Analiza chemiczna Jakościowa - określenie składu badanej substancji Ilościowa - określenie ilości badanej substancji Moc jonowa Różne sole w różny sposób wpływają na właściwości białek. Aby porównywać wpływ różnych soli na właściwości białek wprowadzono pojęcie mocy jonowej. Chromatografia Polega na przepuszczaniu przez kolumnę roztworu związków chemicznych. Kolumna jest to rura wypełniona złożem mającym taką właściwość że substancje w trakcie przepływu przez nią cieczy migrują z różną szybkością. Najpierw zbieramy substancje szybko migrujące przez kolumnę a na końcu te najwolniej migrujące Analiza ilościowa i jakościowa • Metody ilościowe • Analiza wagowa • Miareczkowanie • Spektrofotometria • elektroforeza • Metody elektrochemiczne, np. elektrody jonoselektywne • Metody Jakościowe • Reakcje charakterystyczne • elektroforeza • Obecnie podstawowe metody analityczne związane są ze spektrofotometrią Spektrofotometria polega na pomiarze pochłaniania światła przez rozpuszczoną substancje. Białka osocza • Zawartość białka w osoczu 6-8% • Albuminy 60% • Globuliny 40% • Zmniejszenie zawartości białka po jego utracie zachodzi rzadko. • Często zmienia się stosunek np. frakcji albuminowej do frakcji globulinowej (normalnie wynosi 1,5 • Zmniejszenie ilości albumin występuje z powodu ich utraty (białkomocz, krwotoki) lub zahamowanie ich syntezy (choroby wątroby) • Zwiększenie zawartości globulin obserwuje się w stanach zapalnych w przewlekłych chorobach zakaźnych lub schorzeniach wątroby. Albuminy Niskocząsteczkowe białka Mcz do 60 kD wiążące wode i utrzymujące ciśnienie osmotyczne krwi. Spadek zawartości albumin może wywoływać obrzęki tkanek. Globuliny (wysalają się przy 50% wysoleniu siarczanem amonu) masa cząsteczkowa ok. 100 kD białka biorące udział w procesie krzepnięcia krwi, enzymy, fosfataz , proteazy, lipazy, białka o właściwościach immunologicznych, białka wiążące metale np.: transferyna (żelazo) Kinazy - enzymy katalizujące fosforylacje białek. Fosfatazy. enzymy należące do grupy katalizują rozkład estrów kwasu fosforowego Lipazy, enzymy z katalizujące rozkład lub syntezę estrów kwasów tłuszczowych i gliceryny (tłuszczów) Proteazy to enzymy które dokonują hydrolizy wiązań Peptydowych Trzustka • Trypsyna działa swoiście na wiązania peptydowe utworzone przez aminokwasy zasadowe • Chymotrypsyna działa swoiście na wiązania peptydowe utworzone przez aminokwasy pozbawione ładunku elektrycznego(np. a. aromatyczne) • Elastaza działa na wiązania peptydowe utworzone przez małe aminokwasy (glicynę, alaninę, serynę) • Karbosypeptydaza działa na C-końcowe wiązania peptydowe Aminokwasy nie mogą być magazynowane, nadmiar aminokwasów jest na bieżąco przerabiany, wykorzystywany na potrzeby energetyczne. grupa aminowa jest odłączana Z aminokwasów mogą powstawać kwasy tłuszczowe, ciała ketonowe lub glukoza Wydalanie jest procesem fizjologicznym polegającym na usuwaniu z organizmu szkodliwych produktów przemian związków azotowych (amoniak,mocznik,kwas moczowy),dwutlenku węgla oraz wody i nadmiaru soli mineralnych i innych związków zbędnych dla organizmu. Transaminacja Pierwszym etapem katabolizmu większości aminokwasów jest transaminacja - przeniesienie grupy aminowej z aminokwasu na -ketoglutaran. Reakcje transaminacji katalizowane są przez enzymy AMINOTRANSFERAZY zależne od fosforanu pirodyksylu ( witaminy B6 ) fenyloketonuria Fenyloketonuria jest chorobą genetyczną spowodowana mutacją genu kodującego enzym hydroksylaze fenyloalaninową • Chorobę rozpoznaje się u ok. 1 na 15000 dzieci, ale częstość jej występowania jest różna w różnych populacjach ZAKRES WARTOŚCI PRAWIDŁOWYCH Norma dla mocznika 2,5-6,4 mmol/l lub 15 - 39 mg/100ml WARTOŚCI PODWYŻSZONE Zwiększenie stężenia mocznika jest prawie zawsze dowodem upośledzonej czynności wydalniczej nerek. - dieta bogata w białka - nadmierny katabolizm białek w ustroju (gorączka, posocznica) - krwawienie do przewodu pokarmowego - niewydolność nerek niewydolność pozanerkowa np. zwężenie moczowodów. |
Spektrofotometria Są różne metody spektrofotometryczne, różniące się metodą pomiaru jak i długością fali przy której dokonujemy pomiarów. Można zbudować przyrząd , spektrofotometr wytwarzający światło monochromatyczne o jednej barwie , jednej długości fali a następnie zmieniać długość fali wytwarzanego światła. Jeśli takie światło przepuścimy przez badaną substancje i będziemy rejestrować zmiany pochłaniania tego światła w zależności od długości fali to otrzymamy widmo absorpcyjne danej substancji. • Ponieważ wiadomo jak związki chemiczne absorbują światło to z takiego widma można zorientować się co zawiera badana próbka. Białka absorbują w nadfiolecie przy długości fali ok. 280 nm (UV) a kwasy nukleinowe przy 260 nm (UV). Takie widma pozwalają określić skład i stężenie zawartych w roztworze substancji. Pomiary spektrofotometryczne Najczęściej pomiary prowadzi się w kuwetach pomiarowych o długości drogi optycznej 1 cm, często kuwety nie są symetryczne i należy wkładać je do spektrofotometru we właściwy sposób Kuwety muszą być wykonane z materiału nie pochłaniającego promieniowania w zakresie długości fali przy których dokonujemy pomiaru. Dla nadfioletu (UV) używamy tylko kuwet kwarcowych oznaczonych literą Q, kuwety plastikowe lub szklane pochłaniają promieniowanie co uniemożliwiłoby pomiary. Struktura pierwszorzędowa - czyli najniższy poziom organizacji strukturalnej cząsteczki jest wyznaczona przez sekwencję aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym. Jest ona uwarunkowana jeszcze zanim zostanie zsyntetyzowany łańcuch polipeptydowy, gdyż informacja o kolejności aminokwasów w cząsteczce białka jest zakodowana w DNA, w postaci sekwencji nukleotydowej. Dzięki procesom transkrypcji, a później translacji sekwencja nukleotydowa zostaje odczytana w trakcie syntezy odpowiedniego polipeptydu. Struktura drugorzędowa - są to typy regularnego ułożenia głównego łańcucha polipeptydowego stabilizowane wiązaniami wodorowymi. Odkryto dwa podstawowe, regularne układy drugorzędowe występujące powszechnie w strukturze białek. Są to struktury -helisy i -harmonijki.
Zasadowica metaboliczna (nieoddechowa) jest następstwem nagromadzenia we krwi nadmiaru zasad np. w wyniku znacznej utraty kwaśnego soku żołądkowego (podczas długotrwałych wymiotów, biegunek), stosowania leków alkalizujących Jeżeli buforowanie i kompensacja oddechowa nie wystarczają do utrzymania równowagi kwasowozasadowej, to przy zakwaszeniu organizmu dochodzi do zwiększonego wydalania jonów H ' przez nerki (pH moczu może się wahać od 4,8 do 7,5) Przy zmianach pH w kierunku zasadowym z moczem wydala się więcej jonów HCO3 Prawo Lamberta Beera A = e·c·l c =A/(e*l) Ponieważ l = 1cm można zapisać c =A/e e - molowy współczynnik absorpcji, równy liczbowo absorbancji, która wystąpiłaby, gdybyśmy mierzyli w danych warunkach roztwór o stężeniu 1 mol/dm3 przy grubości warstwy równej 1 cm; c - stężenie mierzonego roztworu w mol/dm3; l - grubość warstwy roztworu w cm. lizozym obecny w mleku kobiecym. Chroni niemowlę przed zakażeniami. Rozkłada ściany komórkowe bakterii, dezaktywuje DNA wirusów Związki kompleksowe (inaczej kompleksy, związki koordynacyjne) to związki chemiczne, w których można wyróżnić jeden lub więcej atomów centralnych, otoczonych przez inne atomy lub ich grupy zwane ligandami, przy czym przynajmniej jedno wiązanie atomu centralnego z ligandem ma charakter wiązania koordynacyjnego. Hem Cztery wiązania koordynacyjne atomu żelaza wiążą się z 4 azotami grup pierścieni pirolowych piąte z tlenem a szóste z białkiem przez pierścień imidazolowy histydyny. Efekt Bohra W zależności od pH zmienia się powinowactwo tlenu do hemoglobiny. W pracujących mięśniach pH się obniża (środowisko ulega zakwaszeniu) co ułatwia dysocjację tlenu. Siła wiązania tlenu w środowisku kwaśnym jest mniejsza niż w zasadowym. Hemoliza krwi Krwinka czerwona zawiera 280mln cząsteczek hemoglobiny. Umieszczenie krwinek w czystej wodzie prowadzi do pękania błony krwinek czerwonych i uwolnienia cząsteczek hemoglobiny. W roztworze izotonicznym błonę można usunąć rozpuszczając ją w rozpuszczalnikach organicznych (eter aceton) Wpływ tlenu na absorpcje światła przez hemoglobinę Hemoglobina pochłania światło w zależności od stopnia utlenowania. Po związaniu tlenu absorbuje światło przy 578 nm i 540 nm (żółta i zielona barwa) Po uwolnieniu tlenu (warunki redukujące roztworu np.. Dodatek dwutionianu sodu) ma barwę czerwono fioletową 565 nm. Hemoglobina wiąże 300 razy mocniej tlenek węgla i absorbuje światło przy 572 nm i 535 nm |
Widmo absorpcyjne Widmo jest to graficzny zapis zmian wartości absorbancji w zależności od długości fali przechodzącej przez badany roztwór. Głównymi parametrami widma są: a - położenie pasm (wartość długości fali przy których na widmie można wyróżnić maksima; lmax) b - molowy (lub właściwy) współczynnik absorpcji związany z danym maksimum. Osmolalność Miarą aktywności osmotycznej roztworu jest osmolalność, która jest równa iloczynowi liczby moli substancji rozpuszczonej i liczby cząstek powstałych w wyniku dysocjacji w 1 kg rozpuszczalnika (wody). Jednostką jest 1 osmol, czyli aktywność osmotyczna roztworu, który zawiera 1 mol substancji nie dysocjującej lub jonów w 1 kg wody. Częściej używane są jednostki 1000- krotnie mniejsze, czyli miliosmole (mosmol/kg), odpowiadające stężeniu wyrażonemu w milimolach/kg wody. Roztwór hipertoniczny - roztwór do którego następuje przepływ indywiduum chemicznego zdolnego do przenikania przez błonę półprzepuszczalną. Roztwór hipotoniczny - roztwór od którego następuje przepływ indywiduum chemicznego zdolnego do przenikania przez błonę półprzepuszczalną. Roztwór izotoniczny - roztwór, który w kontakcie z innym roztworem przez błonę półprzepuszczalną pozostaje z nim w osmotycznej równowadze dynamicznej. Hematokryt - stosunek objętości skoagulowanych erytrocytów do objętości całej krwi. Wyrażany jest w procentach lub w postaci ułamka (frakcji objętości). Składniki nieorganiczne Stałość elementów osocza (szczególnie nieorganicznych) jest kluczowa w prawidłowym funkcjonowaniu komórek, szczególnie nerwowych i mięśniowych. Wahania stężeń potasu i sodu odbijają się na pracy tych układów i mogą np. doprowadzić (w przypadku zwiększenia stężenia potasu) do zatrzymania akcji serca. Składniki nieorganiczne wraz z białkami osocza pełnią też zasadniczą rolę w utrzymaniu odpowiedniego odczynu (pH) osocza, co nazywamy równowagą kwasowo-zasadową Przykładowe wartości pH dla niektórych płynów ustrojowych • łzy, pot, ślina - ok. 7 • mocz 5 - 7,5 • sok żołądkowy 0,8 - 0,98 • osocze - średnio 7,4 • pokarm kobiety - 6,8 System buforów krwi i tkanek Podstawowymi buforami krwi są: układ wodorowęglanowy białczanowy i hemoglobinianowy w tkankach istotną rolę odgrywa również układ fosforanowy. Zasadowica gazowa (oddechowa) jest spowodowana czynnikami takimi jak: hiperwentylacja (np. w histerii), przebywanie na znacznych wysokościach nad poziomem morza lub zatrucie salicylanami u dzieci.
Trawienie białek • Żołądek Sok żołądkowy (kwas solny) Denaturacja białek Pepsyna A ( dno żołądka) Pepsyna B (część odźwiernikowa) Rozkładają zdenaturowane białko do dużych polipeptydów, hydrolizują wiązania peptydowe CYKL MOCZNIKOWY Rozpoczyna się od połączenia wolnych jonów NH4 + i HCO3 - w wyniku czego powstaje karbamoilofosforan. Reakcja katalizowana jest przez syntetazę karbamoilofosforanową, jest praktycznie nieodwracalna bo zużyciu ulegają dwie cząsteczki ATP. MOCZNIK Jest to główny końcowy metabolit przemiany białkowej. Stężenie mocznika we krwi jest wypadkową produkcji, która zachodzi wyłącznie w wątrobie i nerkowego wydalania, zwiększa się ona wraz z wiekiem. Pojemność buforowa Miarą zdolności roztworu buforowego do przeciwdziałania wpływom zmieniającym jego pH jest zdolność buforowa, wyrażona zwykle liczbą moli mocnego kwasu lub zasady, która wprowadzona do 1 dm3 roztworu buforowego zmienia jego pH o jedność. Pojemność buforowa jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu buforowego. Największa pojemność buforowa jest gdy pH = pK Mocne kwasy takie jak kwas solny, kwas siarkowy kwas azotowy są całkowicie zdysocjowane w roztworach wodnych i ich stężenie analityczne (dodane) jest równe stężeniu jonów wodorowych. Dla słabych kwasów (np. octowy, mrówkowy) częściowo tylko zdysocjowanych stężenie jonów wodorowych (pH) należy wyliczać w oparciu o prawo działania mas. |