалық заттардың құрамы туралы нақты материал бірте-бірте жинақтала басталды. Алайда, орта ғасырдағы алхимиктердің жинаған мәліметтері сол кездегі ғылымда үстемдік алған ой-тұжырымдармен сәйкестік таппады.
ХҮІ - ХҮІІ ғасырларда алхимиктердің жинақтаған білімдерін ятрохимиктер (iatros - дәрігер, грек тілінен аударғанда) өз еңбектерімен жалғастырды және ары қарай дамытты. Осы ятрохимияның көрнекті өкілдерінің бірі Парацельс болды. Парацельс - неміс дәрігері және жаратылыстанушысы. Ол химияның және медицинаның арасындағы тығыз байланыстың бар екендігі туралы батыл әрі прогрессивтік қағиданы айтты. Ол адамның тіршілік етуінің негізінде химиялық реакциялар жатыр, адам ауырған кезде әр түрлі реакциялар бұзылатындығын, ауруладың түрлерін емдеу үшін химиялық заттарды дәрі ретінде пайдалану керектігін айтты.
ХҮІІ-ші ғасырдың ятрохимигі И. Ван-Гельмонт ең алғашқылардың бірі болып, тірі денедегі сөлдердің құрамында ерекше заттардың - ферменттердің болатындығын, осы заттардың химиялық өзгерістерге қатысатындығы туралы қағиданы айтты.
Алайда, химиялық және ферментативтік реакциялардың заңдылықтарын түсіну ятрохимиктер үшін шешімі жоқ жұмбақтардың бірі болып қала берді. Оның себептері:
-физиканың және химияның негізгі заңдарының болмауы;
-органикалық заттардың және қосылыстардың элементтік құрамын анықтайтын әдістер мен тәсілдердің дамымауы;
-сонымен бірге, ятрохимиктер алхимиктер сияқты дүние танымы бойынша метафизиктер болды және олардың басым көпшілігінде виталистік көзқарас басым болды.
ХҮІІ - ХҮІІІ - шы ғасырлардың аралығында ғалымдардың арасында жану негізінің теориясы - флогистон кең қолданысқа ие болды. Оны негіздеген немістің химигі және дәрігері Шталь болды. Бұл теорияның негізгі қағидалары қате болды. Алайда, ғылымның дамуында оның қосқан үлесі болды. Яғни, эксперименттік бағыттағы жұмсытарға бастау болды. Бұл теорияға сәйкес зат жанған кезде белгісіз бір ерекше салмағы жоқ зат бөлінеді екен. Бұл теорияның кемшілігін Ломоносов пен Лавуазье өздерінің еңбектерінде көрсетті. Олар материяның (массаның) сақталу заңын ашты және бекітті. Сонымен бірге, Лавуазье тыныс алғанда оттегінің жұтылатыны, ал тыныс шығарғанда көмір қышқыл газының бөлінетіндігін көрсетті.
ХҮІІІ-шы ғасырдың екінші жартысынан бастап көптеген жаңа органикалық заттар табылып, бөлініп алына бастады. Оларды өсімдіктерден және жануарлардан бөліп алды. ХҮІІІ-ші ғасырдың екінші жартысындағы ең ірі жаңалықтардың бірі - Реомюрдің және Спалланцанидің асты қорыту физиологиясы бойынша зерттеулері. Бұл зерттеулер ас қорыту сөлдерінің ферменттерін зерттеуге бастама болды. Орыстың химигі К.С. Кирхгоф 1814 жылы крахмалдың өнген арпаның сығындысының (амилазаның) әсерінен қантқа айналуын сипаттады. ХІХ-шы ғасырдың ортасына таман басқа да ферменттер сипатталды: ауыз қуысының сөлі амилаза, асзан сөлінің пепсині, асқазан асты безінің сөлі трипсин. Берцелиус химияға катализ және катализаторлар ұғымдарын енгізді. Соңғылардың қатарына сол кездегі белгілі болған ферменттердің барлығы жатқызылды. 1839 жылы Либих тағамның құрамына ақуыздардың, майлардың және көмірсулардың кіретіндігін және олар жануарлардың және өсімдіктердің басты құрама бөліктері болып табылатындығын анықтады.
Витализммен күресте мықты соққыны Велер жасады. 1828 жылы Велер химиялық жолмен мочевинаны алды. Мочевина - адамның және жануарлардың ағзасындағы азоттық зат алмасудың соңғы өнімдерінң бірі. Өзінің ұстазы Берцелиусқа жазған хатында Велер былай деді: мен енді мочевинаны жасай аламын. Ол үшін маған бүйректің, тіпті еш қандай да жануардың, адамның немесе иттің қажеті жоқ. Міне мен осыны сізге мәлімдегім келеді. Көп ұзамастан соңынан басқа тамаша жұмыстар жасалды. Олар: Кольбенің сірке қышқылын (1844 ж.), Бертлоның майларды (1844 ж.), Бутлеровтың көмірсуларды синтездеуі.
Витализммен күресу жолында ашу үрдісінің табиғаты туралы зерттеулер маңызды орын алды. Ашу үрдісін зерттеген ғалымдардың ішінде Ю. Либих және Л. Пастер болды. Пастер ашу - тірі ашытқы клеткаларының қатысуымен жүретін биологилық үрдіс деп қорытындылады. Либих ашу үрдісінің таза химиялық теориясына қатысты сұрақтармен айналысты. Алайда бұл теорияның кемшіліктері болды. Яғни, теория толық жетілмеген еді. Эксперименттің барысындағы алынған мәліметтерді түсіндіре алмады. Негізгі мәселерді орыс химигі М.М Манассеина (1871 ж.) және немістің ғалымы Бухнер (1897 ж.) дәлелдеді. Олар клеткасыз ашытқы шырынының спирттік ашуға қабілетті екендігін дәлелдеді.
Өсімдік және жануарлардың ағзаларындағы химиялық заттар, ағзалардағы жүретін химиялық үрдістер туралы салыстырмалы түрде айтқанда сол уақыттардағы жинақталған көп материалдар мен мәліметтер оқу құралдарында жүйелене бастады. Осыған әрекет жасалды: Зимонның (1842 ж.) және Либихтің (1847 ж.) оқулықтары. Ресейде алғашқы оқулық - физиологиялық химия баспадан шықты (А.И. Ходнев, 1847 ж.).
ХІХ-шы ғасырдың екінші жартысында көптеген орыс және шет елдік университеттердің медицина факультеттерінде арнайы медициналық, немесе физиологиялық химияның кафедралары бекітілді. Ресейде медициналық химия кафедрасы бірінші рет 1863 жылы Қазан университетінде А.Я. Данилевскийдің көмегімен ашылды. 1864 жылы А.Д. Булыгинский Мәскеу университетінде медициналық химия кафедрасының негізін қалады. 1892 жылы Петерборда Әскери-медициналық (Медицина-хирургиялық) академиясында физиологиялық химия кафедрасы жұмысын бастады. Бұл кафедраны А.Я. Данилевский басқарды. Жоғарғы оқу орындарында физиологиялық химияның кафедраларының құрылуына себеп - биологиялық химия түбіне келгенде органикалық химиямен және физиологиямен байланысты болғанына қарамастан өз алдына жаңа ғылым болды, оның өзінің зерттеу нысаны және зерттеу әдістері бар.
Биохимияның шын мәнінде гүлденуі ХХ ғасырда болды. Биохимияның салаларындағы жаңалықтар бірінен соң бірі ашылды. Қазіргі уақытта классикалық биохимияның қамтитын сұрақтары әлде қайда кеңейді. Ал енді келешекте биохимияда тағы да жаңалықтар ашылып биологияға және химияға қатысты бөлімдерді қамтуы мүмкін.
Бақылау сұрақтары:
1. Биологиялық химия нені зерттейді ?
2. Биологиялық химияның бөлімдері қалай аталады ?
3. Заманауи биохимияның пайда болуы және даму кезеңдері.
4. Биохимияның дамуына үлес қосқан ғалымдардың қандай еңбектерін білесіздер ?
5. Биохимияның келешегі қандай болады ?
№ 2-ші дәріс
Тақырыбы: Ақуыздардың химиясы
Жоспар:
1. Ақуыздардың маңызы.
2. Ақуыздардың жіктелуі.
3. Ақуыздардың құрамы және құрылысы.
4. Ақуыздардың физикалық және химиялық қасиеттері.
Белоктар өзарат пептидтік байланыспен қосылған аминоқышқылдарынан құралған өте күрделi жоғары молекулалы органикалық заттар. Табиғатта шамамен 1010-1012 әртүрлi белоктар кездеседi. Оның бес миллионға жуықтауы адам денесiнде кездеседi. Белоктар адам денесiнiң 18-21 % құрайды. Ал кейбiр мүшелерде (көкбауыр, өкпе, бұлшық етте бүйректе т.б.) белоктың мүшелерi 70-80 %. Қорыта айтқанда белоктар жасушаның ең негiзгi құрылыс материалы.
Белоктар-ферменттер жасушада жүретiн химиялық реакциялардың жылдамдығын тездетедi. Белоктар тасымалдау, тыныс алу қызметiн атқарады. Қызыл қан түиiршiгiнiң белогы гемоглобин оттегiн қосып алып, барлық үлпаға, жасушаға таратады да, олардан көмiрқышқыл газын өкпеге тасымалдайды.
Белоктар қозғалыс қызметiн атқарады. Мысалы, бұлшық еттердiң, жүректің, өкпенiң, iшекқарынның қабырғасындағы еттердiң жиырылуы арқылы қозғалыстың бiрнеше түрi iске асып, сол мүшелердiң қызметi қамтамасыз етiлуiнде белоктардың маңызы зор. Белоктар қуат көзi, 1 г белок толық ыдырағанда 4,1 ккал (17,6 кДж) қуат босап шығады. Тәулiгiне жұмсалған қуаттың 10-15 % -ға жуығы белоктар арқылы өтеледi.
Ағзада ферменттер, гормондар т.б. заттар үздiксiз жұмсалып: ескiрген белок молекулалары ыдырап, үлпалар мен жасушалар жаңарып отырады. Осының бәрiне белок қажет. Мысалы, тiршiлiк барысында организмдегi көптеген жасушалар бiрнеше рет жаңарады; қандағы қызыл қан түйiршiктерi эритроциттер 100-200 күн аралығында толық жаңарып алмастырылса, бауыр жасушаларындағы белоктар 10 күн аралығында жартылай жаңарады. Салмағы 70 кг-дай ересек адам ағзасында тәулiгiне шамасы 400 гр-дай белоктар ыдырап және қайта құрылады. Сондықтан да осы жұмсалған белоктардың орнын толтыру үшiн тамақпен енгiзiлген белоктың мөлшерi жеткiлiктi болуы қажет.
Қалыпты жағдайда тәулiгiне адам ағзасына 80-100 г белок керек болса, дене еңбегiмен айналысқанда оның мөшелерi 120-150 г дейiн өседi. Белок жеткiлiксiз болған жағдайда бүйрек, қалқанша, жыныс бездерiнiң қызметi бұзылады. Орталық жүйке жүйесi белоктың жеткiлiксiздiгiн өте тез сезедi.Ашыққанда ми мен жүрек өзiнiң салмағын көп уақытқа дейiн жоғалтпайды, себебi олар өзiнiң белоктарын бұлшық ет пен бауырдың белоктарының есебiнен толықтырады.
2.Ақуыздардың жіктелуі.
Биологиялық маңызы жағынан белоктарды құнды және құнсыз деп екi топқа бөледi. Құнды белоктар дегенiмiз - құрамында ауыстыруға болмайтын аминқышқылдары бар белоктар. Организмде түзiлмейтiн аминқышқылдарын ауыстыруға болмайды деп санайды. Бұларға: валин, лейцин, изолейцин, метионин, треонин, лизин, триптофан, фенил-аланин сияқты сегiз аминқышқылдары жатады. Жартылай ауыстырылмайтын аминқышқылдары төртеу - аргинин, гистидин, цистейн мен тирозин. Ауыстыруға болатын амин қышқылдары организмнiң өзiнде кетоқышқылдардан, май қышқылдарынан түзiледi. Олар аланин, аргинин аспарагин, глицин, глотамин, пролин, серин қышқылдары.
Биологиялық құнды белоктардың құрамында белок молекуласын құруға қажеттi барлық аминқышқылдары болады. Оған жануарлардан алынатын белоктар жатады. (жұмыртқа, ет, сүт, балық белоктары), құнсыз белоктардың құрамында ауыстыруға болмайтын аминқышқылдары кездеспейдi. Мысалы, жүгерiнiң, бидайдың, белоктары, желатин - құнсыз белоктар.
Ағзадағы белок тепе-теңдiгiн қамтамасыз ететiн тағамдағы белоктың ең аз мөлшерiн - белоктыңминимумы деп атайды. Белоктар көмiрсулар мен майлар тәрiздi коректiк зат болып жинақталмайды. Тағамдағы белоктың мөлшерi көп болған жағдайда ағзадағы белок тепе-теңдiгiн сақтау үшiн, олардың катаболизмi күрт өсiп, соңғы өнiмдерi сыртқа шығарылады.
Барлық белоктар құрамы бойынша екi топқа бөлiнедi. Тек қана аминқышқылдарының қалдығынан тұратын қарапайым белок - протеиндеп аталады. Қарапайым белокқа бөтен зат байланысқан болса, оны күрделi белок протеиддеп атайды.
Белоктар
Протейдтер
Протейндер
Хромопротейдтер
Нуклеопротейдтер
Фосфопротейдтер
Липопротейдтер
Гликопротейдтер
Металлопротейдтер
Проламин
Глотелин
Гистон
Альбумин
Глобулин
Протамин
3.Ақуыздардың құрамы және құрылысы.
Белоктың құрамында жиырма түрлі амин қышқылдары болады. Әр түрлі белоктардың амин қышқылы құрамы жағынан да, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта белок түрлерінің көп болуы да осыған байланысты. Мысалы, үш амин қышқылының қосылуынан алты түрлі, төрт қышкылдан жиырма төрт түрлі белок изомерлері пайда болады. Белок молекуласы амин қышқылдарының өзара моншақтай тізіле байланысқан полипептидтік тізбегінен құралады. Белок молекуласының сыртқы пішіні екі түрлі болады. Біріншісі - шар тәрізді домалақ - глобулярлы белоктар. Бұларға альбуминдер, глобулиндер, гемоглобин және т.с.с белоктары жатады. Екіншісі фибриллярлық (талшық тәріздес) белоктар. Бұларға бұлшық ет белогы - миозин, актин және т.с.с. жатады. Белок молекуласының өзіне тән ерекшеліктері мен құрылымдылық дәрежелері көптеген сутектік байланыстар, электростатикалық қуаттар, күкірттен құралатын дисульфидтік байланыстар арқылы қамтамасыз етіледі.
Белоктардың қасиеттерін олардың құрамы мен құрылымы анықтайды. Белок молекуласындағы а-аминқышқылдары қалдықтарының саны әр түрлі болады, кейде бірнеше мыңға дейін жетеді. Әр белокта -аминқышқылдары тек осы белокқа ғана тән ретімен орналасады. Олардың молекулалық массалары бірнеше мыңнан миллионға дейін жетеді. Мысалы, жұмыртқа белогының молекулалық массасы 36000, бұлшық ет белогының молекулалық массасы -- 150000 шамасында. Белоктар, негізінен, көміртек (50 -- 55%), оттек (20 -- 24%), азот (15 -- 19%), сутектен (6 -- 7%) тұрады. Кейбір белоктардың құрамына бұлардан басқа күкірт, фосфор, темір кіреді. Белоктар гидролизденгенде -аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. -аминқышқылдарының жалпы формуласы:
Пептидті байланыс бір аминқышқылының карбоксил тобымен екінші аминқышқылының амин тобының байланысынан түзіледі. Пептидтік байланыс табиғатын зерттеген ғалым Э. Фишер.
Нәруыздың бірінші ретті құрылымы. Полипептидтік тізбектегі әр түрлі аминқышқылдары қалдықтарының бір-бірімен кезектесіп байланысу ретін нәруыздың бірінші реттік құрылымы дейді.
...- ала - лиз - вал - вал - иле - ...
Нәруыздардың бірінші реттік құрылымы жүйелік номенклатураға қолданылу мүмкін.
Нәруыздың екінші ретті құрылымы. Нәруыз молекулалары полипептидтік тізбектерінің кеңістіктегі оралма тәрізді болып келген пішінін нәруыздың екінші реттік құрылымы дейді. Мұнда оралманың көрші оралмадағы - NH- және - CO-топтарының арасында түзілген сутектік байланыстар түзіледі.
Нәруыздың үшінші ретті құрылымы. Полипептидтік байланыс оралымға айналғанда ондағы радикалдар сырттап қалады. Сол радикалдардан нәруыз молекуласының үшінші реттік құрылымы түзіледі.
Нәруыздың төртінші ретті құрылымы. Нәруыздың төртінші ретті құрылымы бірнеше шумақталған оралымнан тұрады, яғни бірнеше нәруыз молекулаларының қосындысы.
4.Химиялық қасиеттері
Белок ерітіндісін қыздырса немесе оған күшті кышқылмен әсер етсе, ол өзінің табиғи қасиеттерін (ферменттік, гормондық) жояды, кейде ұйып та қалады. Мұндай құбылысты денатурация деп атайды.
Құрамы мен құрылысы күрделі болғандықтан, белоктардың қасиеттері де алуан түрлі. Олардың құрамында әр түрлі химиялық реакцияларға түсетін функционалдық топтар бар.
Белоктар -- екідайлы электролиттер. Ортаның белгілі бір рН мәнінде олардың молекулаларындағы оң және теріс зарядтар бірдей (изоэлектрлік нүкте деп аталады) болады.
Белоктардың гидролизі. Сілті немесе қышқыл ерітінділерін қосып қыздырғанда, белоктар гидролизденіп, аминқышқылдарын түзеді:
Белоктардыц түсті реакциялары. Белоктарды сапалық анықтау үшін түсті реакциялар қолданылады.
а) Ксантопротеинреакциясымен, ә) Биурет реакциясы. б) құрамында күкірті бар белоктарға қорғасын ацетатын және сілті қосып қыздырғанда, қорғасын сульфидінің қара түнбасы түзіледі.
Бақылау сұрақтары:
1.Ақуыздардың маңызы қандай ?
2.Ақуыздар қалай жіктеледі ?
3.Ақуыздардың құрылымдары қандай болады ?
4.Ақуыздардың физикалық және химиялық қасиеттері қандай ?
№ 3-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Көмірсулардың химиясы
Жоспар:
1.Көмірсулардың химиясы.
2.Көмірсулардың жіктелуі.
3.Көмірсулардың маңызы.
1. Көмірсулардың химиясы.
Көмірсулар - химиялық құрамы Сm(H2O)n яғни көмірсутек + су, аты осыдан шыққын) формуласымен өрнектелетін табиғи органикалық қосылыстар класы. Көмірсулар химиялық құрамына қарай үлкен 3 топқа бөлінеді:
-мономерлік көмірсулар немесе моносахаридтер;
-олигосахаридтер;
-полисахаридтер.
Соңғы екі топтың өкілдері моносахаридтердің конденсация өнімдері болып табылады.
Ашық түрдегі моносахаридтердің типтік формалары: альдоза үшін СН2ОН(СНОН)nСНО; кетоза үшін СН2ОН(СНОН)nСОСН2ОН, мұндағы n1. Моносахаридтердің көп бөлігінде тармақталмаған көміртектік тізбекпен бір альдегидтік (альдозалық) немесе кетондық (кетозалық) топ болады.
Тізбектегі көміртек атомының санына орай моносахаридтер:
-тетрозаға (С4),
-пентозаға (С5),
-гексозаға (С6), т.б. бөлінеді.
Кейде кетоза атауына "ул" жұрнағы жалғанады (мысалы, пентулоза, гептулоза, нонулоза, т.б.). Моносахаридтерде көміртектің асимметриялық атомдары болады және оптикалық белсенді стереоизомерлер түзіледі. Көмірсулар мысалдарына құрамы (С6Н10О5)n формуласымен өрнектелетін глюкоза немесе жүзім қанты (С6Н12О6), қамыс немесе қызылша канты (С12Н22О11) және крахмал немесе целлюлозаны келтіруге болады. Көмірсулар деген атауды 1844 жылы К. Шмидт ұсынған. Бұл атау осы қосылыстар тобының алғашқы белгілі өкілдерін анализдеу негізінде пайда болды. Зерттеу нәтижесінде осы топ заттарының көміртектен, сутектен, оттектен тұратыны және сутек пен оттек атомдарының сандық қатынасы су молекуласындағыдай, яғни сутектің екі атомына оттектің бір атомы келетіні анықталған. Осы айтылғандарға сәйкес көмірсулардың жалпы формуласы: Жақша сыртына n-ді шығарсақ Сm(Н2О)n деген көмірсулар атауына дәл келетін формуланы аламыз. Алайда, кейінірек кейбір көмірсулардың құрамындағы сутек пен оттектің сандық қатынасы судағыдай емес екені анықталды, мысалы, рамноза С6Н10О4 мен дезоксирибоза С5Н10О4.
Көмірсулардың физикалық қасиеттері. Моносахаридтер немесе қарапайым қанттар - қатты, суда жақсы еритін, дәмі тәтті, кристалдық заттар. Құрамында бес және алты көміртегі атомдары бар моносахаридтер ерітіндіде тұйық тізбекті (циклді) түрінде кездеседі. Гексозалардың ішіндегі ең маңыздысы глюкоза -- С6Н12О6, оны жүзім қанты деп атайды. Ол ақ түсті, дәмі тәтті, суда жақсы еритін кристалдық зат.
Көмірсулардың химиялық қасиеттері. Глюкоза - альдегидті спирт, молекуласының құрылысы:
СН2ОН
Н Н Н Н ОН О
Н
ОН
О
Н
НО
Н
Н
ОН Н
C C C C C C
Н ОН
ОН Н Н ОН Н Н
Глюкоза молекуласының құрамында альдегид тобы болғандықтан, ол күміс оксидінің аммиакты ерітіндісімен күміс айна реакциясы және мыс гидроксидімен Фелинг реакциясын береді.
Глюкоза -- көп атомды спирт, сондықтан ол спирттерге тән қасиеттерді көрсетеді: металдармен алкоголяттар: қышқылдармен күрделі эфир түзеді. Глюкоза кристалдық қалпында және ерітіндіде жартылай ацетальды қалыпта болады. Жартылай ацетальдық гидроксил реакциялық қабілетт. Ол спирттермен, карбон қышқылдарымен, фенолдармен реакцияласып, басқа топтармен орын алмаса алады. Жартылай ацетальдық гидроксилге әсер ететін қосылысты агликон деп атайды. Ал реакцияның өнімін гликозид деп атайды.
Фруктоза- глюкозаның изомері, глюкозамен бірге тәтті жемістерде, балдың құрамында болады. Фруктоза - кетонды спирт, оның құрылысы:
O
H
OH
OH
OH
CH2OH
CcccccCCHCH2OH CH2OH
CH2OH
CH2OH
СН2ОН O
С = CH2OH
H
OH
H
С OH
H
С H OH
С OH H
H
С
H
Фруктоза глюкоза тәрізді алкоголяттар және эфирлер түзеді.
Дисахаридтер- түссіз, суда жақсы еритін, дәмі тәтті кристалды заттар. Олардың құрамында екі молекула моносахаридтер ангидрин байланысы арқылы жалғасқан, жалпы формуласы - С12Р22О11. Дисахаридтерге сахароза, лактоза, мальтоза жатады.
2. Көмірсулардын жіктелуі
Көмірсулар
Полисахаридтер
Дисахаридтер
Триозалар
Тетрозалар
пентозалар
Моносахаридтер
Крахмал
Гликоген
Клетчатка
гексозалар
Рибоза
дезексирибоза
Сахароза
Лактоза
Мальтоза
Глюкоза
Фруктоза
Галактоза
Манноза
Сахароза қант қызылшасында және қант тростнигінің сабағында болады. Оның құрылыс формуласы:
О
СН2ОН О
Н
СН2ОН
Н
Н НОН2С
Н
ОН
ОН Н
Н ОН
О
ОН Н
Н ОН
Лактоза(сүт қанты) глюкоза және галактозадан құралған. Ол көп мөлшерде сүттің құрамында, әсіресе әйел сүтінде -5,5 -- 8,4 %, сиыр сүтінде 4-5,5% кездеседі.
Мальтозаның құрамына екі молекула глюкоза кіреді.
Полисахаридтер - (крахмал, гликоген, целлюлоза) - жоғары молекулалы заттар. Олар жүздеген не мындаған моносахаридтердің қалдықтарынан тұрады. Полисахаридтердің жалпы формуласы (СН10О5)құрылыс формуласы.
О
СН2ОН СН2ОН СН2ОН
Н Н Н Н Н Н Н Н
О
О
Н
ОН Н ОН Н ОН Н
Н ОН Н ОН Н ОН
Крахмал салқын суда ерімейтін, дәмсіз, ақ ұнтақ зат. Ыстық суда коллоидты ерітінді түзеді. Крахмал астық дәндерінде күріште (85 % дейін), бидайда (75 % дейін), жүгеріде (72 %) және картоп түйнектерінде (24 % дейін) қоректік зат болып жинақталады.
Адам ағзасында жоғары аталып отырған моносахридтердің ішінде тек қана глюкоза барлық ұлпалардың құрамында, қанда -3,33 - 5,55 мольл немесе 60 - 100 (1 мг % кездессе, полисахридтерден тек гликоген қор заты ретінде бауырда (салмағының 5-тен 10 % дейін), бұлшық етте - 0,1- 0,3 %, мидың құрамында 0,2 % жинақталады.
3.Көмірсулардың маңызы.
Көмірсулардың адам ағзасы үшін маңызы зор. Қалыпты жағдайда ағзаның тәулігіне жұмсаған қуатының 60 - 70 % көмірсулар арқылы өтеледі. Әсіресе мидың, қан жасушаларының, бүйректің т.б. қызметіне қажет қуат. 1 г көмірсу тотыққанда 4,1 ккал (17,15 кДж) қуат бөлінеді. Адам мен жануар ағзасында көмірсулар бейорганикалық, заттардан пайда болмайды. Сондықтан олар көмірсуларды тек тағам арқылы енгізеді. Бірақ та, жануарлардан алынған азықтарда көмірсулардың мөлшері аз. Мысалы, бірталай уақыт тұрып қалған етте, балық етінде гликогеннің қалдығы, ізі ғана кездеседі. Егер де 200-300 г - дай піскен бауыр желінсе, ағзаға тек қана 4 - 15 г гликоген түседі, ал 0,5 л сүт ішкенде 25 г лактоза енгізіледі. Тәулігіне ағзаға 450-600 г көмірсу қажет. Бұл мөлшерді тек жануарлардан алынған азықпен қамтамасыз ету мүмкін емес. Сондықтан тағамдық заттар арқылы адам ағзасына қажетті негізілетін негізгі көмірсу - крахмал. Ол бидайдың, арпаның, күріштің, жүгерінін дәндерінде, картопта қор ретінде жинақталады.
Көмірсулардың кейбір өкілдері жүйке импульсының берілуіне, антиденелердің түзілуіне, қан топтарының даралануына қатысып ерекше қызмет атқарады. Әртүрлі бездердің бөліп шығаратын сөлдерінің құрамына кіріп, кейбір көмірсулар қорғаныштық қызмет атқарады.
Көмірсулар ағзадағы жасуша мембранасының және нуклеин қышқылдарының (ДНК, РНК), нуклеопротеидтердің, ферменттердің, мононуклеотидердің (АТФ, АДФ, АМФ, ГТФ т.б.) құрамына кіріп құрылыс заты ретінде пайдаланылады.
Көмірсулар табиғи көзден алынады. Барлық тірі организмнің құрамында болады. Көмірсулар тамақ (глюкоза, крахмал, пектиндік заттар), тоқыма және қағаз (целлюлоза) өнеркәсіптерінде, микробиологияда (көмірсуларды ашыту арқылы спирт қышқылдар, т.б. алу) қолданылады, медицинада дәрі-дәрмек жасау үшін пайдаланылады. Фотосинтез нәтижесінде атмосферадағы су мен көмір қышқыл газынан түзілетін көмірсулар табиғи айналымда болады.
Көмірсулар табиғатта кең тараған заттар, олар барлық өсімдік және жануар ағзаларының құрамына кіреді. Көмірсулар өсімдіктердің құрғақ зат массасына шаққанда 80 %, жануарлар ағзаларының 2 %, ал қанның 0,1 % құрайды.
Бақылау сұрақтары:
1. Көмірсу атауы қалай қалыптасты ?
2. Көмірсулар қалай жіктеледі ?
3. Көмірсулар табиғатта қалай таралған ?
4. Көмірсулардың адам тіршілігі үшін маңызы қандай ?
5. Көмірсулардың химиялық қасиеттері қандай ?
№ 4-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Ферменттер
Жоспар:
1.Ферменттер туралы жалпы түсінік.
2.Ферменттердің аталуы және жіктелуі.
3.Ферменттердің негізгі қасиеттері.
Ферменттер - белоктардың ішіндегі ең үлкен және жоғары мамандандырылған класы. Тіпті гендердің жұмысына дейін ферменттердің қатысуымен орындалады. Ферменттер мыңдаған химиялық реакцияларды катализдейді, осы реакциялардың нәтижесінде клеткадағы алмасу процестері құралады.
Ферменттер табиғаты жағынан каталитикалық қасиеті бар белоктар болғандықтан, оларды биологиялық катализаторлар деп атайды.
Қазіргі кезге дейін екі мыңдай ферменттер анықталып, олардың екі жүздейі кристалл түрінде бөлініп алынған.
Ферменттердің активті орталығы. Ферменттің молекуласы субстраттың молекуласынан өте үлкен болады, соңдықтан ол субстратқа өзінің бүкіл молекуласымен емес, белгілі бір аймағымен ғана әсер етеді.
Ферменттің субстратпен спецификалы әрекеттесетін аймағы активті орталық деп аталады.Фермент конформациясындағы полипептидті тізбектің белгілі топтары ерекше спецификалы орналасып, активті орталық кұрайды. Ферменттің активті, орталық екі аймақтан құралады. Оның бірі - субстратты таниды және байланысады, ол субстраттық аймақ деп аталады, ал екіншісі - химиялық реакцияның сипатын анықтап, катализдік қызмет атқарады.
Активті орталықтың кеңістік құрылымы әрекеттесетін қосылысқа стереохимиялық комплементарлы келеді.
Ферменттердің активті орталығы полипептидті тізбектегі кейбір аминқышқылдардың функционалды топтарынан құралады.
Мысалы:
:: серин және треониннің - ОН тобы,
:: гистидиннің имидазол сақинасы,
:: бос-СООН және -NH2 тобы,
Аллостерикалық орталық. Көптеген ферменттердің активті орталығынан басқа аллостерикалық орталығы болады. Мұндай орталық тек қана бірнеше мономерден тұратын күрделі ферменттерге тән.
Аллостерикалық орталыққа эффекторлар байланысады. Эффекторлар аллостерикалық орталықпен байланысқанда ферменттің конформациясы өзгереді, нәтижесінде активті орталықтың субстратқа сәйкестігі артуы немесе төмендеуі мүмкін.
2.Ферменттердің аталуы және жіктелуі
Белгілі болған ферменттер көп болды. Сондықтан оларды жүйелеу және атау қажет болды. Сонымен бірге әр түрлі ғалымдар ферменттерді атаған кезде әр түрлі принциптерді пайдаланды. 1961 - ші жылғы Комиссия 3 принципті қарастырды. 1-ші - ферменттің химиялық табиғаты, яғни флавопротеидтерге жатады ма, әлде, пиридоксальфосфатпротеидтерге жатады ма ? Алайда бұл принцип жіктеу негізіне келмеді. 2-ші принцип - фермент әсер ететін субстраттың химиялық табиғаты. Бұл принцип бойынша бір кластың ішіндегі қосылыстарға әсер ететін, реакциялардың аралық өнімдеріне әсер ететін ферменттерді жіктеу қиын. Қабылданған жіктеу негізіне катализденетін реакцияның түрі алынды. Бұл реакцияның түрі кез-келген ферменттің әсері үшін арнайы болды.
Сонымен, катализденетін реакцияның түрі мен субстраттың аты ферменттерді жүйелі атаудың негізі болды. Осы классификация бойынша ферменттерді 6 басты кластарға бөледі:
1.Оксидоредуктазалар; 3.гидролазал ар; 5.изомеразалар;
2.трансферазалар; 4.лиазалар; 6. лигазалар.
Оксидоредуктазалар - тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді. Оларға каталаза; пероксидаза ферменттері жатады.
Трансферазалар - молекулалардың арасында немесе ішінде әр түрлі атомдарды, атомдардың топтарын және радикалдарды тасымалдауға қтысатын ферменттер. Оларға: ацилтрансфераза, фосфотрансфераза ферменттері жатады.
3. Ферменттердің негізгі қасиеттері
Ферменттердің жоғары арнайылығы. Ферменттер өзінің субстраттық арнайылығымен және каталитикалық эффективтілігімен ерекшеленеді.
Ферменттер белгілі бір реакцияны ғана жылдамдатады немесе тек белгілі бір субстратқа әсер етеді. Ферменттердің бұл қасиеті әсер ету "арнайылығы" деп аталады. Арнайылық субстраттық және каталитикалық деп екі түрге бөлінеді.
Субстраттық арнайылық Ферменттердің өздері әсер ететін сусбстраттарын тани алуы және олармен әрекеттесу қабілеттілігі әртүрлі болады.
Ферменттер субстраттық ерекшелігі дәрежесіне қарай үшке бөлінеді:
Абсолюттік арнайылығы
Стереохимиялық арнайылығы
Салыстырмалы (топтық) арнайылығы
І.Көптеген ферменттер бір субстратка (және бір реакция өніміне) абсолюттік арнайылық көрсетеді. Мысал ретінде, аргиназа ферментінің аргининді оринитинмен мочевинаға ыдырату реакциясы (а) және уреза ферментінің мочевинаны бикарбонатпен амиакқа ыдырату реакциясы (б), сонымен қатар, сахароза ферментінің тек сахарозаға әсер етіп, оны глюкоза мен фруктозаға ыдырату реакциялары (в) қарастырылады.
2.Кейде субстратпен активті орталықтың әрекеттесуі кезінде кеңістік немесе стереохимиялық арнайылықорын алады.
Фермент бір ғана стереоизомерге әсер етеді. Реакцияның субстраты ретінде оптикалық изомер (цис-, транс - изомер) пайдаланылады. Мысалы, аспартаза ферменті D-аспартатқа емес, тек L-аспартатпен реакцияға түседі, нәтижесінде фумарат түзіледі (а), осы сияқты фумараза ферменті фумар қышқылының алма қышқылана айналу кайтымды реакциясын катализдейді (б), бірақ фумараттың цис-изомері болып есептелетін малеин қышқылына әсер ете алмайды.
3. Көптеген ферменттер әртүрлі қосылыстарға әсер ете алады, мұндай ферменттерге салыстырмалы (топтық) арнайылық тән. Салыстырмалы арнайылығы бар ферменттер құрылымдары ұқсас, химиялық байланыстарының түрі бірдей қосылыстардың тобына әсер етеді.
Каталитикалық арнайылық
Кез келген фермент тек белгілі бір химиялық реакцияны катализдей алады. Бір реакцияның барысында келесі реакцияны жүргізбейді және қосымша өнімдер түзбейді. Мұны каталитикалық арнайылық деп атайды. Каталитикалық арнайылық химиялық реакциялардың сипатын және бағытын анықтайды.
Ферменттер молекула мөлшерімен ерекшеленеді. Кейбіреулерінің молекулалық массасы онша үлкен емес 104дәрежесіндей. Көбіне олардың мөлшері және молекулалық массасы 1,5-104 мен 106 аралығында болады. Барлық белоктар сияқты ферменттер лабильді, сондықтан денатурацияланғанда активтілігі жойылады.
Ферменттердің әсер ету эффективтілігі өте жоғары болады, бір молекула фермент бір минутта субстраттың 102-106 молекуласын катализдейді.
Фермент активтілігінің реттелуі. Субстратпен бәсекелесе отыра, активті орталықпен қайтымды байланысатын қосылыстармен ферменттер ингибирлене алады. Бұдан өзге, белоктың басқа аймақтарына байланысуарқылы,қайтымсыз модификациялайтын реагенттер ферментті инактивацияға ұшыратады. Мұндай құбылыстар клетка жағдайында сирек кездеседі. Физиологиялық жағдайда, ферменттермен қайтымды байланысу нәтижесінде реакция жылдамдығын реттейтін реагенттер - эффекторлар деп аталады.
Эффектордың немесе субстраттың аллостерикалық әсерлесуі суббірліктің конформациясын өзгертеді. Бұл ферменттің каталитикалық қасиетін өзгеріске ұшыратады. Эффектордың суббірлікпен әрекеттесуінен фермент конформациясының өзгеруі схема түрінде көрсетілген.
Эффектор мен байланысқанда суббірліктердің біреуінің конформациясы өзгереді, ол эффектормен байланыспаған келесі суббірліктің конформациясына әсерін тигізіп, каталитикалық активтілігін өзгертеді.
Бақылау сұрақтары .
1. Фермент дегеніміз не ?
2. Белсенді орталық деп нені айтамыз ?
3. Ферменттер қандай реакциялардың жүруіне әсер етуіне байланысты неше класқа бөлінеді ?
4. Ферменттің әсер ету механизмі .
5. Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай неше топқа бөлінеді ?
6. Изоферменттер дегеніміз не ?
7. Ферменттердің белсенділігі неге байланысты ?
8. Ферменттердің талғаушылық қасиеті дегеніміз не ?
№ 5-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Витаминдер
Жоспар:
1. Витаминдердің адамның тіршілігі үшін маңызы.
2. Витаминдердің жіктелуі.
3. Майда еритін витаминдер.
4. Суда еритін витаминдер.
1. Витаминдердің адам тіршілігі үшін маңызы.
Витаминдер (дәрумендер) дегеніміз - адам ағзасында бірқалыпты тіршілік етуі үшін өте қажет төменгі молекулалы органикалық заттар. Бұдан I ғасыр бұрын адамдар мен жануарлардың ағзасында қалыпты өмір сүруі үшін белоктардың, майлардың, минералды заттардың және судың болуы жеткілікті деп саналған. Бірақ практика мен тәжірибе көрсеткендей адам мен жануарлар ағзаларының қалыпты өсіп, дамуына тек қана бұл заттардың болуы жеткіліксіз.
Дәрумендердің дамуы туралы ілімге көптеген ғалымдар үлес қосты. Солардың бірі, дәрігер Н.И. Лунин ғылымның жаңа түрін ашып, мынадай қорытындыға келді: жануарлар қоректік үшін ауыстыруға болмайтын белоктардан, майлардан, сүт қантынан, тұздар және сулардан басқа белгісіз заттарды қажет етеді.
Лунин бұл зерттеу жұмыстарымен 1880 жылдары айналысты. Луниннің бұл ғылыми жұмысы 1912 жылы Ф. Гопкинстің зертеулерімен дәлелденді. К. Функ бұл белгісіз заттарды дәрумендер деп атауға ұсыныс жасады (латынша vita - өмір, яғни өмірдің амині). Расында дәрумендер де тамақтың қажетті қосымша факторы болып саналады, бірақ олардың кейбіреулерінің құрамында азот және амин тобы болмайды.
2.Дәрумендердің жіктелуі
Қазіргі дәрумендердіңжіктелуі (классификациясы) әлі толық зерттелмегендіктен олардың физика-химиялық қасиетіне (ерігіштігіне), химиялық табиғатына негізделген. Дәрумендерерігіштігіне қарай майда және суда еритін болып бөлінеді.
Майда еритін дәрумендер
1. Дәрумен А (антиксерофтальмикалық) - ретинол.
2. Дәрумен Д (антирахиттік) - кальцийферолдар.
3. Дәрумен Е (антистерильді) - токоферолдар.
4. Дәрумен К (антигеморрикалық) - нафтохинондар
Суда еритін дәрумендер:
1.Дәрумен В2 (өсу витамині) - рибофлавин
2.Дәрумен В1 (антиневриттік) - тиамин
3 .Дәрумен В6 (антидерматидті, адермин) - пиридоксин
4. Дәрумен В12 (антианемиялық) - коболамин
5. Дәрумен РР (антипеллагрикалық) - ниацин, никотинамид
6. Дәрумен Вс (антианемиялық) - фоли қышқылы
7. Дәрумен В3 (антидерматидті) - пантотенді қышқыл
8. Дәрумен Н - биотин
9. Дәрумен С - аскорбин қышқылы
10. Дәрумен Р - биофлавоноидтар
Суда еритін дәрумендерге С, РР және В тобындағы барлық дәрумендер жатады.
3. Майда еритін дәрумендер.
А дәрумені (ретинол) ағзаның өсуіне, дамуына әсер етіп, түрлі ауруларға қарсы түру қабілетін арттырады. Іңірде, түнде көруді жақсартады. А дәрумені шаштың, тырнақтың өсуі мен терідегі жасушалардың мүйізденуіне әсер етеді. Ол жетіспегенде тері құрғап жарылып, түсі күңгірттенеді. Май бездерінің құрамы өзгереді, көздің қасаң қабығы бұзылады. Адам іңірде, түнде нашар көреді. Бұл ауруды ақшам соқыр (куриная слепота) деп атайды.
А дәрумені бауырда, сүтте, жұмыртқаның сарысында көп болады. Өсімдіктердің қызыл, сары жемістерінде, сәбізде, қызанақта, өрікте, асқабақта кездеседі. А дәруменінің ағзаға кажет тәуліктік мөлшері 2,5 -10,5 мг.
D дәрумені (кальциферол) адамның терісінде күннің ультракүлгін сәулелерінің әсерінен түзіледі. Ол кальций мен фосфордың ішектен бөлінуін жылдамдатьш, сүйек ұлпасының мықтылығына әсер етеді. Адам ағзасы D дәруменін тағамның құрамынан да қабылдайды.
Жас сәбилерде D дәруменінің жетіспеуінен болатын ауру мешел (рахит) деп аталады. Мешел ауруына шалдыққан балалардың қаңқасы дұрыс қалыптаспайды (суретте). Аяқ сүйектері дене салмағының әсерінен майысады, сүйек баяу дамиды, ұйқысы қашады. Жұқпалы аурулармен көп ауырады. Сондықтан жас сәбилердін мешел ауруына шалдықпауы үшін күн сөулесіне шығарып шынықтырады. D дәрумені балық майында, бауырында, уылдырығында, жұмыртқаның сарысында, жануарлардың бауырында, сүт өнімдерінде мол. D дәруменінің қажетті тәуліктік мөлшері 2,5 мг.
Е дәрумені (токоферол) ағзаның зат алмасу процесіне және көбеюіне әсер етеді. Бұл дәрумен жетіспеген жағдайда әйел бедеулікке ұшырайды. Мешелменауырған баланың аяқ сүйектері қисаюы ұшырауы мүмкін, кейде қаңканың бұлшықеттері қатая (жансыздана) бастайды. Е дәрумені көкөністерде, астық тұқымдастардың дәнінде, өсімдік майында жөне жұмыртқада кездеседі. Адам ағзасы үшін қажетті тәуліктік мөлшері 10 -- 20 мг.
К дәрумені (филлохинон) қанның ұюына әсер етеді. Дәрумен жетіспегенде жарақаттанған жердегі қанның ұюы баяулайды да, қан аға түседі. К дәрумені көкөністерден жасалған салаттарда, томатта, бауырда кездеседі. Сонымен бірге К дәрумені ішекте болатын кейбір микроорганизмдердің әсерінен де түзіледі. Адам ағзасы үшін К дәруменінің қажетті тәуліктік мөлшері 0,2-0,3 мг.
5.1 сурет. Авитаминоз D. Рахит (интернет материалы).
4. Суда еритін дәрумендер.
С дәрумені (аскорбин қышқылы). Ағзаның жұқпалы ауруларға қарсы тұру қабілетін арттырады. Сүйекке және тіске беріктік қасиет береді. С дәрумені биологиялық тотығу кезінде зиянды заттардың түзілуін тежейді. Ол қарсы денелерді (орысша антитело) түзетін ферменттердің құрамына кіреді. Терідегі қан тамырлардың кабырғасының бүлінуіне де кедергі жасайды. С дәрумені жетіспеген жағдайда ағза тез шаршайды, кілегейлі қабықшалар қабынады, қызылиек қанталайды. Бұл дәрумен ұзақ уақыт жетіспесе адам қауіпті құрқұлақ (цинга) ауруына шалдығады. Адам ағзасы С дәруменін түзбейтіндіктен, тамақпен бірге қабылдануы керек. С дәрумені ағзаға қыс пен көктем айларында көбірек қажет. Жаңа піскен көкөністер, жемістер және тұздалған қырыққабатта көбірек кездеседі. Әсіресе итмұрынның, қарақаттың құрамында мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 60-100 мг.
В дәрумені (тиамин). Тиамин зат алмасуға, асқазан және жүректің, жүйке жүйесінің қызметтеріне әсер етеді. Жетіспегенде жүйке жүйесінің жұмысы бұзылып, адамның қозғалысы өзгереді. Бас ауырады, жүректің соғуы жиілейді жөне аяқ-қол дірілдейді. В дәрумені ұзақ уақыт жетіспеген жағдайда, адам бери-бери ауруына ұшырайды. Жүйке жүйесінің қызметі бұзылады, жүруі ауырлайды, тіпті аяғы сал (паралич) болып қалады. В1 дәрумені түрлі жармалардың қалдығында, сүт өнімдерінде, жұмыртқада, жемістерде мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 2,3 мг.
В2 дәрумені (рибофлавин). Рибофлавин зат алмасуға, көзге, қан жасалу мүшелерінің қызметіне әсер етеді. Жетіспеген жағдайда баланың өсуі баяулайды, тері мен ішкі мүшелердің кілегейлі қабықшаларында ауру пайда болады. Көздің қасаң қабығы қабынып, көзден жас ағады. В2 дәрумені жармалардың құрамында, ашытқыда, көкөністерде, етте, сүтте мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 3-4 мг.
В6 дәрумені ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
УРМАШЕВ Б.А., ЕРМАХАНОВ М.Н., САБДЕНОВА Ұ.Ө.
БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ
Лекция жинағы
Шымкент, 2017 ж.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ
ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
Химия кафедрасы
УРМАШЕВ Б.А., ЕРМАХАНОВ М.Н., САБДЕНОВА Ұ.Ө.
БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ
Лекция жинағы
Шымкент-2017ж
ӘОЖ546.(083.13)
Құрастырушылар: Урмашев Б.А., Ермаханов М.Н., Сабденова Ұ.Ө.
Биологиялық химиядан пәнінен лекция жинағы.- Шымкент: М. Әуезов атындағы ОҚМУ, 2016. - 67 бет.
Лекция жинағы оқу жоспарының және Биологиялық химия пән бағдарламасының талаптарына сәйкес құрастырылған және студенттер үшін қажетті жүйеленген мәліметтерді қамтиды.
050112 - Химия мамандығы бойынша оқитын студенттерге арналған.
Лекция жинағында Биологиялық химия курсының бағарламасында қарастырылғын материалдың оқу жүйесі берілген.
Пікір жазғандар:
Жатқанбаев Е.Т. - т.ғ.к., М.Әуезов атындағы ОҚМУ
"Химия"кафедрасы
Шағраева Б. - х.ғ.к., ОҚМПИ Химия кафедрасының доценті
Химия кафедра мәжілісінде № 6 хаттама,18.05. 2017 және Жаратылыстану педагогикалық факультетінің әдістемелік комиссиясында қарастырылған және баспаға ұсынылған
№ 11 хаттама _25___05_2017 ж.
Баспаға М.Ауезов атындағы ОҚМУ-нің оқу-әдістемелік кеңесі ұсынған
№ _____ хаттама ____ _____________ 201 ж.
(C) М. Әуезов атындағы Оңтүстік Казахстан мемлекеттік университеті, 2017 ж.
Шығаруға жауапты: Урмашев Б.А.
№ 1-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Кіріспе. Биохимия пәні.
Жоспар:
1. Биологиялық химия тірі ағзадағы заттардың химиялық табиғатын зерттейтін ғылым.
2. Биохимияның зерттейтін нысандары және зерттеу әдістері.
3. Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері.
1. Биологиялық химия тірі ағзадағы заттардың химиялық табиғатын зерттейтін ғылым.
Биологиялық химия - тiрiағзаның құрамына кiретiн химиялық табиғи заттардың құрылысын, өзгерiсiн және тiрi материяда болатын химиялық реакцияларды зерттейтiн ғылым.
Тiрi ағза жасушаларында барлық биохимиялық құбылыстар физикалық және химиялық заңдылықтарға сәйкес жүредi. Сондықтан да биохимия физикалық және химиялық заңдылықтарға сүйене отырып, тiрi ағза жасушасының сапалық өзгерiстерiн, құрылыстарын, сыртқы ортамен байланысын, яғни зат және қуат алмасу ерекшелiгiн зерттейдi. Сонымен қатар биохимия тiрi ағзадағы химиялық құбылыстарды басқару, игеру жолдарын табуға көмектеседi.
Биохимия үш бөлiмнен тұрады:
1. Статистикалық биохимия - ағзаның химиялық құрамымен шұғылданады.
2. Динамикалық биохимия - ағзадағы заттар мен энергия алмасудың өз ара байланысын зерттейдi
3. Функционалдық биохимия - ағзаның құрамындағы мүшелердің қызметiн қамтамасыз ететiн химиялық өзгерiстердi зерттейдi. Осы бөлiмге спорттық биохимия да жатады.
2. Биохимияның зерттейтін нысандары және зерттеу әдістері.
Зерттеу нысандарына байланысты биохимия адам биохимиясы, жануарлардың биохимиясы, өсімдіктер биохимиясы және микробтардың (микроағзалардың) биохимиясы болып жіктеледі. Себебі барлық тіршліктің биохимиясының бірдей болуына қарамастан, тірі жануарлардың және өсімдіктердің ағзаларында зат алмасулар ерекшеленеді. Зат алмасу немесе метаболизм - ағзада жүретін барлық химиялық реакциялардың жиынтығы. Бұл реакциялар тірі жүйелердің сақталып және өздігінен байта өсуі үшін бағытталған. Бұл үрдіс миллиондаған жылдар бойында қалыптасқан. Өсімдіктердің өздерінің денелеріндегі күрделі заттарын (көмірсулар, майлар, ақ уыздар) су, көмірқышқыл газы, минералдық заттар сияқты қарапайым заттардан түзетіндігі белгілі. Ал осы синтез үшін қажет энергия жарықты сіңіру есесінен жүреді (фотосинтез үрдісі). Ал, тірі ағзалар болса, керісінше, олар су мен минералдық заттардан басқа, күрделі заттарды да - ақуыздар, майлар, көмірсулардан құралған коректі қажет етеді. Тірі жануарлардың ағзаларында тіршілік үшін және олардың денесіндегі заттардың синтезі үшін белгілі мөлшерде энергия қажет. Бұл энергия күрделі органикалық заттардың ыдырауы немесе тотығуы кезінде бөлінген химиялық энергияның (химиосинтез) есесінен қамтамасыз етіледі. Мысалы:
С6Н12О6 2С3Н6О3 + 210 кДжмоль
Глюкоза сүт қышқылы
Осы энергияның шамамен 126 кДж жылу түрінде таралады, ал 84 кДж АТФ молекуласында фосфаттық байланыстарда энергия түрінде жиналады.
Органикалық заттарды қорек ретінде пайдаланбайтын өсімдіктер аутотрофты ағзалар болып табылады. Ал, жануарлар гетеротрофтық ағзалар болып табылады. Микробтардың арасында аутотрофтық та, гетеротрофтық та зат алмасу түрлері кездеседі. Сонымен бірге микробтар олардағы заттардың және реакциялардың кең шеңберімен сипатталады. Бұл реакциялар және заттар жануарларда және өсімдіктерде кездеспейді.
Зерттеу әдістері:
-экстракциялау; диализ; кристалд ау;
-гомогенизациялау; Фракциялау; хро матографиялау;
-электрофорез; фильтрациялау; гел ь-электрофорез.
-изотоптық; аналитикалық-дезинтегр ациялық;
3. Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері.
Заманауи биохимияның өз бетінше ғылым ретінде негізгі қалыптасу кезеңдері ХІХ-шы және ХХ-шы ғасырларға жақын. Осы көрсетілген уақытқа дейін қазіргі кездегі биохимияның қарастыратын сұрақтарын органикалық химия және физиология әр тұстан зерттеді. Орта ғасырларда (ҮІІІ - Х) Европада алхимияның дамуына байланысты анағұрлым күрделі органикалық заттардың құрамы туралы нақты материал бірте-бірте жинақтала басталды. Алайда, орта ғасырдағы алхимиктердің жинаған мәліметтері сол кездегі ғылымда үстемдік алған ой-тұжырымдармен сәйкестік таппады.
ХҮІ - ХҮІІ ғасырларда алхимиктердің жинақтаған білімдерін ятрохимиктер (iatros - дәрігер, грек тілінен аударғанда) өз еңбектерімен жалғастырды және ары қарай дамытты. Осы ятрохимияның көрнекті өкілдерінің бірі Парацельс болды. Парацельс - неміс дәрігері және жаратылыстанушысы. Ол химияның және медицинаның арасындағы тығыз байланыстың бар екендігі туралы батыл әрі прогрессивтік қағиданы айтты. Ол адамның тіршілік етуінің негізінде химиялық реакциялар жатыр, адам ауырған кезде әр түрлі реакциялар бұзылатындығын, ауруладың түрлерін емдеу үшін химиялық заттарды дәрі ретінде пайдалану керектігін айтты.
ХҮІІ-ші ғасырдың ятрохимигі И. Ван-Гельмонт ең алғашқылардың бірі болып, тірі денедегі сөлдердің құрамында ерекше заттардың - ферменттердің болатындығын, осы заттардың химиялық өзгерістерге қатысатындығы туралы қағиданы айтты.
Алайда, химиялық және ферментативтік реакциялардың заңдылықтарын түсіну ятрохимиктер үшін шешімі жоқ жұмбақтардың бірі болып қала берді. Оның себептері:
-физиканың және химияның негізгі заңдарының болмауы;
-органикалық заттардың және қосылыстардың элементтік құрамын анықтайтын әдістер мен тәсілдердің дамымауы;
-сонымен бірге, ятрохимиктер алхимиктер сияқты дүние танымы бойынша метафизиктер болды және олардың басым көпшілігінде виталистік көзқарас басым болды.
ХҮІІ - ХҮІІІ - шы ғасырлардың аралығында ғалымдардың арасында жану негізінің теориясы - флогистон кең қолданысқа ие болды. Оны негіздеген немістің химигі және дәрігері Шталь болды. Бұл теорияның негізгі қағидалары қате болды. Алайда, ғылымның дамуында оның қосқан үлесі болды. Яғни, эксперименттік бағыттағы жұмсытарға бастау болды. Бұл теорияға сәйкес зат жанған кезде белгісіз бір ерекше салмағы жоқ зат бөлінеді екен. Бұл теорияның кемшілігін Ломоносов пен Лавуазье өздерінің еңбектерінде көрсетті. Олар материяның (массаның) сақталу заңын ашты және бекітті. Сонымен бірге, Лавуазье тыныс алғанда оттегінің жұтылатыны, ал тыныс шығарғанда көмір қышқыл газының бөлінетіндігін көрсетті.
ХҮІІІ-шы ғасырдың екінші жартысынан бастап көптеген жаңа органикалық заттар табылып, бөлініп алына бастады. Оларды өсімдіктерден және жануарлардан бөліп алды. ХҮІІІ-ші ғасырдың екінші жартысындағы ең ірі жаңалықтардың бірі - Реомюрдің және Спалланцанидің асты қорыту физиологиясы бойынша зерттеулері. Бұл зерттеулер ас қорыту сөлдерінің ферменттерін зерттеуге бастама болды. Орыстың химигі К.С. Кирхгоф 1814 жылы крахмалдың өнген арпаның сығындысының (амилазаның) әсерінен қантқа айналуын сипаттады. ХІХ-шы ғасырдың ортасына таман басқа да ферменттер сипатталды: ауыз қуысының сөлі амилаза, асзан сөлінің пепсині, асқазан асты безінің сөлі трипсин. Берцелиус химияға катализ және катализаторлар ұғымдарын енгізді. Соңғылардың қатарына сол кездегі белгілі болған ферменттердің барлығы жатқызылды. 1839 жылы Либих тағамның құрамына ақуыздардың, майлардың және көмірсулардың кіретіндігін және олар жануарлардың және өсімдіктердің басты құрама бөліктері болып табылатындығын анықтады.
Витализммен күресте мықты соққыны Велер жасады. 1828 жылы Велер химиялық жолмен мочевинаны алды. Мочевина - адамның және жануарлардың ағзасындағы азоттық зат алмасудың соңғы өнімдерінң бірі. Өзінің ұстазы Берцелиусқа жазған хатында Велер былай деді: мен енді мочевинаны жасай аламын. Ол үшін маған бүйректің, тіпті еш қандай да жануардың, адамның немесе иттің қажеті жоқ. Міне мен осыны сізге мәлімдегім келеді. Көп ұзамастан соңынан басқа тамаша жұмыстар жасалды. Олар: Кольбенің сірке қышқылын (1844 ж.), Бертлоның майларды (1844 ж.), Бутлеровтың көмірсуларды синтездеуі.
Витализммен күресу жолында ашу үрдісінің табиғаты туралы зерттеулер маңызды орын алды. Ашу үрдісін зерттеген ғалымдардың ішінде Ю. Либих және Л. Пастер болды. Пастер ашу - тірі ашытқы клеткаларының қатысуымен жүретін биологилық үрдіс деп қорытындылады. Либих ашу үрдісінің таза химиялық теориясына қатысты сұрақтармен айналысты. Алайда бұл теорияның кемшіліктері болды. Яғни, теория толық жетілмеген еді. Эксперименттің барысындағы алынған мәліметтерді түсіндіре алмады. Негізгі мәселерді орыс химигі М.М Манассеина (1871 ж.) және немістің ғалымы Бухнер (1897 ж.) дәлелдеді. Олар клеткасыз ашытқы шырынының спирттік ашуға қабілетті екендігін дәлелдеді.
Өсімдік және жануарлардың ағзаларындағы химиялық заттар, ағзалардағы жүретін химиялық үрдістер туралы салыстырмалы түрде айтқанда сол уақыттардағы жинақталған көп материалдар мен мәліметтер оқу құралдарында жүйелене бастады. Осыған әрекет жасалды: Зимонның (1842 ж.) және Либихтің (1847 ж.) оқулықтары. Ресейде алғашқы оқулық - физиологиялық химия баспадан шықты (А.И. Ходнев, 1847 ж.).
ХІХ-шы ғасырдың екінші жартысында көптеген орыс және шет елдік университеттердің медицина факультеттерінде арнайы медициналық, немесе физиологиялық химияның кафедралары бекітілді. Ресейде медициналық химия кафедрасы бірінші рет 1863 жылы Қазан университетінде А.Я. Данилевскийдің көмегімен ашылды. 1864 жылы А.Д. Булыгинский Мәскеу университетінде медициналық химия кафедрасының негізін қалады. 1892 жылы Петерборда Әскери-медициналық (Медицина-хирургиялық) академиясында физиологиялық химия кафедрасы жұмысын бастады. Бұл кафедраны А.Я. Данилевский басқарды. Жоғарғы оқу орындарында физиологиялық химияның кафедраларының құрылуына себеп - биологиялық химия түбіне келгенде органикалық химиямен және физиологиямен байланысты болғанына қарамастан өз алдына жаңа ғылым болды, оның өзінің зерттеу нысаны және зерттеу әдістері бар.
Биохимияның шын мәнінде гүлденуі ХХ ғасырда болды. Биохимияның салаларындағы жаңалықтар бірінен соң бірі ашылды. Қазіргі уақытта классикалық биохимияның қамтитын сұрақтары әлде қайда кеңейді. Ал енді келешекте биохимияда тағы да жаңалықтар ашылып биологияға және химияға қатысты бөлімдерді қамтуы мүмкін.
Бақылау сұрақтары:
1. Биологиялық химия нені зерттейді ?
2. Биологиялық химияның бөлімдері қалай аталады ?
3. Заманауи биохимияның пайда болуы және даму кезеңдері.
4. Биохимияның дамуына үлес қосқан ғалымдардың қандай еңбектерін білесіздер ?
5. Биохимияның келешегі қандай болады ?
№ 2-ші дәріс
Тақырыбы: Ақуыздардың химиясы
Жоспар:
1. Ақуыздардың маңызы.
2. Ақуыздардың жіктелуі.
3. Ақуыздардың құрамы және құрылысы.
4. Ақуыздардың физикалық және химиялық қасиеттері.
Белоктар өзарат пептидтік байланыспен қосылған аминоқышқылдарынан құралған өте күрделi жоғары молекулалы органикалық заттар. Табиғатта шамамен 1010-1012 әртүрлi белоктар кездеседi. Оның бес миллионға жуықтауы адам денесiнде кездеседi. Белоктар адам денесiнiң 18-21 % құрайды. Ал кейбiр мүшелерде (көкбауыр, өкпе, бұлшық етте бүйректе т.б.) белоктың мүшелерi 70-80 %. Қорыта айтқанда белоктар жасушаның ең негiзгi құрылыс материалы.
Белоктар-ферменттер жасушада жүретiн химиялық реакциялардың жылдамдығын тездетедi. Белоктар тасымалдау, тыныс алу қызметiн атқарады. Қызыл қан түиiршiгiнiң белогы гемоглобин оттегiн қосып алып, барлық үлпаға, жасушаға таратады да, олардан көмiрқышқыл газын өкпеге тасымалдайды.
Белоктар қозғалыс қызметiн атқарады. Мысалы, бұлшық еттердiң, жүректің, өкпенiң, iшекқарынның қабырғасындағы еттердiң жиырылуы арқылы қозғалыстың бiрнеше түрi iске асып, сол мүшелердiң қызметi қамтамасыз етiлуiнде белоктардың маңызы зор. Белоктар қуат көзi, 1 г белок толық ыдырағанда 4,1 ккал (17,6 кДж) қуат босап шығады. Тәулiгiне жұмсалған қуаттың 10-15 % -ға жуығы белоктар арқылы өтеледi.
Ағзада ферменттер, гормондар т.б. заттар үздiксiз жұмсалып: ескiрген белок молекулалары ыдырап, үлпалар мен жасушалар жаңарып отырады. Осының бәрiне белок қажет. Мысалы, тiршiлiк барысында организмдегi көптеген жасушалар бiрнеше рет жаңарады; қандағы қызыл қан түйiршiктерi эритроциттер 100-200 күн аралығында толық жаңарып алмастырылса, бауыр жасушаларындағы белоктар 10 күн аралығында жартылай жаңарады. Салмағы 70 кг-дай ересек адам ағзасында тәулiгiне шамасы 400 гр-дай белоктар ыдырап және қайта құрылады. Сондықтан да осы жұмсалған белоктардың орнын толтыру үшiн тамақпен енгiзiлген белоктың мөлшерi жеткiлiктi болуы қажет.
Қалыпты жағдайда тәулiгiне адам ағзасына 80-100 г белок керек болса, дене еңбегiмен айналысқанда оның мөшелерi 120-150 г дейiн өседi. Белок жеткiлiксiз болған жағдайда бүйрек, қалқанша, жыныс бездерiнiң қызметi бұзылады. Орталық жүйке жүйесi белоктың жеткiлiксiздiгiн өте тез сезедi.Ашыққанда ми мен жүрек өзiнiң салмағын көп уақытқа дейiн жоғалтпайды, себебi олар өзiнiң белоктарын бұлшық ет пен бауырдың белоктарының есебiнен толықтырады.
2.Ақуыздардың жіктелуі.
Биологиялық маңызы жағынан белоктарды құнды және құнсыз деп екi топқа бөледi. Құнды белоктар дегенiмiз - құрамында ауыстыруға болмайтын аминқышқылдары бар белоктар. Организмде түзiлмейтiн аминқышқылдарын ауыстыруға болмайды деп санайды. Бұларға: валин, лейцин, изолейцин, метионин, треонин, лизин, триптофан, фенил-аланин сияқты сегiз аминқышқылдары жатады. Жартылай ауыстырылмайтын аминқышқылдары төртеу - аргинин, гистидин, цистейн мен тирозин. Ауыстыруға болатын амин қышқылдары организмнiң өзiнде кетоқышқылдардан, май қышқылдарынан түзiледi. Олар аланин, аргинин аспарагин, глицин, глотамин, пролин, серин қышқылдары.
Биологиялық құнды белоктардың құрамында белок молекуласын құруға қажеттi барлық аминқышқылдары болады. Оған жануарлардан алынатын белоктар жатады. (жұмыртқа, ет, сүт, балық белоктары), құнсыз белоктардың құрамында ауыстыруға болмайтын аминқышқылдары кездеспейдi. Мысалы, жүгерiнiң, бидайдың, белоктары, желатин - құнсыз белоктар.
Ағзадағы белок тепе-теңдiгiн қамтамасыз ететiн тағамдағы белоктың ең аз мөлшерiн - белоктыңминимумы деп атайды. Белоктар көмiрсулар мен майлар тәрiздi коректiк зат болып жинақталмайды. Тағамдағы белоктың мөлшерi көп болған жағдайда ағзадағы белок тепе-теңдiгiн сақтау үшiн, олардың катаболизмi күрт өсiп, соңғы өнiмдерi сыртқа шығарылады.
Барлық белоктар құрамы бойынша екi топқа бөлiнедi. Тек қана аминқышқылдарының қалдығынан тұратын қарапайым белок - протеиндеп аталады. Қарапайым белокқа бөтен зат байланысқан болса, оны күрделi белок протеиддеп атайды.
Белоктар
Протейдтер
Протейндер
Хромопротейдтер
Нуклеопротейдтер
Фосфопротейдтер
Липопротейдтер
Гликопротейдтер
Металлопротейдтер
Проламин
Глотелин
Гистон
Альбумин
Глобулин
Протамин
3.Ақуыздардың құрамы және құрылысы.
Белоктың құрамында жиырма түрлі амин қышқылдары болады. Әр түрлі белоктардың амин қышқылы құрамы жағынан да, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта белок түрлерінің көп болуы да осыған байланысты. Мысалы, үш амин қышқылының қосылуынан алты түрлі, төрт қышкылдан жиырма төрт түрлі белок изомерлері пайда болады. Белок молекуласы амин қышқылдарының өзара моншақтай тізіле байланысқан полипептидтік тізбегінен құралады. Белок молекуласының сыртқы пішіні екі түрлі болады. Біріншісі - шар тәрізді домалақ - глобулярлы белоктар. Бұларға альбуминдер, глобулиндер, гемоглобин және т.с.с белоктары жатады. Екіншісі фибриллярлық (талшық тәріздес) белоктар. Бұларға бұлшық ет белогы - миозин, актин және т.с.с. жатады. Белок молекуласының өзіне тән ерекшеліктері мен құрылымдылық дәрежелері көптеген сутектік байланыстар, электростатикалық қуаттар, күкірттен құралатын дисульфидтік байланыстар арқылы қамтамасыз етіледі.
Белоктардың қасиеттерін олардың құрамы мен құрылымы анықтайды. Белок молекуласындағы а-аминқышқылдары қалдықтарының саны әр түрлі болады, кейде бірнеше мыңға дейін жетеді. Әр белокта -аминқышқылдары тек осы белокқа ғана тән ретімен орналасады. Олардың молекулалық массалары бірнеше мыңнан миллионға дейін жетеді. Мысалы, жұмыртқа белогының молекулалық массасы 36000, бұлшық ет белогының молекулалық массасы -- 150000 шамасында. Белоктар, негізінен, көміртек (50 -- 55%), оттек (20 -- 24%), азот (15 -- 19%), сутектен (6 -- 7%) тұрады. Кейбір белоктардың құрамына бұлардан басқа күкірт, фосфор, темір кіреді. Белоктар гидролизденгенде -аминқышқылдарының қоспасы түзіледі. -аминқышқылдарының жалпы формуласы:
Пептидті байланыс бір аминқышқылының карбоксил тобымен екінші аминқышқылының амин тобының байланысынан түзіледі. Пептидтік байланыс табиғатын зерттеген ғалым Э. Фишер.
Нәруыздың бірінші ретті құрылымы. Полипептидтік тізбектегі әр түрлі аминқышқылдары қалдықтарының бір-бірімен кезектесіп байланысу ретін нәруыздың бірінші реттік құрылымы дейді.
...- ала - лиз - вал - вал - иле - ...
Нәруыздардың бірінші реттік құрылымы жүйелік номенклатураға қолданылу мүмкін.
Нәруыздың екінші ретті құрылымы. Нәруыз молекулалары полипептидтік тізбектерінің кеңістіктегі оралма тәрізді болып келген пішінін нәруыздың екінші реттік құрылымы дейді. Мұнда оралманың көрші оралмадағы - NH- және - CO-топтарының арасында түзілген сутектік байланыстар түзіледі.
Нәруыздың үшінші ретті құрылымы. Полипептидтік байланыс оралымға айналғанда ондағы радикалдар сырттап қалады. Сол радикалдардан нәруыз молекуласының үшінші реттік құрылымы түзіледі.
Нәруыздың төртінші ретті құрылымы. Нәруыздың төртінші ретті құрылымы бірнеше шумақталған оралымнан тұрады, яғни бірнеше нәруыз молекулаларының қосындысы.
4.Химиялық қасиеттері
Белок ерітіндісін қыздырса немесе оған күшті кышқылмен әсер етсе, ол өзінің табиғи қасиеттерін (ферменттік, гормондық) жояды, кейде ұйып та қалады. Мұндай құбылысты денатурация деп атайды.
Құрамы мен құрылысы күрделі болғандықтан, белоктардың қасиеттері де алуан түрлі. Олардың құрамында әр түрлі химиялық реакцияларға түсетін функционалдық топтар бар.
Белоктар -- екідайлы электролиттер. Ортаның белгілі бір рН мәнінде олардың молекулаларындағы оң және теріс зарядтар бірдей (изоэлектрлік нүкте деп аталады) болады.
Белоктардың гидролизі. Сілті немесе қышқыл ерітінділерін қосып қыздырғанда, белоктар гидролизденіп, аминқышқылдарын түзеді:
Белоктардыц түсті реакциялары. Белоктарды сапалық анықтау үшін түсті реакциялар қолданылады.
а) Ксантопротеинреакциясымен, ә) Биурет реакциясы. б) құрамында күкірті бар белоктарға қорғасын ацетатын және сілті қосып қыздырғанда, қорғасын сульфидінің қара түнбасы түзіледі.
Бақылау сұрақтары:
1.Ақуыздардың маңызы қандай ?
2.Ақуыздар қалай жіктеледі ?
3.Ақуыздардың құрылымдары қандай болады ?
4.Ақуыздардың физикалық және химиялық қасиеттері қандай ?
№ 3-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Көмірсулардың химиясы
Жоспар:
1.Көмірсулардың химиясы.
2.Көмірсулардың жіктелуі.
3.Көмірсулардың маңызы.
1. Көмірсулардың химиясы.
Көмірсулар - химиялық құрамы Сm(H2O)n яғни көмірсутек + су, аты осыдан шыққын) формуласымен өрнектелетін табиғи органикалық қосылыстар класы. Көмірсулар химиялық құрамына қарай үлкен 3 топқа бөлінеді:
-мономерлік көмірсулар немесе моносахаридтер;
-олигосахаридтер;
-полисахаридтер.
Соңғы екі топтың өкілдері моносахаридтердің конденсация өнімдері болып табылады.
Ашық түрдегі моносахаридтердің типтік формалары: альдоза үшін СН2ОН(СНОН)nСНО; кетоза үшін СН2ОН(СНОН)nСОСН2ОН, мұндағы n1. Моносахаридтердің көп бөлігінде тармақталмаған көміртектік тізбекпен бір альдегидтік (альдозалық) немесе кетондық (кетозалық) топ болады.
Тізбектегі көміртек атомының санына орай моносахаридтер:
-тетрозаға (С4),
-пентозаға (С5),
-гексозаға (С6), т.б. бөлінеді.
Кейде кетоза атауына "ул" жұрнағы жалғанады (мысалы, пентулоза, гептулоза, нонулоза, т.б.). Моносахаридтерде көміртектің асимметриялық атомдары болады және оптикалық белсенді стереоизомерлер түзіледі. Көмірсулар мысалдарына құрамы (С6Н10О5)n формуласымен өрнектелетін глюкоза немесе жүзім қанты (С6Н12О6), қамыс немесе қызылша канты (С12Н22О11) және крахмал немесе целлюлозаны келтіруге болады. Көмірсулар деген атауды 1844 жылы К. Шмидт ұсынған. Бұл атау осы қосылыстар тобының алғашқы белгілі өкілдерін анализдеу негізінде пайда болды. Зерттеу нәтижесінде осы топ заттарының көміртектен, сутектен, оттектен тұратыны және сутек пен оттек атомдарының сандық қатынасы су молекуласындағыдай, яғни сутектің екі атомына оттектің бір атомы келетіні анықталған. Осы айтылғандарға сәйкес көмірсулардың жалпы формуласы: Жақша сыртына n-ді шығарсақ Сm(Н2О)n деген көмірсулар атауына дәл келетін формуланы аламыз. Алайда, кейінірек кейбір көмірсулардың құрамындағы сутек пен оттектің сандық қатынасы судағыдай емес екені анықталды, мысалы, рамноза С6Н10О4 мен дезоксирибоза С5Н10О4.
Көмірсулардың физикалық қасиеттері. Моносахаридтер немесе қарапайым қанттар - қатты, суда жақсы еритін, дәмі тәтті, кристалдық заттар. Құрамында бес және алты көміртегі атомдары бар моносахаридтер ерітіндіде тұйық тізбекті (циклді) түрінде кездеседі. Гексозалардың ішіндегі ең маңыздысы глюкоза -- С6Н12О6, оны жүзім қанты деп атайды. Ол ақ түсті, дәмі тәтті, суда жақсы еритін кристалдық зат.
Көмірсулардың химиялық қасиеттері. Глюкоза - альдегидті спирт, молекуласының құрылысы:
СН2ОН
Н Н Н Н ОН О
Н
ОН
О
Н
НО
Н
Н
ОН Н
C C C C C C
Н ОН
ОН Н Н ОН Н Н
Глюкоза молекуласының құрамында альдегид тобы болғандықтан, ол күміс оксидінің аммиакты ерітіндісімен күміс айна реакциясы және мыс гидроксидімен Фелинг реакциясын береді.
Глюкоза -- көп атомды спирт, сондықтан ол спирттерге тән қасиеттерді көрсетеді: металдармен алкоголяттар: қышқылдармен күрделі эфир түзеді. Глюкоза кристалдық қалпында және ерітіндіде жартылай ацетальды қалыпта болады. Жартылай ацетальдық гидроксил реакциялық қабілетт. Ол спирттермен, карбон қышқылдарымен, фенолдармен реакцияласып, басқа топтармен орын алмаса алады. Жартылай ацетальдық гидроксилге әсер ететін қосылысты агликон деп атайды. Ал реакцияның өнімін гликозид деп атайды.
Фруктоза- глюкозаның изомері, глюкозамен бірге тәтті жемістерде, балдың құрамында болады. Фруктоза - кетонды спирт, оның құрылысы:
O
H
OH
OH
OH
CH2OH
CcccccCCHCH2OH CH2OH
CH2OH
CH2OH
СН2ОН O
С = CH2OH
H
OH
H
С OH
H
С H OH
С OH H
H
С
H
Фруктоза глюкоза тәрізді алкоголяттар және эфирлер түзеді.
Дисахаридтер- түссіз, суда жақсы еритін, дәмі тәтті кристалды заттар. Олардың құрамында екі молекула моносахаридтер ангидрин байланысы арқылы жалғасқан, жалпы формуласы - С12Р22О11. Дисахаридтерге сахароза, лактоза, мальтоза жатады.
2. Көмірсулардын жіктелуі
Көмірсулар
Полисахаридтер
Дисахаридтер
Триозалар
Тетрозалар
пентозалар
Моносахаридтер
Крахмал
Гликоген
Клетчатка
гексозалар
Рибоза
дезексирибоза
Сахароза
Лактоза
Мальтоза
Глюкоза
Фруктоза
Галактоза
Манноза
Сахароза қант қызылшасында және қант тростнигінің сабағында болады. Оның құрылыс формуласы:
О
СН2ОН О
Н
СН2ОН
Н
Н НОН2С
Н
ОН
ОН Н
Н ОН
О
ОН Н
Н ОН
Лактоза(сүт қанты) глюкоза және галактозадан құралған. Ол көп мөлшерде сүттің құрамында, әсіресе әйел сүтінде -5,5 -- 8,4 %, сиыр сүтінде 4-5,5% кездеседі.
Мальтозаның құрамына екі молекула глюкоза кіреді.
Полисахаридтер - (крахмал, гликоген, целлюлоза) - жоғары молекулалы заттар. Олар жүздеген не мындаған моносахаридтердің қалдықтарынан тұрады. Полисахаридтердің жалпы формуласы (СН10О5)құрылыс формуласы.
О
СН2ОН СН2ОН СН2ОН
Н Н Н Н Н Н Н Н
О
О
Н
ОН Н ОН Н ОН Н
Н ОН Н ОН Н ОН
Крахмал салқын суда ерімейтін, дәмсіз, ақ ұнтақ зат. Ыстық суда коллоидты ерітінді түзеді. Крахмал астық дәндерінде күріште (85 % дейін), бидайда (75 % дейін), жүгеріде (72 %) және картоп түйнектерінде (24 % дейін) қоректік зат болып жинақталады.
Адам ағзасында жоғары аталып отырған моносахридтердің ішінде тек қана глюкоза барлық ұлпалардың құрамында, қанда -3,33 - 5,55 мольл немесе 60 - 100 (1 мг % кездессе, полисахридтерден тек гликоген қор заты ретінде бауырда (салмағының 5-тен 10 % дейін), бұлшық етте - 0,1- 0,3 %, мидың құрамында 0,2 % жинақталады.
3.Көмірсулардың маңызы.
Көмірсулардың адам ағзасы үшін маңызы зор. Қалыпты жағдайда ағзаның тәулігіне жұмсаған қуатының 60 - 70 % көмірсулар арқылы өтеледі. Әсіресе мидың, қан жасушаларының, бүйректің т.б. қызметіне қажет қуат. 1 г көмірсу тотыққанда 4,1 ккал (17,15 кДж) қуат бөлінеді. Адам мен жануар ағзасында көмірсулар бейорганикалық, заттардан пайда болмайды. Сондықтан олар көмірсуларды тек тағам арқылы енгізеді. Бірақ та, жануарлардан алынған азықтарда көмірсулардың мөлшері аз. Мысалы, бірталай уақыт тұрып қалған етте, балық етінде гликогеннің қалдығы, ізі ғана кездеседі. Егер де 200-300 г - дай піскен бауыр желінсе, ағзаға тек қана 4 - 15 г гликоген түседі, ал 0,5 л сүт ішкенде 25 г лактоза енгізіледі. Тәулігіне ағзаға 450-600 г көмірсу қажет. Бұл мөлшерді тек жануарлардан алынған азықпен қамтамасыз ету мүмкін емес. Сондықтан тағамдық заттар арқылы адам ағзасына қажетті негізілетін негізгі көмірсу - крахмал. Ол бидайдың, арпаның, күріштің, жүгерінін дәндерінде, картопта қор ретінде жинақталады.
Көмірсулардың кейбір өкілдері жүйке импульсының берілуіне, антиденелердің түзілуіне, қан топтарының даралануына қатысып ерекше қызмет атқарады. Әртүрлі бездердің бөліп шығаратын сөлдерінің құрамына кіріп, кейбір көмірсулар қорғаныштық қызмет атқарады.
Көмірсулар ағзадағы жасуша мембранасының және нуклеин қышқылдарының (ДНК, РНК), нуклеопротеидтердің, ферменттердің, мононуклеотидердің (АТФ, АДФ, АМФ, ГТФ т.б.) құрамына кіріп құрылыс заты ретінде пайдаланылады.
Көмірсулар табиғи көзден алынады. Барлық тірі организмнің құрамында болады. Көмірсулар тамақ (глюкоза, крахмал, пектиндік заттар), тоқыма және қағаз (целлюлоза) өнеркәсіптерінде, микробиологияда (көмірсуларды ашыту арқылы спирт қышқылдар, т.б. алу) қолданылады, медицинада дәрі-дәрмек жасау үшін пайдаланылады. Фотосинтез нәтижесінде атмосферадағы су мен көмір қышқыл газынан түзілетін көмірсулар табиғи айналымда болады.
Көмірсулар табиғатта кең тараған заттар, олар барлық өсімдік және жануар ағзаларының құрамына кіреді. Көмірсулар өсімдіктердің құрғақ зат массасына шаққанда 80 %, жануарлар ағзаларының 2 %, ал қанның 0,1 % құрайды.
Бақылау сұрақтары:
1. Көмірсу атауы қалай қалыптасты ?
2. Көмірсулар қалай жіктеледі ?
3. Көмірсулар табиғатта қалай таралған ?
4. Көмірсулардың адам тіршілігі үшін маңызы қандай ?
5. Көмірсулардың химиялық қасиеттері қандай ?
№ 4-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Ферменттер
Жоспар:
1.Ферменттер туралы жалпы түсінік.
2.Ферменттердің аталуы және жіктелуі.
3.Ферменттердің негізгі қасиеттері.
Ферменттер - белоктардың ішіндегі ең үлкен және жоғары мамандандырылған класы. Тіпті гендердің жұмысына дейін ферменттердің қатысуымен орындалады. Ферменттер мыңдаған химиялық реакцияларды катализдейді, осы реакциялардың нәтижесінде клеткадағы алмасу процестері құралады.
Ферменттер табиғаты жағынан каталитикалық қасиеті бар белоктар болғандықтан, оларды биологиялық катализаторлар деп атайды.
Қазіргі кезге дейін екі мыңдай ферменттер анықталып, олардың екі жүздейі кристалл түрінде бөлініп алынған.
Ферменттердің активті орталығы. Ферменттің молекуласы субстраттың молекуласынан өте үлкен болады, соңдықтан ол субстратқа өзінің бүкіл молекуласымен емес, белгілі бір аймағымен ғана әсер етеді.
Ферменттің субстратпен спецификалы әрекеттесетін аймағы активті орталық деп аталады.Фермент конформациясындағы полипептидті тізбектің белгілі топтары ерекше спецификалы орналасып, активті орталық кұрайды. Ферменттің активті, орталық екі аймақтан құралады. Оның бірі - субстратты таниды және байланысады, ол субстраттық аймақ деп аталады, ал екіншісі - химиялық реакцияның сипатын анықтап, катализдік қызмет атқарады.
Активті орталықтың кеңістік құрылымы әрекеттесетін қосылысқа стереохимиялық комплементарлы келеді.
Ферменттердің активті орталығы полипептидті тізбектегі кейбір аминқышқылдардың функционалды топтарынан құралады.
Мысалы:
:: серин және треониннің - ОН тобы,
:: гистидиннің имидазол сақинасы,
:: бос-СООН және -NH2 тобы,
Аллостерикалық орталық. Көптеген ферменттердің активті орталығынан басқа аллостерикалық орталығы болады. Мұндай орталық тек қана бірнеше мономерден тұратын күрделі ферменттерге тән.
Аллостерикалық орталыққа эффекторлар байланысады. Эффекторлар аллостерикалық орталықпен байланысқанда ферменттің конформациясы өзгереді, нәтижесінде активті орталықтың субстратқа сәйкестігі артуы немесе төмендеуі мүмкін.
2.Ферменттердің аталуы және жіктелуі
Белгілі болған ферменттер көп болды. Сондықтан оларды жүйелеу және атау қажет болды. Сонымен бірге әр түрлі ғалымдар ферменттерді атаған кезде әр түрлі принциптерді пайдаланды. 1961 - ші жылғы Комиссия 3 принципті қарастырды. 1-ші - ферменттің химиялық табиғаты, яғни флавопротеидтерге жатады ма, әлде, пиридоксальфосфатпротеидтерге жатады ма ? Алайда бұл принцип жіктеу негізіне келмеді. 2-ші принцип - фермент әсер ететін субстраттың химиялық табиғаты. Бұл принцип бойынша бір кластың ішіндегі қосылыстарға әсер ететін, реакциялардың аралық өнімдеріне әсер ететін ферменттерді жіктеу қиын. Қабылданған жіктеу негізіне катализденетін реакцияның түрі алынды. Бұл реакцияның түрі кез-келген ферменттің әсері үшін арнайы болды.
Сонымен, катализденетін реакцияның түрі мен субстраттың аты ферменттерді жүйелі атаудың негізі болды. Осы классификация бойынша ферменттерді 6 басты кластарға бөледі:
1.Оксидоредуктазалар; 3.гидролазал ар; 5.изомеразалар;
2.трансферазалар; 4.лиазалар; 6. лигазалар.
Оксидоредуктазалар - тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді. Оларға каталаза; пероксидаза ферменттері жатады.
Трансферазалар - молекулалардың арасында немесе ішінде әр түрлі атомдарды, атомдардың топтарын және радикалдарды тасымалдауға қтысатын ферменттер. Оларға: ацилтрансфераза, фосфотрансфераза ферменттері жатады.
3. Ферменттердің негізгі қасиеттері
Ферменттердің жоғары арнайылығы. Ферменттер өзінің субстраттық арнайылығымен және каталитикалық эффективтілігімен ерекшеленеді.
Ферменттер белгілі бір реакцияны ғана жылдамдатады немесе тек белгілі бір субстратқа әсер етеді. Ферменттердің бұл қасиеті әсер ету "арнайылығы" деп аталады. Арнайылық субстраттық және каталитикалық деп екі түрге бөлінеді.
Субстраттық арнайылық Ферменттердің өздері әсер ететін сусбстраттарын тани алуы және олармен әрекеттесу қабілеттілігі әртүрлі болады.
Ферменттер субстраттық ерекшелігі дәрежесіне қарай үшке бөлінеді:
Абсолюттік арнайылығы
Стереохимиялық арнайылығы
Салыстырмалы (топтық) арнайылығы
І.Көптеген ферменттер бір субстратка (және бір реакция өніміне) абсолюттік арнайылық көрсетеді. Мысал ретінде, аргиназа ферментінің аргининді оринитинмен мочевинаға ыдырату реакциясы (а) және уреза ферментінің мочевинаны бикарбонатпен амиакқа ыдырату реакциясы (б), сонымен қатар, сахароза ферментінің тек сахарозаға әсер етіп, оны глюкоза мен фруктозаға ыдырату реакциялары (в) қарастырылады.
2.Кейде субстратпен активті орталықтың әрекеттесуі кезінде кеңістік немесе стереохимиялық арнайылықорын алады.
Фермент бір ғана стереоизомерге әсер етеді. Реакцияның субстраты ретінде оптикалық изомер (цис-, транс - изомер) пайдаланылады. Мысалы, аспартаза ферменті D-аспартатқа емес, тек L-аспартатпен реакцияға түседі, нәтижесінде фумарат түзіледі (а), осы сияқты фумараза ферменті фумар қышқылының алма қышқылана айналу кайтымды реакциясын катализдейді (б), бірақ фумараттың цис-изомері болып есептелетін малеин қышқылына әсер ете алмайды.
3. Көптеген ферменттер әртүрлі қосылыстарға әсер ете алады, мұндай ферменттерге салыстырмалы (топтық) арнайылық тән. Салыстырмалы арнайылығы бар ферменттер құрылымдары ұқсас, химиялық байланыстарының түрі бірдей қосылыстардың тобына әсер етеді.
Каталитикалық арнайылық
Кез келген фермент тек белгілі бір химиялық реакцияны катализдей алады. Бір реакцияның барысында келесі реакцияны жүргізбейді және қосымша өнімдер түзбейді. Мұны каталитикалық арнайылық деп атайды. Каталитикалық арнайылық химиялық реакциялардың сипатын және бағытын анықтайды.
Ферменттер молекула мөлшерімен ерекшеленеді. Кейбіреулерінің молекулалық массасы онша үлкен емес 104дәрежесіндей. Көбіне олардың мөлшері және молекулалық массасы 1,5-104 мен 106 аралығында болады. Барлық белоктар сияқты ферменттер лабильді, сондықтан денатурацияланғанда активтілігі жойылады.
Ферменттердің әсер ету эффективтілігі өте жоғары болады, бір молекула фермент бір минутта субстраттың 102-106 молекуласын катализдейді.
Фермент активтілігінің реттелуі. Субстратпен бәсекелесе отыра, активті орталықпен қайтымды байланысатын қосылыстармен ферменттер ингибирлене алады. Бұдан өзге, белоктың басқа аймақтарына байланысуарқылы,қайтымсыз модификациялайтын реагенттер ферментті инактивацияға ұшыратады. Мұндай құбылыстар клетка жағдайында сирек кездеседі. Физиологиялық жағдайда, ферменттермен қайтымды байланысу нәтижесінде реакция жылдамдығын реттейтін реагенттер - эффекторлар деп аталады.
Эффектордың немесе субстраттың аллостерикалық әсерлесуі суббірліктің конформациясын өзгертеді. Бұл ферменттің каталитикалық қасиетін өзгеріске ұшыратады. Эффектордың суббірлікпен әрекеттесуінен фермент конформациясының өзгеруі схема түрінде көрсетілген.
Эффектор мен байланысқанда суббірліктердің біреуінің конформациясы өзгереді, ол эффектормен байланыспаған келесі суббірліктің конформациясына әсерін тигізіп, каталитикалық активтілігін өзгертеді.
Бақылау сұрақтары .
1. Фермент дегеніміз не ?
2. Белсенді орталық деп нені айтамыз ?
3. Ферменттер қандай реакциялардың жүруіне әсер етуіне байланысты неше класқа бөлінеді ?
4. Ферменттің әсер ету механизмі .
5. Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай неше топқа бөлінеді ?
6. Изоферменттер дегеніміз не ?
7. Ферменттердің белсенділігі неге байланысты ?
8. Ферменттердің талғаушылық қасиеті дегеніміз не ?
№ 5-ші дәріс
Дәрістің тақырыбы: Витаминдер
Жоспар:
1. Витаминдердің адамның тіршілігі үшін маңызы.
2. Витаминдердің жіктелуі.
3. Майда еритін витаминдер.
4. Суда еритін витаминдер.
1. Витаминдердің адам тіршілігі үшін маңызы.
Витаминдер (дәрумендер) дегеніміз - адам ағзасында бірқалыпты тіршілік етуі үшін өте қажет төменгі молекулалы органикалық заттар. Бұдан I ғасыр бұрын адамдар мен жануарлардың ағзасында қалыпты өмір сүруі үшін белоктардың, майлардың, минералды заттардың және судың болуы жеткілікті деп саналған. Бірақ практика мен тәжірибе көрсеткендей адам мен жануарлар ағзаларының қалыпты өсіп, дамуына тек қана бұл заттардың болуы жеткіліксіз.
Дәрумендердің дамуы туралы ілімге көптеген ғалымдар үлес қосты. Солардың бірі, дәрігер Н.И. Лунин ғылымның жаңа түрін ашып, мынадай қорытындыға келді: жануарлар қоректік үшін ауыстыруға болмайтын белоктардан, майлардан, сүт қантынан, тұздар және сулардан басқа белгісіз заттарды қажет етеді.
Лунин бұл зерттеу жұмыстарымен 1880 жылдары айналысты. Луниннің бұл ғылыми жұмысы 1912 жылы Ф. Гопкинстің зертеулерімен дәлелденді. К. Функ бұл белгісіз заттарды дәрумендер деп атауға ұсыныс жасады (латынша vita - өмір, яғни өмірдің амині). Расында дәрумендер де тамақтың қажетті қосымша факторы болып саналады, бірақ олардың кейбіреулерінің құрамында азот және амин тобы болмайды.
2.Дәрумендердің жіктелуі
Қазіргі дәрумендердіңжіктелуі (классификациясы) әлі толық зерттелмегендіктен олардың физика-химиялық қасиетіне (ерігіштігіне), химиялық табиғатына негізделген. Дәрумендерерігіштігіне қарай майда және суда еритін болып бөлінеді.
Майда еритін дәрумендер
1. Дәрумен А (антиксерофтальмикалық) - ретинол.
2. Дәрумен Д (антирахиттік) - кальцийферолдар.
3. Дәрумен Е (антистерильді) - токоферолдар.
4. Дәрумен К (антигеморрикалық) - нафтохинондар
Суда еритін дәрумендер:
1.Дәрумен В2 (өсу витамині) - рибофлавин
2.Дәрумен В1 (антиневриттік) - тиамин
3 .Дәрумен В6 (антидерматидті, адермин) - пиридоксин
4. Дәрумен В12 (антианемиялық) - коболамин
5. Дәрумен РР (антипеллагрикалық) - ниацин, никотинамид
6. Дәрумен Вс (антианемиялық) - фоли қышқылы
7. Дәрумен В3 (антидерматидті) - пантотенді қышқыл
8. Дәрумен Н - биотин
9. Дәрумен С - аскорбин қышқылы
10. Дәрумен Р - биофлавоноидтар
Суда еритін дәрумендерге С, РР және В тобындағы барлық дәрумендер жатады.
3. Майда еритін дәрумендер.
А дәрумені (ретинол) ағзаның өсуіне, дамуына әсер етіп, түрлі ауруларға қарсы түру қабілетін арттырады. Іңірде, түнде көруді жақсартады. А дәрумені шаштың, тырнақтың өсуі мен терідегі жасушалардың мүйізденуіне әсер етеді. Ол жетіспегенде тері құрғап жарылып, түсі күңгірттенеді. Май бездерінің құрамы өзгереді, көздің қасаң қабығы бұзылады. Адам іңірде, түнде нашар көреді. Бұл ауруды ақшам соқыр (куриная слепота) деп атайды.
А дәрумені бауырда, сүтте, жұмыртқаның сарысында көп болады. Өсімдіктердің қызыл, сары жемістерінде, сәбізде, қызанақта, өрікте, асқабақта кездеседі. А дәруменінің ағзаға кажет тәуліктік мөлшері 2,5 -10,5 мг.
D дәрумені (кальциферол) адамның терісінде күннің ультракүлгін сәулелерінің әсерінен түзіледі. Ол кальций мен фосфордың ішектен бөлінуін жылдамдатьш, сүйек ұлпасының мықтылығына әсер етеді. Адам ағзасы D дәруменін тағамның құрамынан да қабылдайды.
Жас сәбилерде D дәруменінің жетіспеуінен болатын ауру мешел (рахит) деп аталады. Мешел ауруына шалдыққан балалардың қаңқасы дұрыс қалыптаспайды (суретте). Аяқ сүйектері дене салмағының әсерінен майысады, сүйек баяу дамиды, ұйқысы қашады. Жұқпалы аурулармен көп ауырады. Сондықтан жас сәбилердін мешел ауруына шалдықпауы үшін күн сөулесіне шығарып шынықтырады. D дәрумені балық майында, бауырында, уылдырығында, жұмыртқаның сарысында, жануарлардың бауырында, сүт өнімдерінде мол. D дәруменінің қажетті тәуліктік мөлшері 2,5 мг.
Е дәрумені (токоферол) ағзаның зат алмасу процесіне және көбеюіне әсер етеді. Бұл дәрумен жетіспеген жағдайда әйел бедеулікке ұшырайды. Мешелменауырған баланың аяқ сүйектері қисаюы ұшырауы мүмкін, кейде қаңканың бұлшықеттері қатая (жансыздана) бастайды. Е дәрумені көкөністерде, астық тұқымдастардың дәнінде, өсімдік майында жөне жұмыртқада кездеседі. Адам ағзасы үшін қажетті тәуліктік мөлшері 10 -- 20 мг.
К дәрумені (филлохинон) қанның ұюына әсер етеді. Дәрумен жетіспегенде жарақаттанған жердегі қанның ұюы баяулайды да, қан аға түседі. К дәрумені көкөністерден жасалған салаттарда, томатта, бауырда кездеседі. Сонымен бірге К дәрумені ішекте болатын кейбір микроорганизмдердің әсерінен де түзіледі. Адам ағзасы үшін К дәруменінің қажетті тәуліктік мөлшері 0,2-0,3 мг.
5.1 сурет. Авитаминоз D. Рахит (интернет материалы).
4. Суда еритін дәрумендер.
С дәрумені (аскорбин қышқылы). Ағзаның жұқпалы ауруларға қарсы тұру қабілетін арттырады. Сүйекке және тіске беріктік қасиет береді. С дәрумені биологиялық тотығу кезінде зиянды заттардың түзілуін тежейді. Ол қарсы денелерді (орысша антитело) түзетін ферменттердің құрамына кіреді. Терідегі қан тамырлардың кабырғасының бүлінуіне де кедергі жасайды. С дәрумені жетіспеген жағдайда ағза тез шаршайды, кілегейлі қабықшалар қабынады, қызылиек қанталайды. Бұл дәрумен ұзақ уақыт жетіспесе адам қауіпті құрқұлақ (цинга) ауруына шалдығады. Адам ағзасы С дәруменін түзбейтіндіктен, тамақпен бірге қабылдануы керек. С дәрумені ағзаға қыс пен көктем айларында көбірек қажет. Жаңа піскен көкөністер, жемістер және тұздалған қырыққабатта көбірек кездеседі. Әсіресе итмұрынның, қарақаттың құрамында мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 60-100 мг.
В дәрумені (тиамин). Тиамин зат алмасуға, асқазан және жүректің, жүйке жүйесінің қызметтеріне әсер етеді. Жетіспегенде жүйке жүйесінің жұмысы бұзылып, адамның қозғалысы өзгереді. Бас ауырады, жүректің соғуы жиілейді жөне аяқ-қол дірілдейді. В дәрумені ұзақ уақыт жетіспеген жағдайда, адам бери-бери ауруына ұшырайды. Жүйке жүйесінің қызметі бұзылады, жүруі ауырлайды, тіпті аяғы сал (паралич) болып қалады. В1 дәрумені түрлі жармалардың қалдығында, сүт өнімдерінде, жұмыртқада, жемістерде мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 2,3 мг.
В2 дәрумені (рибофлавин). Рибофлавин зат алмасуға, көзге, қан жасалу мүшелерінің қызметіне әсер етеді. Жетіспеген жағдайда баланың өсуі баяулайды, тері мен ішкі мүшелердің кілегейлі қабықшаларында ауру пайда болады. Көздің қасаң қабығы қабынып, көзден жас ағады. В2 дәрумені жармалардың құрамында, ашытқыда, көкөністерде, етте, сүтте мол болады. Ағзаға қажетті тәуліктік мөлшері 3-4 мг.
В6 дәрумені ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz