методички-леч
.pdf11.Приведите схемы реакций получения лекарственных препаратов – производных п-аминобензойной кислоты анестезина и новокаина, укажите их применение в медицине.
12.Приведите схемы реакций получения натрия салицилата и ацетилсалициловой кислоты из салициловой кислоты. Укажите применение этих препаратов в медицине.
13.Приведите схемы реакций получения фенилсалицилата из салициловой кислоты (через хлорангидрид). Как применяется фенилсалицилат в медицине.
14.Приведите примеры реакций, иллюстрирующих кислотно-основные свойства сульфаниловой кислоты. Запишите формулу биполярного иона сульфаниловой кислоты. Приведите строение стрептоцида (сульфаниламида) и общую структурную формулу сульфаниламидных препаратов. Объясните принцип их фармакологического эффекта.
15.Приведите схемы реакций окислительного (до серотонина) и неокислительного (до триптамина) декарбоксилирования аминокислоты триптофан.
16.Приведите схему реакции получения 5-нитрофурфурола из фурфурола. Каким биологическим действием обладают медицинские препараты нитрофуранового ряда?
17.Приведите структуру пиразола, объясните, почему он является ароматическим соединением. Приведите примеры двух реакций, иллюстрирующих кислотные и основные свойства пиразола.
18.Запишите формулу пиразолона-3(5), укажите тривиальные названия лекарственных препаратов – производных пиразолона и их фармакологический эффект.
19.Приведите примеры двух реакций, иллюстрирующих кислотные и основные свойства имидазола.
20.Приведите схему реакции декарбоксилирования α-аминокислоты гистидина.
21.Объясните, почему пиридин проявляет основные свойства. Приведите схему реакции, иллюстрирующей основные свойства пиридина.
22.Приведите схему реакций получения никотиновой кислоты и её амида из соответствующего пиколина. Укажите их биологическую роль.
23.Приведите схему реакций получения изоникотиновой кислоты и её гидразида из соответствующего пиколина. Каким фармакологическим эффектом обладает гидразид изоникотиновой кислоты?
24.Приведите схемы реакций сульфирования и нитрования хинолина. Назовите механизм этих реакций.
25.Каким фармакологическим эффектом обладают препараты – производные 8-оксихинолина? Объясните механизм их действия (приведите структуру комплекса 8-гидроксихинолина с ионами Co2+).
26.Приведите общую структурную формулу барбитуратов, объясните причину их кислотных свойств (приведите схему лактам-лактимной
11
таутомерии). Приведите схему реакции образования соли барбитурата с одним молем щёлочи. Укажите применение барбитуратов в медицине.
27.Приведите строение пурина, Назовите гетероциклы, из которых состоит эта конденсированная гетероциклическая система. Объясните, почему пурин является ароматическим соединением.
28.Приведите структуру ксантина (2,6-дигидроксипурина) и его метилированного производного – кофеина (1,3,7-триметилксантина).
29.Приведите строение мочевой кислоты (2,6,8-тригидроксипурина), её кислой и средней натриевых солей. Укажите их растворимость в воде.
Рекомендуемая литература
«Учебно-методическое пособие для самоподготовки к занятиям по
биоорганической химии» с.-128-151.
Для подготовки к тесту используйте вопросы для тестового контроля по темам 2-4.
Блок «Биологически активные высокомолекулярные вещества
(строение, свойства, участие в функционирование живых систем)».
В результате изучения данного блока тем студент должен
-знать структуру и функции биологически важных соединений (углеводов, природных α-аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, липидов); основные пути их метаболизма; химическую сущность процессов, происходящих в живом организме на молекулярном уровне; методы получения и обработки информации;
-уметь прогнозировать направление и результаты химических превращений биологически важных веществ; пользоваться учебной, научной
инаучно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;
-владеть терминологией в рамках естественно-научных проблем; понятийным аппаратом естественных наук; навыками составления и представления докладов по профессиональной тематике.
Занятие № 6 Углеводы (моно-, ди- и полисахариды). Их структура, свойства и
биологическое значение
Мотивация цели. Моносахариды содержатся во всех живых организмах и имеют важное биологическое значение. Остатки моносахаридов входят в состав молекул нуклеиновых кислот, сердечных гликозидов, коферментов. Некоторые моносахариды используются для получения лекарственных препаратов. Полисахариды выполняют различные функции: энергетическую (крахмал, гликоген), скелетную (хондроитинсульфаты, гликопротеиды), являются биорегуляторами (гепарин)
12
идр. Гетерополисахариды участвуют в построении групповых веществ крови
итканей.
Цель самоподготовки. Необходимо усвоить стереоизомерию и таутомерные превращения моносахаридов, химические свойства моно-, ди-
и полисахаридов.
План изучения темы
1.Классификация углеводов. Классификация моносахаридов по количеству атомов углерода в цепи и по характеру оксогруппы. Примеры
2.Стереоизомерия моносахаридов. Энантиомеры, определение
относительной конфигурации. Диастереомеры.
2.Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов на примере глюкозы, галактозы, фруктозы, рибозы и дезоксирибозы. α- и β-аномеры.
3.Свойства моносахаридов, обусловленные открытой таутомерной формой (оксо-формой).
3.1.Реакции окисления моносахаридов в разных условиях. Использование реакций окисления для идентификации моносахаридов.
3.2.Реакции восстановления моносахаридов. Получение ксилита и сорбита. Их значение.
3.3.Качественная реакция на фруктозу (реакция Селиванова).
4.Реакции циклических форм моносахаридов.
4.1.Реакции по полуацетальному гидроксилу. Образование O- и N- гликозидов, их номенклатура. Условия гидролиза гликозидов.
4.2.Реакции по спиртовым гидроксилам.
-реакции моносахаридов как многоатомных спиртов (взаимодействие с Cu(OH)2);
-образование фосфатов моносахаридов.
5.Отдельные представители моносахаридов и их производных, их значение.
5.1.Пентозы – ксилоза, рибоза, дезоксирибоза, гексозы – глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза.
5.2.Аминосахара – глюкозамин, галактозамин.
5.3.Аскорбиновая кислота
6.Строение дисахаридов Мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Их моносахаридный состав, тип гликозидной связи.
7.Химические свойства дисахаридов.
7.1.Реакции образования гликозидов.
7.2.Отношение дисахаридов к гидролизу. Условия гидролиза.
7.3.Медико-биологическое значение дисахаридов.
8.Строение и свойства гомополисахаридов.
8.1.Строение фракций крахмала (амилозы и амилопектина), гликогена, целлюлозы. Их биологическое значение.
8.2.Гидролиз полисахаридов, его условия.
13
8.3.Первичная и вторичная структура амилозы и целлюлозы. Зависимость их физических и химических свойств от вторичной структуры.
9.Понятие о гетерополисахаридах.
Рекомендуемая литература
А - с.369-413.
А* - с. 377-391, 394-405, 407-411, 413-420. А** - с. 349-363, 367-376, 378-383, 384-390.
«Учебно-методическое пособие для самоподготовки к занятиям по биоорганической
химии» с.-151-157, 165-167.
Вопросы для самоконтроля №№ 1, 2, 4, 5 (с.152-153), 6 (с.166).
Письменно ответить на вопросы 6 (с.153), 5 (с.166)
Для подготовки к тесту используйте вопросы для тестового контроля №№ 1-6, 9, 11, 13-18, 20, 24, 27, 31-43 (с. 157-164), 2-7, 11, 12, 15-17, 21, 35, 41, 49 (с. 168-176).
Занятие № 7 Природные α-аминокислоты, пептиды, белки.
Строение, свойства, биологическая роль.
Мотивация цели. Аминокислоты играют важную роль в живом организме как мономеры для построения молекул пептидов и белков. Кроме того, они являются материалом для биосинтеза многих ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, медиаторов. Отдельные аминокислоты используются как лекарственные препараты (цистеин, метионин, глутаминовая кислота). Пептиды выполняют в организме регуляторную функцию (гормоны, антибиотики). Белки составляют материальную основу химической деятельности клетки (ферменты, гормоны, структурные,
транспортные защитные белки).
Цель самоподготовки. Необходимо усвоить классификацию и строение наиболее часто встречающихся α-аминокислот, химические превращения α-аминокислот in vitro и in vivo, принципы строения пептидов,
пространственную организацию молекул белка.
План изучения темы
1.Строение, классификация и стереоизомерия α-аминокислот.
1.1.Классификация природных α-аминокислот по характеру радикала и по числу карбоксильных и аминогрупп. Строение и номенклатура 20 важнейших α-аминокислот.
1.2.Пространственная изомерия α-аминокислот (оптическая изомерия), её причины. Отнесение стереоизомеров к D- и L-стереохимическим рядам.
1.3.Незаменимые аминокислоты.
2.Химические свойства аминокислот in vitro.
2.1.Кислотно-основные свойства аминокислот. Биполярная структура. Строение в кислой и щелочной среде. Изоэлектрическая точка.
14
2.2.Реакции по карбоксильной группе – образование солей, сложных эфиров, галогенангидридов.
2.3.Реакции по аминогруппе – образование солей, ацилирование, взаимодействие с альдегидами (как основа пиридоксалевого катализа), дезаминирование (под действием азотистой кислоты).
2.4.Специфические реакции α-аминокислот – декарбоксилирование, образование внутрикомплексных солей, реакция с нингидрином.
2.5.Реакции отдельных групп α-аминокислот:
-реакция на ароматические аминокислоты (ксантопротеиновая);
-реакция на серусодержащие аминокислоты.
3.Реакции α-аминокислот in vivo: декарбоксилирование, дезаминирование (окислительное и неокислительное), переаминирование, образование пептидов.
4.Первичная структура пептидов и белков.
4.1.Электронное и пространственное строение пептидной связи.
4.2.Состав и аминокислотная последовательность пептидов. Их кислотно-основные свойства, изоэлектрическая точка.
4.3.Установление состава пептидов. Гидролиз пептидов, условия.
4.4.Качественные реакции на белки (биуретовая, ксантопротеиновая, с нингидрином, с ацетатом свинца).
5.Пространственное строение молекул белков.
5.1.Вторичная структура белков (α-спираль, β-складчатая структура). Связи, фиксирующие вторичную структуру.
5.2.Третичная структура белков. Связи, фиксирующие её (дисульфидные и ионные).
Рекомендуемая литература
А - с. 314-346, 349-360, 363-367.
А*- с. 313-321, 322-324, 326-331, 333-340, 343-345, 351, 361-366, 369-370, 371-372. А** - с. 296-305, 307-309, 312-314. 316-317, 318-320, 325, 332-338, 341-343, 347-348.
«Учебно-методическое пособие для самоподготовки к занятиям по биоорганической
химии» с.-176-180.
Вопросы для самоконтроля №№ 1- 10 (с.177-178). Письменно
ответить на вопросы 2, 6, 9 (с.177-178).
Для подготовки к тесту используйте вопросы для тестового контроля №№ 1 – 54, 56, 57 (с.181-190).
Занятие № 8 Структура и биологическая роль нуклеотидов, нуклеиновых кислот,
омыляемых липидов.
Мотивация цели. Нуклеиновые кислоты играют главную роль в передаче наследственных признаков и управлении процессом биосинтеза белка. Рассмотрение их строения и свойств необходимо для усвоения в курсе
15
биохимии роли этих соединений в процессах хранения и передачи наследственной генетической информации в норме и при патологии.
Омыляемые липиды выполняют в живых организмах ряд важных функций. Они являются основными структурными компонентами клеточных мембран, одним из источников энергии в организме, играют защитную роль.
Цель самоподготовки. Необходимо усвоить знания о строении, свойствах и биологическом значении нуклеиновых кислот и омыляемых липидов, получить представления о биологической роли изучаемых
соединений.
План изучения темы
1.Строение пиримидиновых (урацил, цитозин, тимин) и пуриновых (аденин, гуанин) оснований.
2.Нуклеозиды.
2.1.Строение. Характер связи нуклеинового основания с углеводным остатком. Номенклатура.
2.2.Гидролиз нуклеозидов.
3.Нуклеотиды.
3.1.Строение. Номенклатура. Отношение к гидролизу.
3.2.Нуклеозидмоно- и полифосфаты. АМФ, АДФ, АТФ. Типы связей в молекуле АТФ.
3.3.Биологическая роль АТФ.
- Энергетическая роль. Гидролиз до АДФ и АМФ. Макроэргические связи.
-Участие в биосинтезе белка.
-Участие в переносе фосфатных групп.
3.4.Понятие о никотинамиддинуклеотидных коферментах. Система НАД+-НАДН.
4.Первичная структура нуклеиновых кислот.
4.1.Принцип строения молекул. Фосфодиэфирная связь.
4.2.Рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты. Их нуклеотидный состав.
4.3.Гидролиз нуклеиновых кислот.
5.Вторичная структура нуклеиновых кислот.
5.1.Понятие о вторичной структуре ДНК и РНК. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры.
5.2.Комплементарность нуклеиновых оснований. Водородные связи в комплементарных парах оснований.
6.Биологическая роль нуклеиновых кислот.
6.1.Роль ДНК в передаче и хранении генетической информации.
6.2.Функции РНК, её виды.
6.3.Понятия о лекарственных средствах на основе модифицированных нуклеиновых оснований (фторурацил, меркаптопурин) и нуклеозидах – антибиотиках.
7.Липиды – определение, класификация.
16
8.Омыляемые липиды. Их классификация.
9.Общая структура жиров. Строение высших жирных кислот, входящих в их состав. Пространственное строение молекул ненасыщенных жирных кислот.
10.Номенклатура жиров.
11.Связь консистенции жиров со строением высших жирных кислот.
12.Химические свойства жиров.
12.1.Гидролиз жиров (кислотный и щелочной). Значение этих реакций. Мыла. Дифильность структуры мыл, механизм их моющего действия.
12.2.Реакции присоединения: гидрирование, бромирование, иодирование. Иодное число.
12.3.Пероксидное окисление жиров и его медико-биологическое значение.
12.4.Окисление жиров раствором перманганата калия в различных условиях.
13.Фосфолипиды.
13.1.Общая характеристика состава и строения. Фосфатидовые кислоты. Биологическое значение фосфолипидов.
13.2.Строение кефалинов и лецитинов. Дифильность их молекул.
13.3.Гидролиз кефалинов и лецитинов.
Рекомендуемая литература
А - с. 420-464.
А*- с. 431-453, 458-472. А** - с. 400-425.
«Учебно-методическое пособие для самоподготовки к занятиям по
биоорганической химии» с.190-193.
Вопросы для самоконтроля №№ 2-4, 6, 8, 9, 11, 12. Письменно
ответить на вопросы 3, 4, 8 , 11, 12 (с.192-193).
Для подготовки к тесту используйте вопросы для тестового контроля №№ 1-5, 7-16, 18-38 (с. 195-201).
Занятие № 9 Итоговое занятие по блоку «Биологически активные
высокомолекулярные вещества (строение, свойства, участие в функционирование живых систем)».
Мотивация цели. Для лучшего понимания зависимости строения, свойств и биологической роли пептидов, белков, углеводов, нуклеиновых кислот и омыляемых липидов следует повторить и обобщить учебный
материал.
Цель самоподготовки. Необходимо повторить свойства биологически активных высокомолекулярных соединений.
17
Вопросы для самоконтроля
1.Классифицируйте глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу, рибозу, дезоксирибозу по количеству атомов в цепи и по характеру оксо-группы .
2.Приведите проекционные формулы Фишера энантиомеров глюкозы, маннозы, галактозы, рибозы, фруктозы. Определите их относительную конфигурации (отнесение к D- и L-стереохимическому ряду).
3.Приведите структуры циклических таутомерных форм моносахаридов (формулы Хеуорса) на примере глюкозы (только шестичленные циклы), рибозы, дезоксирибозы, фруктозы (только пятичленные циклы). Назовите их.
4.Приведите схемы реакций взаимодействия α-D-глюкопиранозы с метанолом (в присутствии HCl) и с метиламином. Назовите полученные продукты.
5.Приведите схему реакции гидролиза O-этил-β-D-галоктопиранозида, укажите условия, назовите продукты реакции.
6.Приведите схему реакции образования простого эфира из α-D- маннопиранозы.
7.Приведите схему реакции ацилирования β-D-глюкопиранозы уксусным ангидридом. Укажите тип образующихся связей. В каких условиях они способны гидролизоваться?
8.Приведите схему реакции получения глюкозо-6-фосфата.
9.Приведите схему реакции окисления D-глюкозы бромной водой. Назовите полученное соединение.
10.Приведите структуру глюконата кальция. Укажите его применение в медицине.
11.Приведите схему реакции получения глюкаровой кислоты. Укажите условия.
12.Приведите схемы реакций окисления D-глюкозы аммиачным раствором оксида серебра и гидроксидом меди (II). Каково практическое значение этих реакций?
13.Приведите схемы реакций получения ксилита, сорбита (глюцита).
14.С помощью какой реакции можно отличить фруктозу от глюкозы? Назовите реагенты и укажите видимый результат реакции.
15.Приведите формулы дисахаридов: целобиозы, мальтозы, лактозы, сахарозы. Укажите их моносахаридный состав, тип связи между моносахаридными остатками.
16.Приведите строение сахарозы, охарактеризуйте её моносахаридный состав, тип связи между моносахаридными остатками. Объяснените отсутствие восстанавливающих свойств.
17.Приведите схемы реакций гидролиза мальтозы и сахарозы. Назовите продукты реакций, укажите их условия.
18.Приведите строение фрагмента молекулы амилозы. Назовите моносахаридное звено, тип связей между моносахаридными остатками. Приведите схему реакции гидролиза амилозы. Какую качественную реакцию на крахмал Вы знаете?
18
19.Приведите строение фрагмента молекулы амилопектина. Назовите моносахаридное звено, тип связей между моносахаридными остатками. Приведите схему реакции гидролиза амилопектина.
20.Приведите строение фрагмента молекулы гликогена. Назовите моносахаридное звено, тип связей между моносахаридными остатками. Приведите схему реакции гидролиза гликогена.
21.Приведите строение фрагмента молекулы целлюлозы. Назовите моносахаридное звено, тип связей между моносахаридными остатками. Приведите схему реакции гидролиза целлюлозы.
22.Приведите строение стереоизомеров фенилаланина и серина.
23.Приведите схемы реакций валина, протекающих по карбоксильной группе.
24.Приведите схемы реакций лейцина, протекающих по аминогруппе.
25.Приведите структуру биполярного иона аланина, а также структуру аланина в сильнокислой и сильнощелочной среде.
26.В какой области значений pH находятся изоэлектрические точки следующих аминокислот: аспарагиновая кислота, лизин, изолейцин? Ответ поясните.
27.Как можно доказать наличие в пептиде остатков цистеина, фенилаланина, тирозина? Приведите схемы соответствующих реакций.
28.Приведите схемы реакций аланина in vivo (декарбоксилирование, окислительное дезаминирование, переаминирование со щавелевоуксусной кислотой).
29.Приведите строение трипептидов Сер-Вал-Тир, Гли-Ала-Иле, Цис-Гис- Глу. Укажите N- и C-конец пептида. Какую качественную реакцию на пептидную связь Вы знаете? Укажите реагенты и видимый результат реакции.
30.Приведите строение данных пептидов в изоэлектрической точке.
31.Приведите схемы кислотного, ферментативного и щелочного гидролиза данных трипептидов.
32.Что такое вторичная структура белков? Какие виды Вторичной структуры Вы знаете? На примере α-спирали покажите схематично образование связей, поддерживающих вторичную структуру.
33.Дайте определение понятия «третичная структура белка». Укажите схематично виды взаимодействий, поддерживающих третичную структуру белка.
34.Приведите строение пиримидиновых нуклеиновых оснований, входящих в структуру РНК. Приведите схему лактам-лактимной таутомерии.
35.Приведите строение пуриновых оснований и схему лактам-лактимной таутомерии гуанина.
36.Запишите структурные формулы нуклеозидов ДНК, образованных тимином, аденином, цитозином. Назовите их. Укажите тип связи между нуклеиновым основанием и остатком сахара.
37.Приведите строение уридин-5’-фосфата и 3’-гуаниловой кислоты. Укажите тип связей между отдельными фрагментами молекул.
19
38. Приведите схемы реакций кислотного и щелочного |
гидролиза |
дезоксигуанозин-5’-фосфата. Назовите продукты реакций. |
|
39.Приведите строение АТФ. Укажите типы связей в молекуле. Какие из них называют макроэргическими? Объясните это название. Приведите схему реакции гидролиза АТФ до АДФ. Какова биологическая роль этой реакции?
40.Дайте определение первичной и вторичной структуры нуклеиновых кислот. Приведите строение фрагмента ДНК АЦТ.
41.Дайте определение жиров. Приведите общую структурную формулу жиров..
42.Приведите строение высших жирных кислот, входящих в состав жиров (по 2 примера насыщенных и ненасыщенных кислот).
43.Запишите формулы стереоизомеров олеиновой кислоты.
44.Приведите по 1 примеру жидкого и твёрдого жиров. Назовите их. Объясните взаимосвязь консистенции жира со структурой высших жирных кислот, входящих в их состав.
45.Приведите схему реакции гидрогенизации жира (на конкретном примере). Каково её практическое значение?
46.Приведите схемы реакций кислотного и щелочного гидролиза жиров (на конкретном примере). Назовите продукты реакций. Что такое мыла?
47.Приведите общая структурную формулу фосфатидных кислот. укажите тип связей между отдельными фрагментами молекулы.
48. Приведите строение кефалина (фосфатидилколамина). Обозначьте гидрофильный и липофильный фрагменты молекулы.
49.Приведите строение лецитина (фосфатидилхолина). Обозначьте гидрофильный и липофильный фрагменты молекулы.
50.Приведите схему реакции щелочного гидролиза кефалина (на конкретном примере). Назовите продукты реакции.
Для подготовки к занятию необходимо использовать «Учебнометодическое пособие для самоподготовки к занятиям по биоорганической
химии» с.201-204..
План изучения темы – вопросы тем 6, 7, 8.
Вопросы для самоконтроля №№ 1-5, 8-15, 18-36, 37-38 (без
таутомерии), 39-42, 44-54.
Для подготовки к тесту используйте вопросы для тестового контроля по темам 6-8.
20