Практические примеры. 
Биохимия для технологов

I. Определение возможности синтеза заменимых аминокислот. Понятие «заменимые» аминокислоты подразумевает возможность их синтеза внутри организма из различных источников. Например, требуется определить, может ли быть синтезирована Асп из ПВК.

Решение надо начинать с конечного продукта — Асп и рассмотреть возможные пути ее синтеза. Асп — эго моноаминодикарбоновая кислота. Ее скелет имеет такое же строение, как и у ЩУК. А ЩУК относится к кетокислотам, следовательно, Асп может быть получена при переаминировании ЩУК, например, в присутствии Глу:

Прямой путь синтеза ЩУК — карбоксилирование ПВК (см. рис. 10.46).

Таким образом, Асп может быть синтезирована из ПВК, но схеме:

II. Определение взаимосвязи обмена белков и углеводов. Из гл. 10 известно, что синтез глюкозы может протекать из различных неуглеводных источников. Например, следует определить возможность синтеза предшественника глюкозы — фр-1,6-дифосфата из аминокислоты Ала.

Решение надо начинать с конечного продукта — фр-1,6-дифосфата. Это один из ключевых метаболитов углеводного обмена. Он может быть синтезирован из фр-6-фосфата или из 3-ФГА (см. рис. 10.29).

Поскольку метаболиты этих процессов не содержат атомов азота, то аминокислота Ала должна прежде всего освободиться от ЫН₂-группы. В реакции переаминирования Ала, например со ЩУК, образуются ПВК и Асп:

После рассмотрения схем гликолиза и глюконеогенеза становится очевидным, что ИВК может служить субстратом фр-1,6-дифосфата, если преобразуется в ЩУК и вовлекается в процесс синтеза глюкозы через следующие превращения:

III. Определение суточной потребности в белках с учетом общей калорийности рациона. Суточное потребление белков регламентировано в соответствии с физиологической потребностью человека. Оно должно составлять 14% общей калорийности.

Например, суточная калорийность рациона (К) составляет 2800 ккал. Значит, калорийность, получаемая от окисления белков (К_б), определяется соотношением Тогда Известно, что при окислении 1 г белка выделяется 4 ккал. Тогда 392 ккал выделяются при окислении:

Следовательно, при калорийности рациона 2800 ккал суточное потребление белка должно составлять 98 г.

IV. Исследование гидролиза белков методом Сёренсена (формольного титрования) — хороший пример для учебной научно-исследовательской работы. Метод прост и доступен для любой лаборатории, но это не уменьшает его возможностей. Степень гидролиза белков учитывается по количеству гидроксида натрия, использованному на нейтрализацию освободившихся карбоксильных групп (см. лабораторную работу «Сравнение степени гидролиза различных белков под действием ферментного препарата „Панкреатин“»). Однако скорость гидролиза белков зависит от множества факторов (вид, концентрация и активность фермента, влияние консистенции, реакции среды, посторонних веществ и других условий), которые можно исследовать с применением данной методики.

Например, исследуется активность ферментного препарата «Панкреатин» разных производителей. Для исследования создали модельные системы. В стерильные колбы вносили по 50 см^! обезжиренного молока и по 50 см'^! 1%-ного раствора панкреатина. Гидролиз проводили при температуре 38 °C. Каждые 15 мин из колб отбирали пробы для определения глубины гидролиза. Повторность опытов трех-пятикратная.

Результаты исследований показали, что незначительные отличия в скорости гидролиза белка при действии ферментных препаратов разных производителей не превышают ошибки опыта. Значит, ферментные препараты «Панкреатин» производителей X и Y не уступают друг другу по протеолитической активности. Данные титрования представлены в табл. 12.8.

Таблица 12.8

Количество щелочи, затраченное на нейтрализацию свободных карбоксильных групп.

По результатам титрования построена графическая зависимость (рис. 12.17), наглядно иллюстрирующая, что процесс гидролиза белка имеет практически линейный характер и в данных условиях завершается через 60 мин.

Рис. 12.17. Динамика гидролиза белка под действием ферментных препаратов «Панкреатин» разных производителей.