ไนโตรเจนที่มีสารประกอบอินทรีย์ สารประกอบไนโตรเจนอินทรีย์

สารประกอบไนโตร สารประกอบไนโตรเป็นสารอินทรีย์ ซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยหมู่ไนโตร - NO 2 ที่อะตอมของคาร์บอน

พวกมันถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งได้มาจากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยกลุ่มไนโตร จำนวนกลุ่มไนโตรมีความโดดเด่น โมโน- ได- และโพลีไนโตรคอมปาวด์

ชื่อสารประกอบไนโตร ได้มาจากชื่อของไฮโดรคาร์บอนดั้งเดิมด้วยการเติมคำนำหน้า ไนโตร-:

สูตรทั่วไปของสารประกอบเหล่านี้คือ R — NO 2

การนำหมู่ไนโตรเข้าสู่สารอินทรีย์เรียกว่า ไนเตรทสามารถทำได้หลายวิธี ไนเตรตของสารประกอบอะโรมาติกสามารถทำได้ง่ายโดยการกระทำของส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น (อันแรกคือสารไนเตรต อันที่สองคือสารขจัดน้ำ):

Trinitrotoluene เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นวัตถุระเบิด ระเบิดจากการระเบิดเท่านั้น เผาไหม้ด้วยเปลวไฟควันโดยไม่มีการระเบิด

ไนเตรตของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวทำได้โดยทำปฏิกิริยากับไฮโดรคาร์บอนด้วยกรดไนตริกเจือจางภายใต้ความร้อนและความดันสูง (ปฏิกิริยาของ M.I.Konovalov):

สารประกอบไนโตรมักจะเตรียมโดยปฏิกิริยาของอัลคิลเฮไลด์กับซิลเวอร์ไนไตรต์:

เมื่อสารประกอบไนโตรลดลง เอมีนจะก่อตัวขึ้น

สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกที่มีไนโตรเจน สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีวงแหวน (วัฏจักร) ในโมเลกุลของพวกมันในการก่อตัวของซึ่งนอกเหนือไปจากอะตอมของคาร์บอนแล้วอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ก็มีส่วนร่วมด้วย

อะตอมของธาตุอื่น ๆ ที่ประกอบเป็นเฮเทอโรไซเคิลเรียกว่า เฮเทอโรอะตอม เฮเทอโรอะตอมที่พบมากที่สุดในเฮเทอโรไซเคิลคือไนโตรเจน ออกซิเจน และกำมะถัน แม้ว่า สามารถมีสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกที่มีองค์ประกอบหลากหลายที่มีความจุอย่างน้อยสอง

สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกสามารถมีอะตอมของวงแหวนได้ 3, 4, 5, 6 หรือมากกว่า อย่างไรก็ตาม ที่สำคัญที่สุดคือ เฮเทอโรไซเคิลห้าและหกชิ้น... วัฏจักรเหล่านี้ เหมือนกับในชุดของสารประกอบคาร์โบไซคลิก เกิดขึ้นได้ง่ายที่สุดและมีความโดดเด่นด้วยความแข็งแกร่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุด เฮเทอโรไซเคิลสามารถมีเฮเทอโรอะตอมได้หนึ่ง สองอะตอมหรือมากกว่า

ในสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกหลายชนิด โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของพันธะในวงแหวนจะเหมือนกับสารประกอบอะโรมาติก ดังนั้น สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกทั่วไปจึงถูกกำหนดตามอัตภาพไม่เพียงโดยสูตรที่มีพันธะคู่และพันธะเดี่ยวแบบสลับกันเท่านั้น แต่ยังกำหนดโดยสูตรที่คอนจูเกตของ p -อิเล็กตรอนแสดงด้วยวงกลมที่จารึกไว้ในสูตร

สำหรับเฮเทอโรไซเคิลมักใช้ชื่อเชิงประจักษ์

เฮเทอโรไซเคิลห้าส่วน

เฮเทอโรไซเคิลหกล้อ

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือเฮเทอโรไซเคิลที่หลอมรวมกับวงแหวนเบนซินหรือเฮเทอโรไซเคิลอื่น ตัวอย่างเช่น พิวรีน:

เฮเทอโรไซเคิลหกล้อ ไพริดีน C 5 H 5 N - เฮเทอโรไซเคิลอะโรมาติกแบบหกส่วนที่ง่ายที่สุดที่มีอะตอมไนโตรเจนหนึ่งอะตอม ถือได้ว่าเป็นอะนาล็อกของเบนซินซึ่งกลุ่ม CH หนึ่งถูกแทนที่ด้วยอะตอมไนโตรเจน:

ไพริดีนเป็นของเหลวไม่มีสี เบากว่าน้ำเล็กน้อย โดยมีกลิ่นเฉพาะตัว ผสมกับน้ำในทุกความสัมพันธ์ Pyridine และ homologues นั้นแยกได้จากถ่านหิน ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการ ไพริดีนสามารถสังเคราะห์ได้จากกรดไฮโดรไซยานิกและอะเซทิลีน:

คุณสมบัติทางเคมี ไพริดีนถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของระบบอะโรมาติกที่มีอิเล็กตรอน 6 ตัวและอะตอมไนโตรเจนที่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว

1. คุณสมบัติพื้นฐานไพริดีนเป็นเบสที่อ่อนกว่าอะลิฟาติกเอมีน สารละลายที่เป็นน้ำทำให้เกิดคราบสารสีน้ำเงิน:

เมื่อไพริดีนทำปฏิกิริยากับกรดแก่ จะเกิดเกลือไพริดิเนียม:

2. คุณสมบัติของอะโรมาติกเช่นเดียวกับน้ำมันเบนซิน ปฏิกิริยาไพริดีน การทดแทนอิเล็กโทรฟิลิก,อย่างไรก็ตาม กิจกรรมในปฏิกิริยาเหล่านี้ต่ำกว่าของเบนซิน เนื่องจากมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงของอะตอมไนโตรเจน ไพริดีนถูกไนเตรทที่ 300 ° ด้วยเอาต์พุตต่ำ:

อะตอมไนโตรเจนในปฏิกิริยาการแทนที่อิเล็กโตรฟิลลิกทำตัวเป็นหมู่แทนที่ของชนิดที่สองดังนั้นการแทนที่ด้วยไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นใน เมตา-ตำแหน่ง.

ต่างจากเบนซิน ไพริดีนสามารถทำปฏิกิริยาได้ การทดแทนนิวคลีโอฟิลิก,เนื่องจากอะตอมไนโตรเจนดึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนออกจากระบบอะโรมาติกและ ออร์โธ-พารา-ตำแหน่งที่เกี่ยวกับอะตอมไนโตรเจนจะหมดลงในอิเล็กตรอน ดังนั้น ไพริดีนสามารถทำปฏิกิริยากับโซเดียม เอไมด์ เพื่อสร้างส่วนผสม ออร์โธ-และ คู่-อะมิโนไพริดีน (ปฏิกิริยาชิจิบาบิน):

ที่ ไฮโดรจิเนชันของไพริดีนระบบอโรมาสลายตัวและก่อตัวขึ้น พิเพอริดีน,ซึ่งเป็นเอมีนทุติยภูมิแบบวัฏจักรและเป็นเบสที่แข็งแรงกว่าไพริดีนมาก:

ไพริมิดีน C 4 H 4 N 2 - เฮเทอโรไซเคิลหกตัวที่มีไนโตรเจนสองอะตอม ถือได้ว่าเป็นอะนาล็อกของเบนซินซึ่งกลุ่ม CH สองกลุ่มถูกแทนที่ด้วยอะตอมไนโตรเจน:

เนื่องจากการมีอยู่ของอะตอมไนโตรเจนแบบอิเลคโตรเนกาทีฟสองอะตอมในวงแหวน ไพริมิดีนจึงมีฤทธิ์ในปฏิกิริยาการแทนที่อิเล็กโตรฟิลลิกได้น้อยกว่าไพริดีนคุณสมบัติพื้นฐานของมันยังเด่นชัดน้อยกว่าของไพริดีน

คุณค่าหลักของไพริมิดีนก็คือมันเป็นบรรพบุรุษของชั้นของเบสไพริมิดีน

เบส Pyrimidine เป็นอนุพันธ์ของ pyrimidine ซึ่งส่วนที่เหลือเป็นส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิก ได้แก่ uracil, thymine, cytosine

แต่ละฐานเหล่านี้สามารถอยู่ในสองรูปแบบ ในสถานะอิสระ เบสจะอยู่ในรูปอะโรมาติก และรวมอยู่ในกรดนิวคลีอิกในรูปแบบ NH

สารประกอบที่มีวงรอบห้าสมาชิก ไพโรล C 4 H 4 NH - เฮเทอโรไซเคิลห้าส่วนที่มีอะตอมไนโตรเจนหนึ่งอะตอม

ระบบอะโรมาติกประกอบด้วย 6 p -electrons (หนึ่งตัวจากอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอมและอิเล็กตรอนคู่หนึ่งจากอะตอมไนโตรเจน) คู่อิเล็กตรอนของอะตอมไนโตรเจนในไพร์โรลต่างจากไพริดีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบอะโรมาติก ดังนั้น pyrrole แทบไม่มีคุณสมบัติพื้นฐานเลย

ไพโรลเป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นคล้ายคลอโรฟอร์ม ไพโรลละลายได้เล็กน้อยในน้ำ (< 6%), но растворим в органических растворителях. На воздухе быстро окисляется и темнеет.

Pyrrole รับ การควบแน่นของอะเซทิลีนกับแอมโมเนีย:

หรือโดยแอมโมโนไลซิสของวงแหวนห้าส่วนกับเฮเทอโรอะตอมอื่น (ปฏิกิริยาของ Yuriev):

กรดแร่ที่แรงสามารถดึงคู่อิเล็กตรอนของอะตอมไนโตรเจนออกจากระบบอะโรมาติก ในขณะที่อะโรมาติกจะหยุดชะงักและไพร์โรลจะกลายเป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันทันที ความไม่เสถียรของไพโรลในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเรียกว่า ไม่ชอบกรด.

ไพโรลแสดงคุณสมบัติของกรดอ่อนมาก ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมเพื่อสร้างโพแทสเซียม pyrrole:

Pyrrole เป็นสารประกอบอะโรมาติกมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยไฟฟ้า ซึ่งเกิดขึ้นอย่างเด่นชัดที่อะตอม a-carbon (ติดกับอะตอมไนโตรเจน)

เมื่อไพโรลถูกเติมไฮโดรเจน จะเกิดไพร์โรลิดีน ซึ่งเป็นเอมีนทุติยภูมิแบบไซคลิกซึ่งแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน:

พุดดิ้ง - เฮเทอโรไซเคิลที่มีวงแหวนสองวง: ไพริดีนและอิมิดาโซล:

ระบบอะโรมาติกของพิวรีนประกอบด้วย p-electrons สิบตัว (แปดอิเล็กตรอนของพันธะคู่และอิเล็กตรอนสองตัวของอะตอม pyrrole ไนโตรเจน) พิวรีนเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริก คุณสมบัติพื้นฐานที่อ่อนแอของพิวรีนสัมพันธ์กับอะตอมไนโตรเจนของวงแหวนหกส่วน และคุณสมบัติที่เป็นกรดอ่อนจะสัมพันธ์กับหมู่ NH ของวงแหวนห้าส่วน

ความหมายหลักของ purine คือเป็นบรรพบุรุษของกลุ่ม purine base

เบส purine เป็นอนุพันธ์ของ purine ซึ่งส่วนที่เหลือเป็นส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิก ได้แก่ adenine, guanine

กรดนิวคลีอิก. กรดนิวคลีอิกเป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงตามธรรมชาติ (พอลินิวคลีโอไทด์) ที่มีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บและการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต น้ำหนักโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่หลายแสนถึงหลายหมื่นล้าน พวกเขาถูกค้นพบและแยกตัวออกจากนิวเคลียสของเซลล์ในศตวรรษที่ 19 แต่บทบาททางชีววิทยาของพวกมันได้รับการอธิบายในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

โครงสร้างของกรดนิวคลีอิกสามารถกำหนดได้โดยการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิส ด้วยการไฮโดรไลซิสที่สมบูรณ์ของกรดนิวคลีอิก ส่วนผสมของเบสไพริมิดีนและพิวรีน โมโนแซ็กคาไรด์ (b-ribose หรือ b-deoxyribose) และกรดฟอสฟอริกจะเกิดขึ้น ซึ่งหมายความว่ากรดนิวคลีอิกถูกสร้างขึ้นจากเศษของสารเหล่านี้

ด้วยการไฮโดรไลซิสบางส่วนของกรดนิวคลีอิกจะเกิดส่วนผสมขึ้น นิวคลีโอไทด์,ซึ่งโมเลกุลถูกสร้างขึ้นจากกรดฟอสฟอริกตกค้าง โมโนแซ็กคาไรด์ (ไรโบสหรือดีออกซีไรโบส) และเบสไนโตรเจน (พิวรีนหรือไพริมิดีน) กรดฟอสฟอริกตกค้างเชื่อมโยงกับอะตอมของคาร์บอนที่ 3 หรือ 5 ของโมโนแซ็กคาไรด์ และเรซิดิวพื้นฐานเชื่อมโยงกับอะตอมคาร์บอนแรกของโมโนแซ็กคาไรด์ สูตรนิวคลีโอไทด์ทั่วไป:

โดยที่ X = OH สำหรับ ไรโบนิวคลีโอไทด์,สร้างขึ้นบนพื้นฐานของไรโบสและ X == H สำหรับ ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์,สร้างขึ้นบนพื้นฐานของดีออกซีไรโบส นิวคลีโอไทด์ของพิวรีนและไพริมิดีนมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับชนิดของเบสไนโตรเจน

นิวคลีโอไทด์เป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นหน่วยโมโนเมอร์ กรดนิวคลีอิกที่ประกอบด้วยไรโบนิวคลีโอไทด์เรียกว่า กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์เรียกว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)องค์ประกอบของโมเลกุล RNAรวมถึงนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส อะดีนีน, กวานีน, ไซโตซีนและยูราซิลองค์ประกอบของโมเลกุล ดีเอ็นเอรวมถึงนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วย อะดีนีน กัวนีน ไซโตซีน และไทมีนในการกำหนดฐานจะใช้ตัวย่อหนึ่งตัวอักษร: adenine - A, guanine - G, thymine - T, cytosine - C, uracil - U.

คุณสมบัติของ DNA และ RNA ถูกกำหนดโดยลำดับของเบสในสายพอลินิวคลีโอไทด์และโครงสร้างเชิงพื้นที่ของสายโซ่ ลำดับเบสประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม และสารตกค้างของโมโนแซ็กคาไรด์และกรดฟอสฟอริกมีบทบาทเชิงโครงสร้าง (สารพาหะ, เบส)

ด้วยการไฮโดรไลซิสบางส่วนของนิวคลีโอไทด์ กรดฟอสฟอริกที่ตกค้างจะถูกแยกออกจากกันและ นิวคลีโอไซด์,โมเลกุลที่ประกอบด้วยสารตกค้างฐาน purine หรือ pyrimidine ที่จับกับสารตกค้าง monosaccharide - ribose หรือ deoxyribose สูตรโครงสร้างของนิวคลีโอไซด์พิวรีนและไพริมิดีนพื้นฐาน:

พิวรีนนิวคลีโอไซด์:

ไพริมิดีนนิวคลีโอไซด์:

ในโมเลกุล DNA และ RNA นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวถูกเชื่อมโยงเข้ากับสายโซ่โพลีเมอร์เดี่ยวเนื่องจากการก่อตัวของพันธะเอสเทอร์ระหว่างกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างและหมู่ไฮดรอกซิลที่อะตอมของคาร์บอนที่ 3 และ 5 ของโมโนแซ็กคาไรด์:

โครงสร้างเชิงพื้นที่สายโพลีนิวคลีโอไทด์ของ DNA และ RNA ถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์โครงสร้างเอ็กซ์เรย์ หนึ่งในการค้นพบทางชีวเคมีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ XX กลายเป็นแบบจำลองของโครงสร้างดีเอ็นเอสองสายซึ่งเสนอในปี 1953 โดย J. Watson และ F. Crick ตามแบบจำลองนี้ โมเลกุลดีเอ็นเอเป็นเกลียวคู่และประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์สองสายที่บิดเบี้ยวไปในทิศทางตรงกันข้ามรอบแกนร่วม เบสพิวรีนและไพริมิดีนอยู่ภายในเกลียว ขณะที่ฟอสเฟตและดีออกซีไรโบสตกค้างอยู่ด้านนอก เกลียวทั้งสองถูกยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะไฮโดรเจนระหว่างคู่เบส คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ DNA คือการคัดเลือกในการก่อตัวของพันธะ (ส่วนเสริม).ขนาดของฐานและเกลียวคู่ถูกเลือกในลักษณะที่ไทมีน (T) สร้างพันธะไฮโดรเจนเฉพาะกับอะดีนีน (A) และไซโตซีน (C) - เฉพาะกับกัวนีน (G)

ดังนั้นสองเฮลิเคตในโมเลกุลดีเอ็นเอจึงประกอบเข้าด้วยกัน ลำดับของนิวคลีโอไทด์ในเกลียวหนึ่งเป็นตัวกำหนดลำดับของนิวคลีโอไทด์ในเกลียวอื่นอย่างเฉพาะเจาะจง

ในเบสพันธะไฮโดรเจนแต่ละคู่ เบสตัวหนึ่งเป็นพิวรีนและเบสอีกตัวคือไพริมิดีน ดังนั้นจำนวนเบสเรซิดิวของพิวรีนทั้งหมดในโมเลกุลดีเอ็นเอจึงเท่ากับจำนวนเรซิดิวเบสของไพริมิดีน

ความยาวของสาย DNA พอลินิวคลีโอไทด์นั้นไม่จำกัดในทางปฏิบัติ จำนวนคู่เบสในเกลียวคู่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ไม่กี่พันตัวในไวรัสที่ง่ายที่สุดไปจนถึงหลายร้อยล้านในมนุษย์

ต่างจาก DNA โมเลกุล RNA ประกอบด้วยสายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์เดี่ยว จำนวนนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่มีตั้งแต่ 75 ถึงหลายพัน และน้ำหนักโมเลกุลของ RNA สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 2500 ถึงหลายล้าน สายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ RNA ไม่มีโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

บทบาททางชีวภาพของกรดนิวคลีอิก DNA เป็นโมเลกุลหลักในสิ่งมีชีวิต มันเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมที่ส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น ในโมเลกุลของ DNA จะมีการบันทึกองค์ประกอบที่เข้ารหัสของโปรตีนทั้งหมดในร่างกาย กรดอะมิโนแต่ละชนิดที่ประกอบเป็นโปรตีนมีรหัส DNA ของตัวเอง นั่นคือลำดับเบสของไนโตรเจน

DNA มีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสังเคราะห์โปรตีน RNA มีบทบาทเป็นตัวกลางระหว่าง DNA กับไซต์ของการสังเคราะห์โปรตีนกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนตามข้อมูลทางพันธุกรรมสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนหลัก: การอ่านข้อมูล (ถอดความ)และการสังเคราะห์โปรตีน (ออกอากาศ).

เซลล์ประกอบด้วย RNA สามประเภทที่มีหน้าที่ต่างกัน

1. ข้อมูลหรือเมทริกซ์ RNA(ถูกกำหนดให้เป็น mRNA) อ่านและถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA ที่มีอยู่ในโครโมโซมไปยังไรโบโซม ซึ่งการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นกับลำดับกรดอะมิโนที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

2. ขนส่ง RNA(tRNA) ถ่ายโอนกรดอะมิโนไปยังไรโบโซม โดยที่พวกมันเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์ในลำดับเฉพาะ ซึ่งถูกกำหนดโดย mRNA

3. ไรโบโซมอาร์เอ็นเอ (rRNA)เกี่ยวข้องโดยตรงในการสังเคราะห์โปรตีนในไรโบโซม ไรโบโซมเป็นโครงสร้างซูเปอร์โมเลกุลที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วย rRNA สี่ตัวและโปรตีนหลายสิบตัว... ในความเป็นจริง ไรโบโซมเป็นโรงงานโปรตีน

RNA ทุกประเภทถูกสังเคราะห์บน DNA double helix

ลำดับเบสใน mRNA คือรหัสพันธุกรรมที่ควบคุมลำดับกรดอะมิโนในโปรตีน มันถูกถอดรหัสในปี 2504-2509 ลักษณะเด่นของรหัสพันธุกรรมก็คือ เป็นสากลสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดกรดอะมิโนชนิดเดียวกันสอดคล้องกับเบสเดียวกันใน RNA ที่ต่างกัน (ไม่ว่าจะเป็น RNA ของมนุษย์หรือของไวรัส) กรดอะมิโนแต่ละชนิดมีลำดับเบสสามตัวเรียกว่า โคดอนกรดอะมิโนบางชนิดถูกเข้ารหัสด้วยโคดอนหลายตัว ดังนั้น ลิวซีน ซีรีน และอาร์จินีนจึงสอดคล้องกับโคดอน 6 ชนิด กรดอะมิโน 5 ชนิด - โคดอน 4 ชนิด ไอโซลิวซีน - สามโคดอน กรดอะมิโน 9 ชนิด - โคดอน 2 ชนิด เมไทโอนีนและทริปโตเฟน อย่างละตัว โคดอนสามตัวเป็นสัญญาณที่จะหยุดการสังเคราะห์ของสายโพลีเปปไทด์และเรียกว่าโคดอนเทอร์มิเนเตอร์

เอมีน เอมีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของแอมโมเนีย ซึ่งไฮโดรเจนอะตอม (หนึ่งหรือมากกว่า) จะถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน

เอมีนสามารถเป็นอะลิฟาติก (จำกัดและไม่อิ่มตัว), อะลิไซคลิก, อะโรมาติก, เฮเทอโรไซคลิกทั้งนี้ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของอนุมูล แบ่งออกเป็น ประถม มัธยม ตติยภูมิขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่ถูกแทนที่ด้วยอนุมูลอิสระ

เกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีประเภท + Cl- เป็นแอนะล็อกอินทรีย์ของเกลือแอมโมเนียมอนินทรีย์

ชื่อเอมีนหลัก มักจะมาจากชื่อของไฮโดรคาร์บอนที่เกี่ยวข้อง โดยการเพิ่มคำนำหน้า อะมิโน หรือสิ้นสุด -เอมีน . ชื่อเอมีนรองและตติยภูมิ ส่วนใหญ่มักจะเกิดขึ้นตามหลักการของระบบการตั้งชื่อแบบมีเหตุมีผล โดยระบุอนุมูลที่มีอยู่ในสารประกอบ:

หลัก R — NH 2: CH 3 —NH 2 - เมทิลลามีน; C 6 H 5 —NH 2 - ฟีนิลลามีน;

รอง R — NH — R ": (CH 2) NH - ไดเมทิลเอมีน C 6 H 5 —NH — CH 3 —เมทิลฟีนิลเอมีน;

ระดับอุดมศึกษา R — N (R ") - R": (CH 3) 3 H - ไตรเมทิลลามีน; (C 6 H 5) 3 N - ไตรฟีนิลามีน

รับ. หนึ่ง. ให้ความร้อนอัลคิลเฮไลด์ด้วยแอมโมเนียภายใต้ความกดดันทำให้เกิดอัลคิเลชั่นตามลำดับของแอมโมเนียด้วยการก่อตัวของเกลือของเอมีนปฐมภูมิทุติยภูมิและตติยภูมิซึ่งถูกดีไฮโดรฮาโลจิเนตภายใต้การกระทำของเบส:

2. อะโรมาติกเอมีนได้มาจากการลดสารประกอบไนโตร:

สำหรับการลดลง คุณสามารถใช้สังกะสีหรือเหล็กในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรืออลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

3. เอมีนต่ำได้มาจากการผสมแอลกอฮอล์และแอมโมเนียบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา:

คุณสมบัติทางกายภาพอะลิฟาติกเอมีนที่ง่ายที่สุดภายใต้สภาวะปกติคือก๊าซหรือของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำและมีกลิ่นฉุน เอมีนทั้งหมดเป็นสารประกอบที่มีขั้ว ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนในเอมีนที่เป็นของเหลว ดังนั้นจุดเดือดของพวกมันจึงสูงกว่าจุดเดือดของอัลเคนที่สอดคล้องกัน ตัวแทนแรกของเอมีนจำนวนหนึ่งละลายในน้ำเมื่อโครงกระดูกคาร์บอนเติบโตขึ้นความสามารถในการละลายในน้ำจะลดลง เอมีนยังละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์

คุณสมบัติทางเคมี. 1. คุณสมบัติพื้นฐานในฐานะอนุพันธ์ของแอมโมเนีย เอมีนทั้งหมดมีคุณสมบัติพื้นฐาน โดยอะลิฟาติกเอมีนเป็นเบสที่แข็งแรงกว่าแอมโมเนียและอะโรมาติกเอมีนอ่อนกว่า นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอนุมูล CH 3 -, C 2 H 5 — และอื่นๆแสดง อุปนัยเชิงบวก (+ I)มีผลและเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ออะตอมไนโตรเจน:

ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติพื้นฐานเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม phenyl radical C 6 H 5 - จัดแสดง เมโซเมอร์เชิงลบ (-M)มีผลและลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ออะตอมไนโตรเจน:

ปฏิกิริยาอัลคาไลน์ของสารละลายเอมีนอธิบายโดยการก่อตัวของไฮดรอกซิลไอออนระหว่างปฏิกิริยาของเอมีนกับน้ำ:

เอมีนในรูปบริสุทธิ์หรือในสารละลายมีปฏิสัมพันธ์กับกรดทำให้เกิดเกลือ:

โดยปกติ เกลือเอมีนเป็นของแข็งไม่มีกลิ่น ละลายได้ง่ายในน้ำ แม้ว่าเอมีนจะละลายได้สูงในตัวทำละลายอินทรีย์ แต่เกลือเอมีนจะไม่ละลายในตัวทำละลายเหล่านี้ ภายใต้การกระทำของด่างบนเกลือเอมีน เอมีนอิสระจะถูกปล่อยออกมา:

2. การเผาไหม้เอมีนเผาไหม้ในออกซิเจนเพื่อสร้างไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ:

3. ปฏิกิริยากับกรดไนตรัส ก) อะลิฟาติกเอมีนปฐมภูมิ ภายใต้การกระทำของกรดไนตรัส กลายเป็นแอลกอฮอล์:

ข) เอมีนอะโรมาติกหลัก ภายใต้การดำเนินการของ HNO 2 จะถูกแปลงเป็นเกลือไดอะโซเนียม:

c) เอมีนทุติยภูมิ (อะลิฟาติกและอะโรมาติก) ให้สารประกอบไนโตรโซ - สารที่มีกลิ่นเฉพาะตัว:

ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของเอมีนเอมีนอะลิฟาติกที่ง่ายที่สุด - เมทิลลามีน, ไดเมทิลลามีน, ไดเอทิลลามีน — พบการประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์สารยาและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ของการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เฮกซาเมทิลีนไดเอมีน NH 2 - (CH 2) 2 —NH 6 เป็นหนึ่งในวัสดุเริ่มต้นสำหรับวัสดุพอลิเมอร์ที่สำคัญของไนลอน

แอนิลีน C 6 H 5 NH 2 - อะโรมาติกเอมีนที่สำคัญที่สุด เป็นของเหลวมันไม่มีสี ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ สำหรับการตรวจจับเชิงคุณภาพของ aniline ใช้ปฏิกิริยากับน้ำโบรมีนซึ่งเป็นผลมาจากการตกตะกอนสีขาวของ 2,4,6-tribromoaniline ตกตะกอน:

แอนิลีนใช้ในการผลิตสีย้อม ยา พลาสติก ฯลฯ

กรดอะมิโน. กรดอะมิโนเป็นสารประกอบสองฟังก์ชันอินทรีย์ ซึ่งรวมถึงหมู่คาร์บอกซิล —COOH และหมู่อะมิโน —NH 2 ... ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของทั้งสองกลุ่มฟังก์ชัน a -, b -, g -amino acids เป็นต้นมีความโดดเด่น:

ตัวอักษรกรีกที่อะตอมของคาร์บอนบ่งชี้ระยะห่างจากหมู่คาร์บอกซิล มักจะเพียง a -กรดอะมิโน,เนื่องจากกรดอะมิโนอื่นๆ ไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

องค์ประกอบของโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนพื้นฐาน 20 ชนิด (ดูตาราง)

กรดอะมิโนที่สำคัญที่สุดในสูตรทั่วไป

ชื่อ	—ร
ไกลซีน	-ชม
อะลานิน	—CH3
ซีสเตอีน	—CH 2 —SH
ซีรีน	—CH 2 —OH
ฟีนิลอะลานีน	—CH 2 —C 6 H 5
ไทโรซีน
กรดกลูตามิก	—CH 2 —CH 2 —COOH
ไลซีน	- (CH 2) 4 —NH 2

กรดอะมิโนธรรมชาติทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มหลักดังต่อไปนี้:

1) กรดอะมิโนอิ่มตัวอะลิฟาติก(ไกลซีน, อะลานีน);

2) กรดอะมิโนที่มีกำมะถัน(ซิสเทอีน);

3) กรดอะมิโนที่มีหมู่อะลิฟาติกไฮดรอกซิล(ซีรีน);

4) กรดอะมิโนอะโรมาติก(ฟีนิลอะลานีน, ไทโรซีน);

5) กรดอนุมูลอิสระ กรดอะมิโน(กรดกลูตามิก);

6) กรดอะมิโนที่มีอนุมูลพื้นฐาน(ไลซีน).

ไอโซเมอริซึมในกรดเอ-อะมิโนทั้งหมด ยกเว้นไกลซีน อะตอม a-carbon ถูกพันธะกับหมู่แทนที่ที่แตกต่างกัน 4 หมู่ ดังนั้นกรดอะมิโนทั้งหมดเหล่านี้จึงสามารถดำรงอยู่ได้เป็นไอโซเมอร์สองตัวที่เป็นภาพสะท้อนของกันและกัน

รับ. หนึ่ง. โปรตีนไฮโดรไลซิสมักจะสร้างส่วนผสมที่ซับซ้อนของกรดอะมิโน อย่างไรก็ตาม มีการพัฒนาวิธีการมากมายที่ทำให้สามารถรับกรดอะมิโนบริสุทธิ์แต่ละชนิดจากของผสมที่ซับซ้อนได้

2. การแทนที่ของฮาโลเจนสำหรับหมู่อะมิโนในกรดฮาโลเจนที่สอดคล้องกัน วิธีการรับกรดอะมิโนนี้คล้ายคลึงกับการได้รับเอมีนจากอนุพันธ์ฮาโลเจนของอัลเคนและแอมโมเนียโดยสิ้นเชิง:

คุณสมบัติทางกายภาพกรดอะมิโนเป็นสารที่เป็นผลึกแข็ง ละลายได้ง่ายในน้ำ และละลายได้เล็กน้อยในตัวทำละลายอินทรีย์ กรดอะมิโนหลายชนิดมีรสหวาน พวกเขาละลายที่อุณหภูมิสูงและมักจะสลายตัวในกระบวนการ พวกเขาไม่สามารถเข้าสู่สภาวะที่เป็นไอได้

คุณสมบัติทางเคมี. กรดอะมิโนเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกอินทรีย์ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่ตรงกันข้ามกันสองกลุ่มในโมเลกุล ได้แก่ หมู่อะมิโนที่มีคุณสมบัติพื้นฐานและหมู่คาร์บอกซิลที่มีคุณสมบัติเป็นกรด กรดอะมิโนทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส:

เมื่อกรดอะมิโนละลายในน้ำ หมู่คาร์บอกซิลจะกำจัดไฮโดรเจนไอออน ซึ่งสามารถเกาะติดกับหมู่อะมิโนได้ ในกรณีนี้, เกลือชั้นใน,โมเลกุลที่เป็นไอออนสองขั้ว:

การแปลงสภาพกรด-เบสของกรดอะมิโนในตัวกลางต่างๆ สามารถอธิบายได้ดังนี้:

สารละลายที่เป็นน้ำของกรดอะมิโนมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นด่างหรือเป็นกรด ขึ้นอยู่กับจำนวนกลุ่มการทำงาน ดังนั้น กรดกลูตามิกจะสร้างสารละลายที่เป็นกรด (สองกลุ่ม —COOH หนึ่ง —NH 2) ไลซีน — อัลคาไลน์ (หนึ่งกลุ่ม —COOH สอง —NH 2)

กรดอะมิโนสามารถทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ต่อหน้าก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เพื่อสร้างเอสเทอร์:

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของกรดอะมิโนคือความสามารถในการควบแน่นเพื่อสร้างเปปไทด์

เปปไทด์ เปปไทด์ เป็นผลิตภัณฑ์ควบแน่นของโมเลกุลกรดอะมิโนตั้งแต่สองโมเลกุลขึ้นไป โมเลกุลของกรดอะมิโนสองโมเลกุลสามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันด้วยการกำจัดโมเลกุลของน้ำและการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ซึ่งชิ้นส่วนนั้นเชื่อมโยงกัน พันธะเปปไทด์—CO — NH -.

สารประกอบที่ได้จะเรียกว่าไดเปปไทด์ โมเลกุลไดเปปไทด์ เช่น กรดอะมิโน ประกอบด้วยหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิล และสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลกรดอะมิโนอีกหนึ่งโมเลกุล:

ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเรียกว่าไตรเปปไทด์ โดยหลักการแล้วกระบวนการสร้างสายโซ่เปปไทด์สามารถดำเนินต่อไปอย่างไม่มีกำหนด (polycondensation) และนำไปสู่สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (โปรตีน)

คุณสมบัติหลักของเปปไทด์คือความสามารถในการไฮโดรไลซ์ในระหว่างการไฮโดรไลซิส จะเกิดความแตกแยกทั้งหมดหรือบางส่วนของสายเปปไทด์ และเปปไทด์ที่สั้นกว่าที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่าหรือกรดเอ-อะมิโนที่ประกอบเป็นสายโซ่จะเกิดขึ้น การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ของการไฮโดรไลซิสที่สมบูรณ์ทำให้สามารถสร้างองค์ประกอบกรดอะมิโนของเปปไทด์ได้ การไฮโดรไลซิสโดยสมบูรณ์เกิดขึ้นเมื่อเปปไทด์ให้ความร้อนเป็นเวลานานด้วยกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น

ไฮโดรไลซิสของเปปไทด์สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่าง เช่นเดียวกับภายใต้การกระทำของเอนไซม์ ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง เกลือของกรดอะมิโนจะเกิดขึ้น:

เอนไซม์ไฮโดรไลซิสมีความสำคัญเพราะ คัดเลือกตู่ . นั่นคือช่วยให้คุณสามารถตัดส่วนที่กำหนดไว้อย่างเข้มงวดของสายเปปไทด์ได้

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อกรดอะมิโน หนึ่ง) กรดอะมิโนทั้งหมดจะถูกออกซิไดซ์ นินไฮดรินด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์สีฟ้าม่วง ปฏิกิริยานี้สามารถใช้ในการหาปริมาณกรดอะมิโนโดยใช้สเปกโตรโฟโตเมตรี 2) เมื่อกรดอะมิโนอะโรมาติกถูกทำให้ร้อนด้วยกรดไนตริกเข้มข้น วงแหวนเบนซีนจะถูกไนเตรตและเกิดสารประกอบสีเหลืองขึ้น ปฏิกิริยานี้เรียกว่า แซนโทโปรตีน(จากภาษากรีก. แซนโทส -สีเหลือง).

โปรตีน. โปรตีนเป็นโพลีเปปไทด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยมีน้ำหนักโมเลกุลสูง (จาก 10,000 เป็นหมื่น) พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและทำหน้าที่ทางชีวภาพที่หลากหลาย

โครงสร้าง.มีสี่ระดับในโครงสร้างของสายโซ่พอลิเปปไทด์ โครงสร้างหลักของโปรตีนคือลำดับกรดอะมิโนจำเพาะในสายพอลิเปปไทด์ สายเปปไทด์มีลักษณะเป็นเส้นตรงในโปรตีนจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น ในโปรตีนส่วนใหญ่ ห่วงโซ่เปปไทด์พับในลักษณะใดลักษณะหนึ่งในอวกาศ

โครงสร้างทุติยภูมิคือโครงสร้างของสายโพลีเปปไทด์ นั่นคือ วิธีการบิดสายโซ่ในอวกาศเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างกลุ่ม NH และ CO วิธีหลักในการวางโซ่อยู่ในเกลียว

โครงสร้างระดับอุดมศึกษาของโปรตีนเป็นรูปแบบสามมิติของเกลียวขดในอวกาศ โครงสร้างตติยภูมิเกิดขึ้นจากสะพานไดซัลไฟด์ —S — S— ระหว่างซิสเทอีนที่ตกค้างอยู่ในตำแหน่งต่าง ๆ ของสายโพลีเปปไทด์ ยังมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างระดับอุดมศึกษา ปฏิกิริยาไอออนิกกลุ่มที่มีประจุตรงข้าม NH 3 + และ COO- และ ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำกล่าวคือแนวโน้มของโมเลกุลโปรตีนที่จะพับเพื่อให้สารตกค้างไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ชอบน้ำอยู่ภายในโครงสร้าง

โครงสร้างตติยภูมิเป็นรูปแบบสูงสุดของการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ของโปรตีนอย่างไรก็ตาม โปรตีนบางชนิด (เช่น เฮโมโกลบิน) มี โครงสร้างควอเทอร์นารีซึ่งเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันระหว่างสายโซ่โพลีเปปไทด์ต่างๆ

คุณสมบัติทางกายภาพโปรตีนมีความหลากหลายมากและถูกกำหนดโดยโครงสร้าง ตามคุณสมบัติทางกายภาพของโปรตีนนั้นแบ่งออกเป็นสองประเภท: โปรตีนทรงกลมละลายในน้ำหรือเป็นสารละลายคอลลอยด์ โปรตีนไฟบริลล่าไม่ละลายในน้ำ

คุณสมบัติทางเคมี. หนึ่ง ... การทำลายโครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิของโปรตีนในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างหลักไว้เรียกว่า denaturation . มันเกิดขึ้นในระหว่างการให้ความร้อนการเปลี่ยนแปลงความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมการกระทำของรังสี ตัวอย่างของการลดทอนสภาพคือการทำให้ไข่ขาวแข็งตัวเมื่อไข่ต้ม การเสื่อมสภาพสามารถย้อนกลับได้และไม่สามารถย้อนกลับได้การเสียสภาพที่ไม่สามารถย้อนกลับได้อาจเกิดจากการก่อตัวของสารที่ไม่ละลายน้ำเมื่อโปรตีนสัมผัสกับเกลือของโลหะหนัก - ตะกั่วหรือปรอท

2. การไฮโดรไลซิสของโปรตีนคือการทำลายโครงสร้างหลักในสารละลายที่เป็นกรดหรือด่างโดยไม่สามารถย้อนกลับได้โดยมีการก่อตัวของกรดอะมิโน การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสทำให้สามารถสร้างองค์ประกอบเชิงปริมาณของโปรตีนได้

3. สำหรับโปรตีนหลายชนิด ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ สารประกอบทั้งหมดที่มีพันธะเปปไทด์จะให้สีม่วงเมื่อสัมผัสกับเกลือทองแดง (II) ในสารละลายอัลคาไลน์ ปฏิกิริยานี้เรียกว่า บิวเรตโปรตีนที่มีสารตกค้างของกรดอะมิโนอะโรมาติก (ฟีนิลอะลานีน, ไทโรซีน) ให้สีเหลืองเมื่อสัมผัสกับกรดไนตริกเข้มข้น (แซนโทโปรตีนปฏิกิริยา).

ความสำคัญทางชีวภาพของโปรตีน:

1. ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดในร่างกายเกิดขึ้นต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา - เอนไซม์เอนไซม์ที่รู้จักทั้งหมดเป็นโมเลกุลโปรตีน โปรตีนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทรงพลังและคัดเลือกมาอย่างดี พวกมันเร่งปฏิกิริยานับล้านครั้ง และแต่ละปฏิกิริยามีเอนไซม์เฉพาะของตัวเอง

2. โปรตีนบางชนิดทำหน้าที่ขนส่งและนำพาโมเลกุลหรือไอออนไปยังบริเวณที่สังเคราะห์หรือสะสม เช่น โปรตีนในเลือด เฮโมโกลบินนำออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและโปรตีน myoglobinเก็บออกซิเจนในกล้ามเนื้อ

3. โปรตีนเป็นหน่วยการสร้างของเซลล์ การสนับสนุนกล้ามเนื้อเนื้อเยื่อจำนวนเต็มถูกสร้างขึ้นจากพวกเขา

4. โปรตีนมีบทบาทสำคัญในระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย มีโปรตีนจำเพาะ (แอนติบอดี)ซึ่งสามารถรับรู้และจับสิ่งแปลกปลอม - ไวรัส แบคทีเรีย เซลล์แปลกปลอม

5. โปรตีนตัวรับรับรู้และส่งสัญญาณจากเซลล์ข้างเคียงหรือจากสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น การทำงานของแสงบนเรตินานั้นรับรู้โดยตัวรับแสง rhodopsin ตัวรับซึ่งกระตุ้นโดยสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เช่น อะเซทิลโคลีน จะส่งกระแสกระตุ้นเส้นประสาทที่จุดต่อของเซลล์ประสาท

จากรายการหน้าที่ของโปรตีนด้านบน เห็นได้ชัดว่าโปรตีนมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตใดๆ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของอาหาร ในกระบวนการย่อยอาหาร โปรตีนจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นกรดอะมิโน ซึ่งทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนที่ร่างกายต้องการ มีกรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์เองได้และได้มาจากอาหารเท่านั้นกรดอะมิโนเหล่านี้เรียกว่า ไม่สามารถถูกแทนที่ได้

สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน - แอมโมเนีย NHL แอนไฮไดรด์ของกรดไนตริก NrO3 และไนโตรเจน M205 - เกิดขึ้นในน้ำส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการสลายตัวของสารประกอบโปรตีนที่เข้าสู่น้ำเสีย บางครั้งแอมโมเนียที่พบในน้ำอาจมีแหล่งกำเนิดอนินทรีย์เนื่องจากการก่อตัวของมันอันเป็นผลมาจากการลดลงของไนเตรตและไนไตรต์ด้วยสารฮิวมิก ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เหล็ก และอื่นๆ [...]

สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (แอมโมเนียม ไนไตรต์ และไนเตรต) ก่อตัวขึ้นในน้ำเนื่องจากการลดลงของธาตุเหล็กไนไตรต์และไนเตรตด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ สารฮิวมิก ฯลฯ หรือเป็นผลมาจากการสลายตัวของสารประกอบโปรตีนที่นำเข้าสู่ อ่างเก็บน้ำที่มีน้ำเสีย ในกรณีหลังนี้ น้ำไม่น่าเชื่อถือจากมุมมองด้านสุขอนามัย ในน่านน้ำบาดาล ปริมาณไนไตรต์สูงถึงหนึ่งในสิบของ mg / l และในน้ำผิวดิน - มากถึงหนึ่งในพันของ mg / l รูปแบบของสารประกอบที่มีไนโตรเจนอยู่ในน้ำทำให้สามารถตัดสินเวลาที่นำน้ำเสียลงไปในน้ำได้ ตัวอย่างเช่นการปรากฏตัวของแอมโมเนียมไอออนและการไม่มีไนไตรต์บ่งบอกถึงมลพิษทางน้ำในปัจจุบัน [... ]

สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (เช่น โปรตีน) ผ่านกระบวนการแอมโมนิฟิเคชันที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของแอมโมเนีย และเกลือแอมโมเนียม ซึ่งมีจำหน่ายในรูปแบบไอออนิกสำหรับการดูดซึมของพืช อย่างไรก็ตาม ส่วนหนึ่งของแอมโมเนียภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียไนตริไฟดิ้งผ่านกระบวนการไนตริฟิเคชั่น กล่าวคือ ปฏิกิริยาออกซิเดชันก่อนเป็นกรดไนตริก ต่อด้วยกรดไนตริก จากนั้นเมื่อปฏิกิริยาหลังทำปฏิกิริยากับเบสของดิน จะเกิดเกลือของกรดไนตริกขึ้น แต่ละกระบวนการเกี่ยวข้องกับกลุ่มแบคทีเรียพิเศษ ภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจนเกลือของกรดไนตริกได้รับการดีไนตริฟิเคชั่นด้วยการก่อตัวของไนโตรเจนอิสระ [... ]

สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (เกลือแอมโมเนียม ไนไตรต์ และไนเตรต) เกิดขึ้นในน้ำส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการสลายตัวของสารประกอบโปรตีนที่เข้าสู่อ่างเก็บน้ำด้วยน้ำเสียจากครัวเรือนและอุตสาหกรรม พบได้น้อยกว่าในน้ำคือแอมโมเนียที่มีต้นกำเนิดจากแร่ซึ่งเกิดขึ้นจากการลดลงของสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจน หากสาเหตุของการก่อตัวของแอมโมเนียคือการสลายตัวของโปรตีนแสดงว่าน้ำดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการดื่ม [... ]

สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (แอมโมเนียมไอออน ไนไตรท์ และไนเตรตไอออน) เกิดขึ้นในน้ำอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของสารประกอบโปรตีนที่มักจะเข้าไปในน้ำเสียในบ้านเรือน โค้ก-เบนซีนเสีย ปุ๋ยไนโตรเจน และพืชอื่นๆ สารโปรตีนภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ได้รับการย่อยสลายซึ่งผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือแอมโมเนีย การปรากฏตัวของหลังบ่งบอกถึงมลพิษทางน้ำด้วยน้ำเสีย [... ]

การสลายตัวของสารที่มีไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย (เกิดขึ้นค่อนข้างเร็วดังนั้นการมีอยู่ในน้ำจึงบ่งบอกถึงมลพิษที่สดใหม่มลพิษทางน้ำล่าสุดยังระบุด้วยการปรากฏตัวของกรดไนตรัส [... ]

การสังเคราะห์สารที่มีไนโตรเจนในพืชเกิดขึ้นเนื่องจากไนโตรเจนอนินทรีย์และสารอินทรีย์ที่ปราศจากไนโตรเจน [...]

สารไนโตรเจน หากโปรตีนตกตะกอนในพลาสมาเลือดแล้วแยกออก แสดงว่ายังมีสารที่ประกอบด้วยไนโตรเจนจำนวนหนึ่งอยู่ในนั้น ไนโตรเจนของสารเหล่านี้เรียกว่าไนโตรเจนตกค้าง สารกลุ่มนี้ได้แก่ ยูเรีย กรดยูริก แอมโมเนีย เอมีน ครีเอทีน ครีเอตินีน ไตรเมทิลลามีนออกไซด์ เป็นต้น [...]

สารหลักในไลเคนโดยทั่วไปจะเหมือนกับในพืชชนิดอื่น เปลือกเส้นใยในไลเคนแทลลัสประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ ไคตินมักพบในเส้นใย (C30 H60 K4 019) ส่วนประกอบที่เป็นลักษณะเฉพาะของเส้นใยคือพอลิแซ็กคาไรด์ไลเคนนิน (C6H10O6) n ซึ่งเรียกว่าแป้งไลเคน พบไลเคนนินไอโซเมอร์ที่พบได้น้อยกว่าคือไอโซลิเชนินนอกเหนือจากเยื่อเส้นใยในโปรโตพลาสต์ จากโพลีแซคคาไรด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงในไลเคน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเยื่อหุ้มของเส้นใยนั้น มีเฮมิเซลลูโลสซึ่งเห็นได้ชัดว่าเป็นคาร์โบไฮเดรตสำรอง ในช่องว่างระหว่างเซลล์ของไลเคนบางชนิดจะพบสารเพคตินซึ่งดูดซับน้ำปริมาณมากบวมและเลียแทลลัส ไลเคนยังมีเอ็นไซม์หลายชนิด เช่น อินเวอร์เทส อะไมเลส คาตาเลส ยูเรีย ไซมาส ไลเคนเนส รวมถึงเอนไซม์นอกเซลล์ สารที่ประกอบด้วยไนโตรเจนในไลเคนไฮฟาพบกรดอะมิโนหลายชนิดเช่นอะลานีนกรดแอสปาร์ติกกรดกลูตามิกไลซีนวาลีนไทโรซีนทริปโตเฟนเป็นต้น Phycobiont ผลิตวิตามินในไลเคน แต่เกือบทุกครั้งในปริมาณเล็กน้อย [.. .]

มีสารที่สังเคราะห์ได้เฉพาะในเซลล์นกกา ในงานของนักวิชาการโซเวียต A. A. Shmuk พบว่าการก่อตัวของสารที่มีไนโตรเจนเช่นอัลคาลอยด์เกิดขึ้นในเซลล์ของราก นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส de Ropp งอกจมูกข้าวสาลีด้วยสารอาหารภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ รากของพวกมันไม่ได้สัมผัสกับสารอาหาร แต่อยู่ในบรรยากาศที่ชื้น จึงรักษาความมีชีวิตชีวาของพวกมัน และสารอาหารถูกส่งโดยตรงผ่านกระดูกสะบัก ต้นกล้าพัฒนาได้ตามปกติ ถ้ารากแตก ต้นอ่อนก็ตาย การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์รากมีความจำเป็นต่อการทำงานปกติของร่างกาย โดยเซลล์ดังกล่าวจะจัดหาสารบางอย่างซึ่งอาจเป็นฮอร์โมน นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน โมเตส แสดงให้เห็นว่าถ้าใบยาสูบที่แยกออกมาใส่ในอาหารที่มีสารอาหารและมีรากเกาะอยู่บนใบ ใบยาสูบจะคงสีเขียวไว้เป็นเวลานาน ถ้ารากขาด ใบจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อเก็บไว้ในส่วนผสมของธาตุอาหาร ในเวลาเดียวกัน มันเป็นไปได้ที่จะแทนที่ผลของรากด้วยการใช้สารละลายของไฟโตฮอร์โมนไคเนตินกับใบ ดังนั้นเซลล์รากที่มีชีวิตจึงเป็นแหล่งของสารอินทรีย์ที่สำคัญและไม่สามารถถูกแทนที่ได้มากมายรวมถึงฮอร์โมน [...]

เมื่อมีสารที่มีไนโตรเจนอยู่ในน้ำ เราสามารถตัดสินการปนเปื้อนกับน้ำเสียในครัวเรือนได้ หากการปนเปื้อนเกิดขึ้นไม่นาน ไนโตรเจนทั้งหมดมักจะอยู่ในรูปของแอมโมเนีย หากมีไนไตรต์พร้อมกับไอออน 1CHH4 + แสดงว่าเวลาผ่านไปตั้งแต่ช่วงเวลาของการติดเชื้อ และถ้าไนเตรตแทนไนโตรเจนทั้งหมดก็ใช้เวลานานมากตั้งแต่เกิดการติดเชื้อและน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ไซต์สุ่มตัวอย่างก็หมดไป [... ]

การสลายตัวของสารที่มีไนโตรเจน (โปรตีน) เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ในระยะแรกภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์แอโรบิกและแอนแอโรบิกโปรตีนจะถูกแยกออกจากการปล่อยไนโตรเจนที่มีอยู่ในรูปของ MNs (ระยะแอมโมนิฟิเคชั่น) และการก่อตัวของเปปโตน (ผลิตภัณฑ์จากการสลายโปรตีนเบื้องต้น) แล้วก็กรดอะมิโน ดีอะมิเนชั่นออกซิเดชันและรีดักทีฟที่ตามมาและดีคาร์บอกซิเลชันนำไปสู่การสลายเปปโตนและกรดอะมิโนอย่างสมบูรณ์ ระยะเวลาของระยะแรกคือตั้งแต่หนึ่งถึงหลายปี ในระยะที่สอง NH3 จะถูกออกซิไดซ์เป็น H102 ก่อน แล้วจึงไปเป็น NH3O3 การกลับคืนสู่บรรยากาศครั้งสุดท้ายของไนโตรเจนเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแบคทีเรีย - ตัวแยกสารซึ่งย่อยสลายไนเตรตไนโตรเจนในระดับโมเลกุล ระยะเวลาของระยะเวลาการทำให้เป็นแร่คือ 30-40 ปีหรือมากกว่า [... ]

สารที่มีไนโตรเจนส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มที่ 3 และ 4 ตามการจำแนกประเภทของ L.A. Kulsky อย่างไรก็ตามเนื่องจากการมีอยู่ของสารแขวนลอยจึงมีการรวมวิธีการทางกลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบำบัดทางชีวเคมีของของเสียทั่วไป [... ]

อย่างไรก็ตาม สำหรับสารที่มีไนโตรเจนทั้งหมด ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดเกิดจากการหาสารประกอบพื้นฐานที่มีขั้วสูง นั่นคือ แอลคาโนลามีน (อะมิโนแอลกอฮอล์) แม้ว่าสารประกอบเหล่านี้ ซึ่งไม่สะดวกสำหรับการวิเคราะห์ โดยหลักการแล้วสามารถกำหนดได้ด้วยแก๊สโครมาโตกราฟี แต่เทคนิคการวิเคราะห์โดยตรง1 ไม่สามารถใช้ได้กับการวิเคราะห์ร่องรอยของอะมิโนแอลกอฮอล์ เนื่องจากความเข้มข้นต่ำของสารเหล่านี้จะถูกดูดซับโดยคอลัมน์แพ็คกิ้งและโครมาโตกราฟีแบบไม่สามารถย้อนกลับได้ อุปกรณ์. ดังนั้นสำหรับการกำหนดสิ่งเจือปนของอะมิโนแอลกอฮอล์ในอากาศอย่างถูกต้อง จึงมีการพัฒนาวิธีการสำหรับการวิเคราะห์สารพิษเหล่านี้ที่ความเข้มข้นต่ำกว่า 10-5% ในรูปแบบของ 'อนุพันธ์ที่มีสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีน [...]

สารที่ย่อยสลายได้ยาก เช่น กรดลิกโนซัลโฟนิกในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเซลลูโลส แน่นอนว่าต้องใช้เวลาในการสลายตัวนานกว่า ในขั้นตอนที่สอง สารที่มีไนโตรเจนจะถูกทำให้เป็นไนตริก [...]

เช่นเดียวกับในถั่ว การสังเคราะห์สารที่มีไนโตรเจนในใบข้าวโพดหยุดชะงักเมื่อการสังเคราะห์น้ำตาลถูกระงับ เนื้อหาของสารไนโตรเจนเพิ่มขึ้นในกรณีนี้ (ตัวแปรที่มี simazine, chlorazine และ atrazine) เมื่อข้าวโพดสัมผัสกับไอปาซีน โพรพาซีน และไตรเอทาซีน ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดก็ใกล้เคียงกับตัวควบคุม [...]

เหล่านี้คือสารที่ประกอบด้วยเฮเทอโรไซคลิกไนโตรเจนที่มีลักษณะเป็นด่างโดยมีผลทางสรีรวิทยาที่รุนแรง พวกเขายังเป็นของสารประกอบไนโตรเจนที่ไม่ใช่โปรตีน ปัจจุบันรู้จักพืชอัลคาลอยด์จำนวนมากซึ่งหลายแห่งได้รับการแนะนำให้รู้จักกับการเพาะปลูก ในยาสูบ สารอัลคาลอยด์ nicotln (3-7%) จะสะสมอยู่ในใบ ลำต้นและเมล็ดของอัลคาลอยด์ ลูปิน - ลูปินีน สปาร์ไธอีน ลูปานีน และอัลคาลอยด์อื่น ๆ (1-3%) ในเปลือกของต้นซิงโคนา สารอัลคาลอยด์ ควินิน (8-12 %) ในน้ำนมแห้งของอัลคาลอยด์ฝิ่น (ฝิ่น) คิดเป็น 15-20% ซึ่งส่วนใหญ่เป็นมอร์ฟีน นาร์โคตินและโคเดอีน อัลคาลอยด์คาเฟอีนพบได้ในเมล็ดกาแฟ (1-3%) ในใบชา (มากถึง 5%) ในปริมาณเล็กน้อยในเมล็ดโกโก้ ถั่วโคล่า และพืชอื่นๆ อัลคาลอยด์ธีโอโบรมีนมีอยู่ในเมล็ดโกโก้ (มากถึง 3%) น้อยกว่าในใบชา [...]

กระบวนการทางชีวเคมีของการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย (ออกซิเดชันทางชีวเคมี) เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์และแร่ธาตุในสองขั้นตอน: ในระยะแรกออกซิเดชันของสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่และสารที่มีไนโตรเจน - ก่อนเริ่มต้น ของไนตริฟิเคชั่น ดังนั้นระยะแรกจึงมักเรียกว่าคาร์บอนิก ขั้นตอนที่สองประกอบด้วยกระบวนการไนตริฟิเคชั่น กล่าวคือ การออกซิเดชันของไนโตรเจนของเกลือแอมโมเนียมเป็นไนไตรต์และไนเตรต ระยะที่สองใช้เวลาประมาณ 40 วัน กล่าวคือช้ากว่าระยะแรกมาก ซึ่งใช้เวลาประมาณ 20 วัน และต้องการออกซิเจนมากกว่ามาก ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) พิจารณาเฉพาะช่วงแรกของการเกิดออกซิเดชันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม โดยธรรมชาติแล้ว การแยกขั้นตอนออกซิเดชันทั้งสองออกได้ยาก เนื่องจากเกิดขึ้นเกือบพร้อมกัน เมื่อคำนวณความสามารถในการทำความสะอาดตัวเองของอ่างเก็บน้ำเพื่อแก้ไขปัญหาระดับการทำน้ำเสียให้บริสุทธิ์ที่ต้องการก่อนที่จะปล่อยลงในอ่างเก็บน้ำ จะพิจารณาเฉพาะช่วงออกซิเดชันแรกเท่านั้น เนื่องจากเป็นเรื่องยากที่จะรับข้อมูลสำหรับระยะที่สอง [... ]

กรดฮิวมิกที่สกัดจากพีทเป็นสารที่มีไนโตรเจนโมเลกุลสูงซึ่งมีโครงสร้างเป็นวงจรโดยมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 30-40,000 กรดฮิวมิกเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีอะลูมิโนซิลิเกต เมทัลออกไซด์ เหล็ก และแมงกานีสไอออน [...]

แอมโมเนียเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบและสามารถมีอยู่ในอากาศห่างไกลจากการตั้งถิ่นฐานที่ความเข้มข้น 0.003-0.005 มก. / ลบ.ม. [...]

กลุ่มไม่ใช้ออกซิเจนทางสรีรวิทยาอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับวัฏจักรของสารที่มีไนโตรเจน: พวกมันสลายโปรตีน, กรดอะมิโน, พิวรีน (โปรตีน, แบคทีเรีย purinolytic) หลายคนสามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศอย่างแข็งขันโดยแปลงเป็นรูปแบบอินทรีย์ ไร้อากาศเหล่านี้ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน จำนวนเซลล์ของ proteolytic และ saccharolytic anaerobes ในดินที่อุดมสมบูรณ์ 1 กรัมมีจำนวนถึงล้าน ที่มีความสำคัญเป็นพิเศษคือกลุ่มจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการสลายตัวของสารประกอบอินทรีย์ในรูปแบบที่เข้าถึงยาก เช่น เพคตินและเซลลูโลส เป็นสารเหล่านี้ที่ประกอบเป็นเศษซากพืชจำนวนมากและเป็นแหล่งคาร์บอนหลักสำหรับจุลินทรีย์ในดิน [... ]

โดยทั่วไป วัสดุที่ให้ในบทนี้แสดงให้เห็นว่าคาร์โบไฮเดรตและสารที่มีไนโตรเจนเป็นปัจจัยด้านโภชนาการที่สำคัญซึ่งมีผลเชิงปริมาณต่อการออกดอกของพืช การทดลองกับสปีชีส์ที่ผลัดระยะสั้นและระยะยาวได้แสดงให้เห็นว่าเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรตและไนโตรเจนของพืชเป็นส่วนหนึ่งของพื้นหลังเมตาบอลิซึมซึ่งมีผลอย่างมากต่อการสังเคราะห์สารควบคุมฮอร์โมนที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นของการออกดอกของพืช [... ]

โครมาโตกราฟีเหลวสามารถใช้เพื่อกำหนดสารอินทรีย์ใดๆ ที่ประกอบด้วยไนโตรเจนในก๊าซและของเหลว ในขณะเดียวกันก็ใช้วิธีทางเคมีแบบเดิมๆ อย่างแพร่หลายเช่นกัน หมู่อะมิโนของหมู่หลังจับกับฟอร์มาลดีไฮด์ และหมู่คาร์บอกซิลถูกไทเทรตด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ [...]

จนถึงตอนนี้ เราได้เปรียบเทียบข้อมูลการวิเคราะห์เกี่ยวกับเนื้อหาของคาร์โบไฮเดรตและสารที่มีไนโตรเจนในใบของพืชในระยะสั้นและระยะยาว โดยขึ้นอยู่กับความยาวของวัน เหมาะสมหรือไม่เอื้ออำนวยต่อการออกดอก แนวคิดหลักของการทดลองชุดต่อไปคือการอธิบายผลกระทบของคาร์โบไฮเดรตและสารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจนต่อการออกดอกของพืชเมื่อเติมแต่งหรือหมดคุณค่าด้วยสารเหล่านี้ วิธีการสำหรับคำถามภายใต้การศึกษานี้สามารถกำหนดให้เป็นแบบสังเคราะห์ [Chashshkhyan, 1943] [... ]

ของเสียและสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับผู้ย่อยสลายซึ่งเปลี่ยนสารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นอนินทรีย์ [... ]

การเกิดออกซิเดชันด้วยโพแทสเซียมไดโครเมตจะสมบูรณ์ยิ่งขึ้น แม้แต่สารอนินทรีย์บางชนิดก็ถูกออกซิไดซ์ (NO, B2-, 8203 ", Fe2 +, NaO3") แอมโมเนียและแอมโมเนียมไอออนที่เกิดขึ้นในระหว่างการออกซิเดชันของไนโตรเจนอินทรีย์จะไม่ถูกออกซิไดซ์ สารที่มีไนโตรเจนบางชนิด เช่น ไตรเมทิลลามีน ซึ่งมักพบในน้ำเสียจากการผลิตปลา และสารประกอบไซคลิกไนโตรเจน เช่น ไพริดีน ก็ไม่เกิดออกซิไดซ์ในการวิเคราะห์ซีโอดีเช่นกัน โดยทั่วไป การวิเคราะห์ COD ทำให้สามารถประมาณเนื้อหาของสารอินทรีย์ในน้ำเสียในเมืองได้ อาจอยู่ในช่วง 90-95% ของปริมาณการใช้ออกซิเจนตามทฤษฎีที่จำเป็นสำหรับการออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของอินทรียวัตถุทั้งหมดที่มีอยู่ [...]

ซากพืชและสัตว์ที่เข้าสู่ดินและแหล่งน้ำมักจะมีสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยไนโตรเจน - โปรตีนและยูเรีย ภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ทำให้เกิดแร่ธาตุของสารเหล่านี้พร้อมกับการสะสมของแอมโมเนีย การสลายตัวของโปรตีนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของจุลินทรีย์ที่เน่าเสีย นี่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและหลายขั้นตอนซึ่งเริ่มต้นด้วยการสลายโปรตีนเป็นเปปโตนภายใต้การกระทำของเอนไซม์โปรตีเอสของจุลินทรีย์ นอกจากนี้ เปปโตนจะถูกแยกออกเป็นกรดอะมิโนโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์เปปติเนส กรดอะมิโนหลายชนิดที่เกิดขึ้นในกระบวนการสลายโปรตีนจะถูกย่อยสลาย [...]

ในพื้นที่ที่เป็นหนองและแอ่งน้ำ ร่วมกับระดับน้ำใต้ดินที่ลดลง จะเกิดการสลายตัวของอินทรียวัตถุในหิน ซึ่งทำให้ปริมาณของสารที่มีไนโตรเจนในน้ำและธาตุเหล็กเพิ่มขึ้นจากหินเป็น ผลของการเพิ่มคุณค่าของน้ำด้วยสารอินทรีย์และคาร์บอนไดออกไซด์ [...]

ในการเลี้ยงปลาในบ่อ เกณฑ์การประเมินอาหารสัตว์ถือเป็นอัตราส่วนของโปรตีน ซึ่งหมายถึงอัตราส่วนของสารที่มีไนโตรเจนที่ย่อยได้ในอาหารต่ออาหารที่ปราศจากไนโตรเจนที่ย่อยได้ อัตราส่วนโปรตีนสูงถึง 1: 5 เรียกว่าแคบและด้านบนเรียกว่ากว้าง เชื่อกันว่ายิ่งแคบมากเท่าไหร่อาหารก็จะยิ่งมีค่ามากขึ้นเท่านั้น แต่ในทางปฏิบัติไม่เป็นเช่นนั้น พบคำยืนยันเสมอ ในบางกรณี อาหารที่มีอัตราส่วนโปรตีนกว้าง (เช่น 1: 7) จะมีผลเช่นเดียวกับอาหารที่มีอัตราส่วนโปรตีนแคบ (เช่น 1: 2) สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่าการขาดโปรตีนที่ย่อยได้ในอาหารนั้นถูกเติมเต็มด้วยอาหารธรรมชาติที่มีคุณค่า คุณค่าของอาหารและอาหารธรรมชาติไม่ได้ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนนี้เท่านั้น แต่ด้วยปัจจัยที่ซับซ้อนที่สร้างสภาพแวดล้อมที่ดีที่สุดโดยเฉพาะวิตามินซึ่งปลาคาร์พสามารถรับได้จากอาหารธรรมชาติเป็นหลัก [... ]

ดังนั้นตามกฎแล้วที่โรงงานเคมีพวกเขาสร้างสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งสำหรับการบำบัดน้ำทิ้งที่ลึกซึ่งสารพิษตกค้างจะถูกทำลาย ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการบำบัดเพิ่มเติมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับผลสะสมของสารที่ประกอบด้วยไนโตรเจนที่เป็นพิษจำนวนมาก [...]

น้ำกลั่นธรรมดาถูกทำให้เป็นกรดเติมโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและกลั่น การดำเนินการนี้ซ้ำอีกครั้ง ทั้งการกลั่นน้ำและการกำหนดสารที่มีไนโตรเจนจะต้องดำเนินการในห้องที่ไม่มีแอมโมเนียในอากาศ [... ]

สารประกอบออกซิเจนไนโตรเจนในบรรยากาศ สารก่อมลพิษ ได้แก่ ไนโตรเจนออกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ และกรดไนตริก โดยพื้นฐานแล้ว ปฏิปักษ์เกิดขึ้นจากการสลายตัวของสารที่มีไนโตรเจนโดยแบคทีเรียในดิน ทุกปีทั่วโลก ไนโตรเจนออกไซด์ 50 107 ตันจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในขณะที่เป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ - เพียง 5-107 ตันของไนโตรเจนออกไซด์และไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศของโลกปริมาณไนโตรเจนไดออกไซด์ตามธรรมชาติคือ 0.0018–0.009 มก. / ลบ.ม. ไนโตรเจนออกไซด์ 0.002 มก.1 ลบ.ม. อายุการใช้งานของไนโตรเจนไดออกไซด์ในบรรยากาศ 3 วัน ออกไซด์ 4 วัน [...]

ในขณะเดียวกัน ควรสังเกตว่ารูปแบบนี้ไม่เป็นสากล มันซับซ้อนจากหลาย ๆ สถานการณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากลักษณะเฉพาะของพันธุ์พืช มันซับซ้อนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเนื้อหาของคาร์โบไฮเดรตและสารที่มีไนโตรเจนนั้นมีการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงในช่วงฤดูปลูกตลอดจนอายุของอวัยวะและเนื้อเยื่อแต่ละส่วน [Lvov, Obukhova, 1941, Zhdanova, 1951; ไรเมอร์ส, 1959. ในงานเหล่านี้ ยังแสดงให้เห็นด้วยว่าเนื้อหาทั้งหมดของคาร์โบไฮเดรตและสารที่มีไนโตรเจนในพืชไม่เพียงขึ้นอยู่กับอิทธิพลของความยาวของวันและการสังเคราะห์และการสลายตัวเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับธรรมชาติของการไหลออกและการกระจาย ทั่วทั้งโรงงาน [...]

อันตรายที่ไนเตรตก่อให้เกิดต่อสุขภาพได้กล่าวถึงข้างต้นแล้ว (ข้อ 3.3.1) ผักโขมและแครอทเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของอาหารเด็ก และร่างกายของเด็กก็ไวต่อปฏิกิริยาของไนเตรตเป็นพิเศษ ตรงกันข้ามกับผักที่กล่าวข้างต้น ยาสูบเมื่อได้รับการปฏิสนธิอย่างมากมายด้วยสารที่ประกอบด้วยไนโตรเจน จะมีปริมาณเอมีนอินทรีย์สูงเกินไป อันตรายที่คล้ายคลึงกันอาจเกิดขึ้นได้ในกรณีของพืชชนิดอื่นจำนวนหนึ่งที่ใช้เป็นอาหาร เมื่อเนื้อหาของเอมีนเพิ่มขึ้นโอกาสในการสร้างไนโตรซามีนในกระเพาะอาหารก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน (สมการ 3.16) [... ]

ไนโตรเจนในอากาศเป็นก๊าซที่เป็นกลางสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ โดยเฉพาะสัตว์ อย่างไรก็ตาม สำหรับจุลินทรีย์กลุ่มสำคัญ (แบคทีเรียก้อนกลม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ฯลฯ) ไนโตรเจนเป็นปัจจัยของกิจกรรมที่สำคัญ จุลินทรีย์เหล่านี้ดูดกลืนโมเลกุลไนโตรเจนภายหลังการตายและการทำให้เป็นแร่ จัดหารากของพืชที่สูงกว่าด้วยรูปแบบที่เข้าถึงได้ของธาตุนี้ ดังนั้นไนโตรเจนจึงรวมอยู่ในสารพืชที่มีไนโตรเจน (กรดอะมิโน โปรตีน เม็ดสี ฯลฯ) ต่อจากนั้น ชีวมวลของพืชเหล่านี้ถูกใช้โดยสัตว์กินพืชเป็นต้น ตามห่วงโซ่อาหาร [...]

วิธีที่สอง เรียกว่าการผลิต เมื่อเลือกตัวชี้วัดหลัก ได้มาจาก "มูลค่าทางการเกษตร" ของจุลินทรีย์บางชนิดและกระบวนการทางชีวเคมี เป็นเรื่องที่ค่อนข้างไม่แน่นอน เนื่องจากแนวคิดของ '' มูลค่าทางการเกษตร” มีความเกี่ยวข้องกันมากและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาตามการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีการผลิตและความรู้ที่ลึกซึ้งของเรา ดังนั้นการทำให้เป็นแร่ของอินทรียวัตถุจึงเป็นกระบวนการที่ "มีคุณค่าทางการเกษตร" แต่ขึ้นอยู่กับการสืบพันธุ์ของฮิวมัสอย่างเต็มรูปแบบและการฟื้นฟูโครงสร้างของดิน มิฉะนั้น ไม่ช้าก็เร็ว ความชื้นและการสลายตัวของดินจะเกิดขึ้นพร้อมกับผลที่ตามมาทั้งหมดสำหรับความอุดมสมบูรณ์ของดิน กระบวนการไนตริฟิเคชั่นเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของกระบวนการทำให้เป็นแร่ของสารที่มีไนโตรเจนและมีประโยชน์อย่างไม่ต้องสงสัยในภูมิทัศน์ธรรมชาติ [... ]

ภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ ขั้นตอนที่สองจะเริ่มขึ้นหลังจากผ่านไป 10 วันและใช้เวลาหลายเดือนเท่านั้น ในธรรมชาติ ทั้งสองขั้นตอนดำเนินไปพร้อม ๆ กัน เนื่องจากน้ำเสียต่างๆ จะถูกผสมในอ่างเก็บน้ำที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนไม่เท่ากัน ในรูป 5 Theriault ให้การใช้ออกซิเจนระหว่างการสลายตัวแบบแอโรบิกของน้ำเสียในเมืองซึ่งดำเนินการภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการที่ 9, 20, 30 ° จากข้อมูลเหล่านี้ การทำให้ไนตริฟิเคชันของสารที่มีไนโตรเจนนั้นต้องการออกซิเจนในปริมาณเท่ากันกับที่ใช้ในการย่อยสลายสารที่มีคาร์บอน [...]

จุดสิ้นสุดของการตรึงได้รับการตรวจสอบดังนี้: นำตัวอย่างออกจากตู้โดยคลี่คลาย - วัสดุจากพืชจะต้องชื้นและเซื่องซึมในขณะที่ต้องคงสีไว้เช่น ไม่เปลี่ยนเป็นสีเหลือง การทำให้ตัวอย่างแห้งเพิ่มเติมจะดำเนินการโดยการเข้าถึงอากาศในถุงเปิดที่อุณหภูมิ 50-60 ° C เป็นเวลา 3 - 4 ชั่วโมง ไม่ควรเกินอุณหภูมิและช่วงเวลาที่กำหนด การให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานานทำให้เกิดการสลายตัวทางความร้อนของสารที่มีไนโตรเจนหลายชนิดและการคาราเมลของคาร์โบไฮเดรตจากพืช [...]

ปริมาณน้ำฝนทำให้อากาศบริสุทธิ์ด้วยวิธีอื่นนอกเหนือจากที่อธิบายไว้ เราได้กล่าวไปแล้วว่าละอองในเมฆเกิดขึ้นจากการควบแน่นบนอนุภาคขนาดเล็กที่มีรัศมี 0.1 -1.0 ไมครอน นิวเคลียสการควบแน่นที่มีประสิทธิผลคืออนุภาคเกลือทะเล นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่านิวเคลียสการควบแน่นส่วนใหญ่ที่มีขนาดเล็กกว่านั้นเป็นอนุภาคที่มีกำมะถัน ซึ่งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยแหล่งที่มาของมลพิษทางอุตสาหกรรม สารประกอบไนโตรเจนบางชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสควบแน่นได้เช่นกัน เมื่อฝนตก ละอองในก้อนเมฆจะรวมเข้ากับเม็ดฝนอันเป็นผลมาจากการชนกันและการรวมกัน เมื่อมันตกลงสู่พื้น พวกมันจะขนเอาสารที่มีกำมะถันและไนโตรเจนติดตัวไปด้วย บางครั้งสารทั้งสองประเภทนี้ยังให้ปุ๋ยแก่ดินได้ เนื่องจากพวกมันเพิ่มสารอาหาร (สำหรับพืช) เข้าไป

ย้อนกลับไปข้างหน้า

ความสนใจ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้นและอาจไม่ได้แสดงถึงตัวเลือกการนำเสนอทั้งหมด หากคุณสนใจงานนี้ โปรดดาวน์โหลดเวอร์ชันเต็ม

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

1. เพื่ออัพเดทความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับพอลิเมอร์ธรรมชาติโดยใช้ตัวอย่างโปรตีน เพื่อทำความคุ้นเคยกับองค์ประกอบ โครงสร้าง คุณสมบัติ และหน้าที่ของโปรตีน
2. ส่งเสริมการพัฒนาความสนใจ ความจำ การคิดเชิงตรรกะ ความสามารถในการเปรียบเทียบและวิเคราะห์
3. การก่อตัวของความสนใจของนักเรียนในหัวข้อนี้คุณภาพการสื่อสาร

ประเภทบทเรียน:บทเรียนในการสร้างความรู้ใหม่

แหล่งข้อมูลการศึกษา:

1. ห้องสมุดภาพอิเล็กทรอนิกส์ "เคมี 8-11 เกรด" ผู้พัฒนา "Cyril and Methodius", 2005
2. ฉบับอิเล็กทรอนิกส์ “เคมี 8-11. ห้องปฏิบัติการเสมือน ” ผู้พัฒนา Mar GTU, 2004
3. ฉบับอิเล็กทรอนิกส์ในหลักสูตร "เทคโนโลยีชีวภาพ" ผู้พัฒนา "New Disc", 2003

วัสดุและอุปกรณ์ทางเทคนิคการสนับสนุนการสอน:คอมพิวเตอร์ โปรเจ็กเตอร์ จอภาพ การนำเสนอโปรตีน หนังสือเรียน. Rudzitis G.E. Chemistry เกรด 10 2011 ตำราเรียน. ยู.ไอ. โพลิอันสกี้ ชีววิทยาทั่วไป ป.10-11 2554 ร.

อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการและรีเอเจนต์:สารละลายโปรตีน, โซเดียมไฮดรอกไซด์, ตะกั่วอะซิเตท, คอปเปอร์ซัลเฟต, กรดไนตริกเข้มข้น, หลอดแอลกอฮอล์, ตัวยึด, หลอดทดลอง

ระหว่างเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร(3–5’)

ครั้งที่สอง การสื่อสารหัวข้อและวัตถุประสงค์ของบทเรียน (3–5’). (สไลด์ 1-2)

สาม. คำอธิบายของเนื้อหาในหัวข้อ " สารประกอบอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนโปรตีน”.

1. โปรตีน (สไลด์ 3). เราเริ่มต้นการศึกษาโปรตีนด้วยคำกล่าวของนักชีวเคมี J. Mülder “ในพืชและสัตว์ทุกชนิดมีสารบางอย่าง ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าสารที่สำคัญที่สุดของธรรมชาติที่มีชีวิต และหากไม่มีสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราก็คงเป็นไปไม่ได้” .

2. การหาโปรตีน (สไลด์ 4-6) นักเรียนอภิปรายและเขียนลงในสมุดจด

สไลด์ 4 การหาโปรตีน โปรตีนเป็นสารอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีไนโตรเจนซึ่งมีองค์ประกอบและโครงสร้างของโมเลกุลที่ซับซ้อน

สไลด์ 5. โปรตีน ร่วมกับคาร์โบไฮเดรตและไขมัน เป็นองค์ประกอบหลักของอาหารของเรา

สไลด์ 6 โปรตีนเป็นรูปแบบสูงสุดของการพัฒนาอินทรียวัตถุ กระบวนการชีวิตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับโปรตีน โปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์และเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ปริมาณโปรตีนในเซลล์ต่างๆ สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 50 ถึง 80%

3. ประวัติของโปรตีน (สไลด์ 7-11). พบกับนักวิจัยด้านโปรตีนคนแรก(จาโคโป บาร์โตโลเมโอ เบคการี, ฟรองซัวส์ ควีน, อองตวน ฟรองซัว เดอ ฟูครัวซ์)

สไลด์ 7 ชื่อของโปรตีนมาจากไข่ขาว ในกรุงโรมโบราณ ไข่ขาวถูกใช้เป็นยา ประวัติที่แท้จริงของโปรตีนเริ่มต้นด้วยความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของโปรตีน

สไลด์ 6 เป็นครั้งแรกที่โปรตีนถูกแยกออก (ในรูปของกลูเตน) ในปี ค.ศ. 1728 โดยชาวอิตาลี Ya.B. แป้งสาลี. เหตุการณ์นี้ถือเป็นการกำเนิดของเคมีโปรตีน ไม่ช้าก็พบว่าสารประกอบที่คล้ายคลึงกันนั้นพบได้ในทุกอวัยวะไม่เฉพาะพืชเท่านั้น แต่ยังพบในสัตว์ด้วย ข้อเท็จจริงนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจที่คุ้นเคยกับการแบ่งสารออกเป็นสารประกอบของ "โลกของสัตว์และพืช" คุณสมบัติทั่วไปของสารใหม่คือเมื่อถูกความร้อน จะปล่อยสารพื้นฐาน ได้แก่ แอมโมเนียและเอมีน

สไลด์ 9 1747 - นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส F. Kene ใช้คำว่า "โปรตีน" กับของเหลวของสิ่งมีชีวิตเป็นครั้งแรก

สไลด์ 10. ในปี 1751 คำว่าโปรตีนเข้าสู่ "สารานุกรม" โดย D. Diderot และ J. Alambert

4. องค์ประกอบโปรตีน (สไลด์ 12) นักเรียนเขียนในสมุดบันทึก

สไลด์ 12. องค์ประกอบของโปรตีน . องค์ประกอบองค์ประกอบของโปรตีนแตกต่างกันเล็กน้อย (เป็น% ของน้ำหนักแห้ง): ค - 51-53%, โอ - 21.5-23.5%, ยังไม่มีข้อความ - 16.8-18.4%, H - 6.5-7.3%, S - 0.3–2.5%. โปรตีนบางชนิดมี P, Se เป็นต้น

5. โครงสร้างโปรตีน (สไลด์ 13-15).

สไลด์ 13 โปรตีนเป็นโพลีเมอร์ตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่สร้างขึ้นจากสารตกค้างของกรดอะมิโนที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะเปปไทด์ มีสารตกค้างในอินซูลิน 51 ชนิด ไมโอโกลบิน 140 ชนิด

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของโปรตีนมีขนาดใหญ่มาก ตั้งแต่ 10,000 ถึงหลายล้าน ตัวอย่างเช่น: อินซูลิน - 6500, ไข่ไก่ขาว - 360,000 และโปรตีนจากกล้ามเนื้อตัวใดตัวหนึ่งถึง 150,000

สไลด์ 14. มีกรดอะมิโนมากกว่า 150 ชนิดที่พบในธรรมชาติ แต่มีกรดอะมิโนเพียง 20 ชนิดเท่านั้นที่พบในโปรตีน

สไลด์ 15. นักเรียนทบทวนความหมาย ชื่อ และโครงสร้างของกรดอะมิโน กรดอะมิโนเรียกว่าสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยไนโตรเจนซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยหมู่อะมิโน - NH 3 และกลุ่มคาร์บอกซิล - COOH

กรดอะมิโนถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกซึ่งอะตอมไฮโดรเจนในอนุมูลจะถูกแทนที่ด้วยหมู่อะมิโน

6. ทฤษฎีเปปไทด์ของโครงสร้างโปรตีน (สไลด์ 16-19) คำถามถึงนักเรียน – พันธะเปปไทด์เรียกว่าอะไร?

พันธะเปปไทด์คือพันธะที่สร้างพันธะระหว่างเรซิดิว - NH - หมู่อะมิโนของโมเลกุลกรดอะมิโนหนึ่งตัวกับสารตกค้าง - CO - ของกลุ่มคาร์บอกซิลของโมเลกุลกรดอะมิโนอื่น

สไลด์ 16 เมื่อต้นศตวรรษที่ 19 มีงานใหม่เกี่ยวกับการศึกษาทางเคมีของโปรตีนปรากฏขึ้น Fischer Emil Hermann ในปี ค.ศ. 1902 ได้เสนอทฤษฎีเปปไทด์เกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีน โดยการทดลองพิสูจน์แล้วว่ากรดอะมิโนจับกับสารประกอบต่างๆ ซึ่งเขาเรียกว่าพอลิเปปไทด์ พ.ศ. 2445 ผู้ได้รับรางวัลโนเบล

สไลด์ 17. โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนที่จำเป็นหลายร้อยตัวและบางครั้งหลายพันชนิดรวมกัน ลำดับของการสลับกันนั้นมีความหลากหลายมาก กรดอะมิโนแต่ละตัวสามารถเกิดขึ้นได้หลายครั้งในโปรตีน สำหรับโปรตีนที่ประกอบด้วยเรซิดิวกรดอะมิโน 20 ตัว ในทางทฤษฎีจะมีแวเรียนต์ประมาณ 2x10 18 ตัว (หนึ่งในแวเรียนต์)

สไลด์ 18. โพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน (ตัวเลือกที่สอง)

19 สไลด์. สายโซ่ที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนตกค้างจำนวนมากที่เชื่อมต่อถึงกันเรียกว่าพอลิเปปไทด์ ประกอบด้วยกรดอะมิโนตกค้างนับสิบและหลายร้อย โปรตีนทั้งหมดมีแกนหลักโพลีเปปไทด์เหมือนกัน มีกรดอะมิโน 3.6 เรซิดิวต่อหนึ่งรอบของเกลียว

7. การจำแนกโปรตีน (สไลด์20). รายงานนักศึกษาเรื่อง “การจำแนกโปรตีนหลายประเภท”(ภาคผนวก 2).

8. โครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน (สไลด์ 21-29).เมื่อศึกษาองค์ประกอบของโปรตีน พบว่า โปรตีนทั้งหมดถูกสร้างขึ้นตามหลักการเดียวและมีสี่ระดับของการจัดระเบียบ นักเรียนฟัง,อภิปรายและเขียนคำจำกัดความของโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน

สไลด์ 21. โครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน . ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 เป็นที่ชัดเจนว่าโปรตีนเป็นส่วนสำคัญของสารที่มีชีวิตทั้งหมดบนโลกโดยไม่มีข้อยกเว้น การค้นพบกรดอะมิโน การศึกษาคุณสมบัติ และวิธีการในการได้มาซึ่งเปปไทด์เป็นขั้นตอนหนึ่งในการสร้างโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน เมื่อศึกษาองค์ประกอบของโปรตีน พบว่า โปรตีนทั้งหมดสร้างขึ้นตามหลักการเดียวและมีการจัดองค์กรสี่ระดับ: ประถมศึกษา มัธยมศึกษา อุดมศึกษา และบางส่วนมีโครงสร้างสี่ส่วน

สไลด์ 22. โครงสร้างโปรตีนเบื้องต้น. เป็นสายโซ่เชิงเส้นของกรดอะมิโนตกค้างที่อยู่ในลำดับเฉพาะและเชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะเปปไทด์ จำนวนหน่วยกรดอะมิโนในโมเลกุลสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายหมื่นถึงหลายแสน สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีน ซึ่งแตกต่างกันอย่างมาก: จาก 6500 (อินซูลิน) ถึง 32 ล้าน (โปรตีนจากไวรัสไข้หวัดใหญ่) โครงสร้างหลักของโมเลกุลโปรตีนมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง การเปลี่ยนกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวไปเป็นอีกตัวหนึ่งสามารถนำไปสู่ความตายของสิ่งมีชีวิตหรือทำให้เกิดสายพันธุ์ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์

สไลด์ 23. การทำซ้ำของกลไกการสร้างพันธะเปปไทด์

นักเรียนได้รับงาน: สร้างสมการปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ไดเปปไทด์จากกรดอะมิโนสองชนิดจากรายการที่เสนอ (แนบตารางกรดอะมิโน) ตรวจสอบงานที่ทำเสร็จแล้ว

สไลด์ 24. Danilevsky A.Ya - นักชีวเคมีชาวรัสเซีย นักวิชาการ หนึ่งในผู้ก่อตั้งชีวเคมีของรัสเซีย เขาทำงานด้านเอนไซม์และโปรตีน ในปี 1888 Danilevsky A.Ya. เสนอทฤษฎีโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน (การมีอยู่ของพันธะเปปไทด์ในโปรตีน) การทดลองพิสูจน์ว่าภายใต้การกระทำของน้ำตับอ่อน โปรตีนได้รับการไฮโดรไลซิส ศึกษาโปรตีนของกล้ามเนื้อ (ไมโอซิน) ค้นพบแอนติเปปซินและแอนติทริปซิน

สไลด์ 25 โครงสร้างรองของโปรตีนคือสายโซ่โพลีเปปไทด์ขด มันถูกเก็บไว้ในอวกาศเนื่องจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากระหว่างกลุ่ม - CO - และ - NH - ซึ่งตั้งอยู่บนการหมุนวนที่อยู่ติดกันของเกลียว โครงสร้างดังกล่าวมีสองประเภทคือแบบเกลียวและแบบพับ ทั้งหมดนี้มีความเสถียรโดยพันธะไฮโดรเจน สายโพลีเปปไทด์สามารถบิดเป็นเกลียวได้ โดยในแต่ละรอบจะมีกรดอะมิโน 3.6 ตัวเชื่อมโยงกับอนุมูลอิสระ การหมุนแต่ละครั้งจะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะไฮโดรเจนระหว่างกลุ่มของส่วนต่างๆ ของสายโซ่ โครงสร้างโปรตีนนี้เรียกว่าเกลียวและสังเกตได้เช่นในเคราติน (ขนสัตว์, ผม, เขา, เล็บ) ถ้ากลุ่มด้านข้างของกรดอะมิโนตกค้างมีขนาดไม่ใหญ่มาก (ไกลซีน อะลานีน ซีรีน) โซ่โพลีเปปไทด์ทั้งสองจะวางขนานกันและยึดติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ในกรณีนี้แถบไม่แบน แต่พับแล้ว นี่เป็นโครงสร้างโปรตีนตามแบบฉบับของไหมไฟโบรอินเป็นต้น

สไลด์ 26. ในปี 1953 L. Pauling ได้พัฒนาแบบจำลองของโครงสร้างรองของโปรตีน ในปี 1954 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ในปี 1962 - รางวัลโนเบลสาขาสันติภาพ

สไลด์ 27 โครงสร้างตติยภูมิเป็นวิธีการวางตำแหน่งเกลียวหรือโครงสร้างในอวกาศ นี่คือโครงแบบสามมิติที่แท้จริงของเกลียวโซ่โพลีเปปไทด์ที่บิดในอวกาศ (กล่าวคือ เกลียวบิดเป็นเกลียว)

สไลด์ 28 โครงสร้างระดับอุดมศึกษาได้รับการสนับสนุนโดยพันธะระหว่างกลุ่มฟังก์ชันของอนุมูล - สะพานไดซัลไฟด์ (–S – S–) ระหว่างอะตอมของกำมะถัน (ระหว่างซิสเทอีนสองตัวที่เหลือของส่วนต่าง ๆ ของโซ่) - สะพานเอสเทอร์ระหว่างกลุ่มคาร์บอกซิล (–COOH) และกลุ่มไฮดรอกซิล (–OH) - สะพานเกลือ ระหว่างหมู่คาร์บอกซิล (–COOH ) และหมู่อะมิโน (–NH 2) . ตามรูปร่างของโมเลกุลโปรตีนซึ่งกำหนดโดยโครงสร้างระดับอุดมศึกษา โปรตีนทรงกลม (ไมโอโกลบิน) และไฟบริลลาร์ (เคราตินของเส้นผม) จะถูกแยกออก ซึ่งทำหน้าที่โครงสร้างในร่างกาย

สไลด์ 29 โครงสร้างควอเทอร์นารี - รูปแบบของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสายโซ่โพลีเปปไทด์หลายสาย สายโซ่โพลีเปปไทด์เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ไอออนิก ไม่ชอบน้ำ และพันธะอื่นๆ สารของนักเรียนในหัวข้อ “โครงสร้างควอเทอร์นารีของโมเลกุลโปรตีน”. (ภาคผนวก 3).

9. คุณสมบัติทางเคมีของโปรตีน (สไลด์ 30). จากคุณสมบัติทางเคมี เราพิจารณาคุณสมบัติดังต่อไปนี้: การเสื่อมสภาพ การไฮโดรไลซิส และปฏิกิริยาสีต่อโปรตีน

สไลด์ 30.คุณสมบัติของโปรตีนมีความหลากหลาย: โปรตีนบางชนิดเป็นของแข็ง ไม่ละลายในน้ำและสารละลายเกลือ โปรตีนส่วนใหญ่เป็นของเหลวหรือเจลาติน สารที่ละลายน้ำได้ (เช่น อัลบูมิน โปรตีนของไข่ไก่) โปรโตพลาสซึมของเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนคอลลอยด์

สไลด์ 31. การเปลี่ยนสภาพของโปรตีน - การทำลายโครงสร้างรอง ตติยภูมิ และควอเทอร์นารีของโมเลกุลโปรตีนภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก การแปลงสภาพแบบย้อนกลับได้ในสารละลายของเกลือแอมโมเนียม โพแทสเซียม และโซเดียม ภายใต้อิทธิพลของเกลือของโลหะหนัก ดังนั้นไอระเหยของโลหะหนักและเกลือของโลหะหนักจึงเป็นอันตรายต่อร่างกายอย่างยิ่ง สำหรับการฆ่าเชื้อการบรรจุกระป๋อง ฯลฯ ใช้ฟอร์มาลินฟีนอลเอทิลแอลกอฮอล์ซึ่งการกระทำดังกล่าวนำไปสู่การเสียสภาพที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในระหว่างการแปลงสภาพ โปรตีนจะสูญเสียหน้าที่ที่สำคัญที่สุดหลายประการของโครงสร้างที่มีชีวิต ได้แก่ เอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวป้องกัน ฯลฯ

10. การเสื่อมสภาพของโปรตีน (สไลด์ 31–32)การเปลี่ยนสภาพของโปรตีน - การทำลายโครงสร้างรอง ตติยภูมิ และควอเทอร์นารีของโมเลกุลโปรตีนภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก (นักเรียนเขียนคำจำกัดความลงในสมุดบันทึก)

สไลด์ 32. การเสื่อมสภาพของโปรตีน ปัจจัยที่ทำให้เกิดการเสียสภาพ: อุณหภูมิ ความเค้นทางกล การกระทำของสารเคมี ฯลฯ

11. งานห้องปฏิบัติการเสมือน (สไลด์ 33-35) ดูวิดีโอของภาพยนตร์และพูดคุย

สไลด์ 33 ประสบการณ์หมายเลข 1 การเปลี่ยนสภาพโปรตีนที่ย้อนกลับได้ สารละลายแอมโมเนียมซัลเฟตอิ่มตัวถูกเติมลงในสารละลายโปรตีน สารละลายมีเมฆมาก เกิดการเสื่อมสภาพของโปรตีน ตะกอนโปรตีนในหลอดทดลอง ตะกอนนี้สามารถละลายได้อีกครั้งโดยเติมสารละลายขุ่นลงไปในน้ำสองสามหยดแล้วคนสารละลาย ตะกอนจะละลาย

สไลด์ 34. ประสบการณ์หมายเลข 2 การเปลี่ยนสภาพโปรตีนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ เทโปรตีนลงในหลอดทดลองแล้วตั้งไฟให้เดือด สารละลายใสกลายเป็นขุ่น โปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนจะตกตะกอนออกมา เมื่อโปรตีนสัมผัสกับอุณหภูมิสูง จะเกิดการแข็งตัวของโปรตีนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

สไลด์ 35 ประสบการณ์หมายเลข 3 การเปลี่ยนสภาพของโปรตีนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ด้วยกรด เติมสารละลายโปรตีนลงในหลอดทดลองอย่างระมัดระวังด้วยกรดไนตริก วงแหวนของโปรตีนจับตัวเป็นก้อนปรากฏขึ้นที่ขอบของสารละลายทั้งสอง เมื่อเขย่าหลอด ปริมาณโปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนเพิ่มขึ้น เกิดการแข็งตัวของโปรตีนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

12. ปฏิกิริยาสีของโปรตีน (สไลด์ 36). การสาธิตการทดลอง:

1. ปฏิกิริยาไบยูเรต
2. ปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีน
3. การหาปริมาณกำมะถันในโปรตีน

1) ปฏิกิริยาไบยูเรต เมื่อคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ที่เพิ่งตกตะกอนมาออกฤทธิ์กับโปรตีนในตัวกลางที่เป็นด่าง สีม่วงจะปรากฏขึ้น ปฏิกิริยาของสีต่อโปรตีน ไบยูเรตเป็นลักษณะเฉพาะมากที่สุด เนื่องจากพันธะเปปไทด์ของโปรตีนทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่มีไอออนของทองแดง (II)

2) ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีน (ปฏิกิริยาของอนุมูลอะโรมาติกกับกรดไนตริกเข้มข้น) เมื่อโปรตีนสัมผัสกับกรดไนตริกเข้มข้น จะเกิดตะกอนสีขาว ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อถูกความร้อน และจะเปลี่ยนเป็นสีส้มเมื่อเติมสารละลายแอมโมเนีย

3) การกำหนดคุณภาพของกำมะถันในโปรตีน หากเติมตะกั่วอะซิเตทลงในสารละลายของโปรตีน จากนั้นจึงใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์และให้ความร้อน จะเกิดตะกอนสีดำขึ้น ซึ่งบ่งชี้ปริมาณกำมะถัน

13. โปรตีนไฮโดรไลซิส (สไลด์ 37-38) นักเรียนวิเคราะห์ประเภทของโปรตีนไฮโดรไลซิสและจดไว้ในสมุดจด

สไลด์ 37. โปรตีนไฮโดรไลซิสเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโปรตีน เกิดขึ้นต่อหน้ากรด เบส หรือเอนไซม์ เพื่อให้กรดไฮโดรไลซิสสมบูรณ์ คุณต้องต้มโปรตีนด้วยกรดไฮโดรคลอริกเป็นเวลา 12-70 ชั่วโมง ในร่างกาย การไฮโดรไลซิสของโปรตีนอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงมากภายใต้การทำงานของเอนไซม์โปรโตไลติก สิ่งสำคัญคือต้องดึงความสนใจของนักเรียนถึงความจริงที่ว่ากรดอะมิโนเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการไฮโดรไลซิสของโปรตีน

สไลด์ 38. ประเภทของโปรตีนไฮโดรไลซิส . สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภท อวัยวะและเนื้อเยื่อแต่ละชนิดมีโปรตีนที่เป็นลักษณะเฉพาะของมันเอง และเมื่อดูดซึมโปรตีนจากอาหาร ร่างกายจะสลายพวกมันเป็นกรดอะมิโนแต่ละชนิด ซึ่งร่างกายจะสร้างโปรตีนขึ้นมาเอง การสลายโปรตีนจะดำเนินการในอวัยวะย่อยอาหารของมนุษย์และสัตว์ (กระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก) ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ย่อยอาหาร: เปปซิน (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของกระเพาะอาหาร) และทริปซิน, คีโมทริปซิน, ไดเปปติเดส (ในด่างอ่อน ๆ - สภาพแวดล้อมในลำไส้ pH 7.8) ไฮโดรไลซิสเป็นพื้นฐานของกระบวนการย่อยอาหาร ร่างกายมนุษย์ต้องบริโภคทุกวันด้วยอาหาร 60 – โปรตีน 80 กรัม ในกระเพาะอาหาร ภายใต้การกระทำของเอ็นไซม์และกรดไฮโดรคลอริก โมเลกุลของโปรตีนจะแตกตัวเป็น "หน่วยการสร้าง" – กรดอะมิโน. เมื่ออยู่ในเลือดแล้ว พวกมันจะถูกพาไปยังทุกเซลล์ในร่างกาย ซึ่งพวกมันมีส่วนร่วมในการสร้างโมเลกุลโปรตีนของตัวเอง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์นี้เท่านั้น

14. งานวิจัยด้านการศึกษาโปรตีนในศตวรรษที่ 19 (สไลด์ 39-42)การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ - นักเคมี F. Sanger, M.F. Perutz และ D.K. เคนดิรู.

สไลด์ 39. นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดโครงสร้างของโปรตีนบางชนิดอย่างสมบูรณ์แล้ว: ฮอร์โมนอินซูลิน, ยาปฏิชีวนะ gramicidin, ไมโอโกลบิน, เฮโมโกลบิน ฯลฯ

สไลด์ 40. ในปี พ.ศ. 2505 ศ. Perutz และ D.K. Kendyru ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการวิจัยด้านการศึกษาโปรตีน

สไลด์ 41. โมเลกุลของเฮโมโกลบิน (Mr = (C 738 H 1166 O 208 S 2 Fe) = 68000) สร้างขึ้นจากสายโซ่โพลีเปปไทด์สี่สาย (Mr = 17000 ต่ออัน) เมื่อรวมกับออกซิเจน โมเลกุลจะเปลี่ยนโครงสร้างควอเทอร์นารีโดยจับออกซิเจน

สไลด์ 42. ในปี 1954 F. Sanger ถอดรหัสลำดับกรดอะมิโนในอินซูลิน (หลังจาก 10 ปีมันถูกสังเคราะห์ขึ้น) F. Senger - นักชีวเคมีชาวอังกฤษ. ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2488 เขาเริ่มศึกษาอินซูลินโปรตีนธรรมชาติ ฮอร์โมนตับอ่อนนี้ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดในร่างกาย การละเมิดการสังเคราะห์อินซูลินทำให้เกิดความผิดปกติของการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและการเจ็บป่วยที่รุนแรง - เบาหวาน ใช้วิธีการทั้งหมดที่มีสำหรับเขาและแสดงทักษะที่ยอดเยี่ยม F. Senger ถอดรหัสโครงสร้างของอินซูลิน ปรากฎว่าประกอบด้วยสายโซ่โพลีเปปไทด์สองสายที่มีกรดอะมิโนตกค้าง 21 และ 30 ตัวเชื่อมต่อกันในสองแห่งด้วยสะพานไดซัลไฟด์ของชิ้นส่วนซิสเทอีน งานนี้ใช้เวลานานถึงเก้าปี ในปีพ.ศ. 2501 นักวิทยาศาสตร์ได้รับรางวัลโนเบล "จากผลงานด้านโครงสร้างของโปรตีน โดยเฉพาะอินซูลิน" บนพื้นฐานของการค้นพบของ F. Senger ในปี 1963 การสังเคราะห์อินซูลินครั้งแรกจากกรดอะมิโนแต่ละตัวได้เสร็จสิ้นลง มันเป็นชัยชนะของเคมีอินทรีย์สังเคราะห์

15. หน้าที่ของโปรตีน (สไลด์ 43) นักเรียนทำงานกับหนังสือเรียนโดย Yu.I. โพลิอันสกี้ ชีววิทยาทั่วไป น. 43-46. งานของนักเรียน: จดฟังก์ชันของโปรตีนลงในสมุดจด

สไลด์ 43 ตรวจสอบและรวมงานที่เสร็จสมบูรณ์

16. โปรตีนเป็นส่วนประกอบของอาหารสำหรับสัตว์และมนุษย์ (สไลด์ 44–49) คุณค่าทางโภชนาการของโปรตีนถูกกำหนดโดยเนื้อหาของกรดอะมิโนที่จำเป็น

สไลด์ 44. การสลายโปรตีน 1 กรัมโดยสมบูรณ์จะปล่อยพลังงาน 17.6 กิโลจูล

ข้อความของนักเรียนในหัวข้อ "โปรตีนเป็นแหล่งของกรดอะมิโนที่จำเป็นในร่างกาย" (ภาคผนวก 4).

46 สไลด์. โปรตีนจากพืชมีค่าน้อยกว่า มีไลซีน เมไทโอนีน ทริปโตเฟน และย่อยยากกว่าในทางเดินอาหาร

ในกระบวนการย่อยอาหาร โปรตีนจะถูกย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนอิสระ ซึ่งหลังจากถูกดูดซึมเข้าสู่ลำไส้แล้ว จะเข้าสู่กระแสเลือดและถูกส่งไปยังทุกเซลล์

47 สไลด์. โปรตีนที่สมบูรณ์และบกพร่อง โปรตีนที่สมบูรณ์คือโปรตีนที่มีกรดอะมิโนที่จำเป็นทั้งหมด โปรตีนที่บกพร่องไม่มีกรดอะมิโนที่จำเป็นทั้งหมด) ข้อความของนักเรียนในหัวข้อ "คุณค่าพลังงานของอาหารบางชนิด"(ภาคผนวก 6).

17. ความสำคัญของโปรตีน (สไลด์ 48-49).

สไลด์ 48. โปรตีนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด มีบทบาทสำคัญในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบหลักที่มีคุณค่ามากที่สุดและไม่สามารถถูกแทนที่ของสารอาหารได้ โปรตีนเป็นพื้นฐานขององค์ประกอบโครงสร้างและเนื้อเยื่อ สนับสนุนการเผาผลาญและพลังงาน มีส่วนร่วมในกระบวนการของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ ให้กลไกของการเคลื่อนไหว การพัฒนาของปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน มีความจำเป็นสำหรับการทำงานของอวัยวะและระบบทั้งหมดของร่างกาย

สไลด์ 49. เราสรุปการศึกษาในหัวข้อนี้โดยกำหนดชีวิตของ F. Engels "ชีวิตคือการดำรงอยู่ของร่างกายโปรตีน จุดสำคัญคือการแลกเปลี่ยนสารอย่างต่อเนื่องกับธรรมชาติภายนอกโดยรอบและการหยุดชะงัก ของการเผาผลาญนี้ ชีวิตก็หยุดลง ซึ่งนำไปสู่การสลายตัวของโปรตีน"

IV. การวิเคราะห์การบ้าน:เคมี. G.E.Rudzitis, pp. 158-162 ศึกษาเนื้อหา.

V. สรุปบทเรียน

วรรณกรรม:

1. บาราโนวา ที.เอ.โภชนาการที่เหมาะสม - M.: Interbook, 1991. - S. 78–80.
2. Volkov V.A. , Vonsky E.V. , Kuznetsova G.I.นักเคมีชั้นนำของโลก - M.: VSh, 1991.656 หน้า
3. Gabrielyan O.S.เคมี. หนังสือเรียน 10 ซ. เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน - M.: Bustard, 2007.
4. Gorkovenko M.Yu.การพัฒนาบทเรียนในวิชาเคมี - M.: Vako, 2006.S. 270–274
5. Polyansky Yu.I.ชีววิทยาทั่วไป หนังสือเรียน ป.10-11 2011
6. Rudzitis G.E.เคมี: เคมีอินทรีย์. หนังสือเรียน. 10 ซล. เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบันต่างๆ - อ.: การศึกษา, 2554 - หน้า 158-162.
7. Figurovsky N.A.โครงร่างของประวัติศาสตร์ทั่วไปของเคมี ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงต้นศตวรรษที่ 19 - มอสโก: เนาก้า 1969.455 น.
8. แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต

สารประกอบอินทรีย์ซึ่งรวมถึงไนโตรเจนนั้นค่อนข้างหลากหลายและมีอยู่มากมาย ในแง่นี้ สารประกอบที่มีไนโตรเจนนั้นเหนือกว่าสารที่มีออกซิเจนและกำมะถันด้วยซ้ำ เหตุผลสำหรับความหลากหลายนี้คือไนโตรเจนในสารประกอบอินทรีย์สามารถอยู่ในสถานะเวเลนซ์ที่แตกต่างกัน และไม่เพียงแต่จะสร้างพันธะที่เรียบง่ายเท่านั้น แต่ยังเป็นพันธะคู่หรือสามเท่าด้วย

สารประกอบไนโตร

สารประกอบไนโตรเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนในโมเลกุลที่อะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกแทนที่ด้วยจำนวนที่สอดคล้องกันของกลุ่มไนโตร (-N0 2):

โครงสร้าง. ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของอะตอมของคาร์บอนที่พันธะของหมู่ไนโตรมีสารประกอบไนโตรปฐมภูมิ (I) ทุติยภูมิ (II) และตติยภูมิ (III)

โครงสร้างของกลุ่มไนโตรสามารถแสดงโดยโครงสร้างต่อไปนี้:

อย่างไรก็ตาม สูตรเหล่านี้ไม่ได้สะท้อนถึงโครงสร้างของกลุ่มไนโตรได้อย่างแม่นยำนัก พบว่าพันธะในนั้นมีลักษณะเป็นกลาง - โดยมีการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เท่ากัน ดังนั้นโครงสร้างของกลุ่มไนโตรจึงสามารถถ่ายทอดได้อย่างถูกต้องมากขึ้นโดยใช้เช่น mesomeric(ขอบเขต) สูตร:

การตั้งชื่อ ตามระบบการตั้งชื่อ สารประกอบไนโตรถูกเรียกโดยการเพิ่มคำนำหน้า ไนโตร-เป็นชื่อของไฮโดรคาร์บอนที่เกี่ยวข้อง:

รับ. สารประกอบไนโตรได้มาจากปฏิกิริยาของไนเตรตของอัลเคน

ปฏิกิริยาไนเตรตของแอลเคนเป็นที่ทราบกันดีว่าดำเนินไปโดยกลไกที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

คุณสมบัติทางเคมี. หนึ่ง. การกู้คืนสารประกอบไนโตรเมื่อสารประกอบไนโตรลดลง เอมีนปฐมภูมิจะเกิดขึ้น:

2. การกระทำของด่างต่อสารประกอบไนโตรกลุ่มไนโตรซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนแบบแรง ส่งเสริมการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนที่อะตอม a-carbon:

ดังนั้น สารประกอบไนโตรปฐมภูมิและทุติยภูมิ (I) ในตัวกลางที่เป็นด่างจะเกิดรูปแบบใหม่ของสารประกอบไนโตร - เป็นกรด acinitroform(II) ซึ่งจะกลายเป็นเกลือ (III):

การเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสารประกอบไนโตรสองรูปแบบ (ไนโตรฟอร์มและแอซิ-ไนโตรฟอร์ม) เป็นตัวอย่างของไดนามิกไอโซเมอร์ (เทาโทเมอร์ริซึม).

3. การกระทำของกรดไนตรัสต่อสารประกอบไนโตรสารประกอบไนโตรปฐมภูมิที่มีกรดไนตรัสเกิดกรดไนโตรลิก และสารประกอบทุติยภูมิก่อให้เกิดซูโดนิโทรล:

ตัวแทนรายบุคคล. Nitromethane CH 3 -N0 2 เป็นของเหลวเคลื่อนที่ไม่มีสีพร้อม b.p. 101, 2 ° C ตัวทำละลายที่ดี คลอรีนของไนโตรมีเทนทำให้เกิดไตรคลอโรมีเทน (คลอโรปิคริน) CC13 ~ NO 2 ซึ่งใช้เพื่อควบคุมหนูในโรงเก็บเมล็ดพืช

ไนโตรอีเทน SZNi - NO2 - ของเหลวที่มี b.p. 114 องศาเซลเซียส ใช้เพื่อให้ได้ไฮดรอกซิลามีน

สารไนโตรเจน สารไนโตรเจนเป็นสารประกอบทางเคมี ซึ่งนอกจากคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนแล้ว ยังรวมถึงไนโตรเจนด้วย อาหารมีสารไนโตรเจน

อินทรีย์ (โปรตีน เอ็นไซม์ กรดอะมิโน อัลคาลอยด์ ฯลฯ) และอนินทรีย์ (ไนเตรต ไนไตรต์) สารโปรตีนซึ่งมีไนโตรเจนถึง 98% ในผลิตภัณฑ์อาหารมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อร่างกายมนุษย์ สารโปรตีนที่สำคัญที่สุดที่ประกอบเป็นผลิตภัณฑ์อาหาร ได้แก่ โปรตีนและเอนไซม์

โปรตีนเป็นสารประกอบไนโตรเจนเชิงซ้อนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง

การสังเคราะห์โปรตีนจากองค์ประกอบอนินทรีย์ในธรรมชาติดำเนินการโดยสิ่งมีชีวิตในพืชเท่านั้น ในร่างกายมนุษย์ การสร้างเนื้อเยื่อเกิดจากโปรตีนจากสัตว์และพืชที่มาพร้อมกับอาหาร

โปรตีนเป็นส่วนประกอบเกือบครึ่งหนึ่งของวัตถุแห้งในร่างกายของเรา และมีหน้าที่หลายอย่าง

1. ปฏิกิริยากับกรดนิวคลีอิกและสารประกอบอื่น ๆ โปรตีนเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การศึกษาของนักวิทยาศาสตร์หลายคนได้พิสูจน์แล้วว่าการเติบโตอย่างรวดเร็วและการเพิ่มจำนวนของเซลล์ การก่อตัวของการหลั่งโปรตีน และการปรับโครงสร้างทางสรีรวิทยาของโปรตีนในเซลล์จะมาพร้อมกับการสะสมของนิวคลีโอโปรตีนอย่างมีนัยสำคัญในส่วนที่เกี่ยวข้องของเซลล์หรือเนื้อเยื่อ

2. โปรตีน - นี่คือวัสดุก่อสร้างหลักสำหรับสิ่งมีชีวิตของสัตว์ (เป็นเส้นใยสำหรับพืช) ตัวอย่างเช่น ครึ่งหนึ่งของไนโตรเจนทั้งหมดของโปรตีนในตับจะถูกแทนที่ภายใน 5-7 วัน เซลล์เม็ดเลือดแดงจะถูกสร้างขึ้นใหม่อย่างสมบูรณ์ใน 3.5-4 เดือน

3. โปรตีนของอาหารและเนื้อเยื่อของร่างกายสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างสารที่ไม่ใช่โปรตีนที่จำเป็นสำหรับร่างกาย (โดยเฉพาะในช่วงที่มีไฮโดรคาร์บอนหรือความอดอยากของไขมัน)

4. โปรตีนเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพสำหรับร่างกาย โปรตีน 1 กรัมในระหว่างการออกซิเดชันจะปล่อยพลังงาน 23.5-17 kJ

5. โปรตีนบางชนิด (เช่น γ-globulin) ทำหน้าที่ป้องกัน ปกป้องร่างกายมนุษย์จากจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย (โดยเฉพาะไวรัส) และผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอก

6. โปรตีนมีบทบาทสำคัญในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานกล นี้จะช่วยให้กล้ามเนื้อหดตัว

7. ฟังก์ชั่นการขนส่งที่สำคัญมากของโปรตีนซึ่งมีหรือดึงสารที่จำเป็นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และโยนสารประกอบที่ไม่จำเป็น (ตะกรัน) ออกจากเซลล์ ตัวอย่างเช่น เฮโมโกลบินนำออกซิเจนไปยังทุกเซลล์และรับคาร์บอนไดออกไซด์

8. โปรตีนบางชนิดทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ที่มีฤทธิ์สูง ซึ่งเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์ เหล่านี้เป็นเอนไซม์โปรตีน

แม้จะอยู่ไกลจากรายการฟังก์ชันทั้งหมดที่โปรตีนแสดงให้เราทราบถึงความสำคัญอย่างยิ่งของโปรตีนสำหรับร่างกายมนุษย์ ความต้องการโปรตีนของมนุษย์อยู่ที่ 80-120 กรัมต่อวัน ในขณะที่ 50-55% ควรมาจากโปรตีนที่มาจากสัตว์

ในโลกสมัยใหม่ ปัญหาในการจัดหาโปรตีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากสัตว์ เป็นปัญหาที่รุนแรงมาก การขาดโปรตีนในอาหารมีความเกี่ยวข้องกับอายุขัยต่ำ พัฒนาการทางร่างกายและจิตใจบกพร่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็ก การเกิดขึ้นของโรคใหม่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เช่น ควาชิออร์กอร์)

แม้จะมีโปรตีนหลากหลายชนิดในธรรมชาติ แต่สำหรับองค์ประกอบหลักที่ประกอบเป็นองค์ประกอบ แต่ก็มีความแตกต่างกันเล็กน้อย ในโมเลกุลโปรตีน คาร์บอนคิดเป็น 50 - 55% ออกซิเจน - 21 - 23 ไฮโดรเจน - 6 - 7 กำมะถัน - 0.5 - 2.5% ปริมาณไนโตรเจนในโมเลกุลโปรตีนค่อนข้างคงที่ - 15 - 18% (โดยเฉลี่ยแล้วถือว่า 16%)

คุณค่าทางโภชนาการของโปรตีนมีสาเหตุหลักมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานและสารที่มีคุณค่าทางชีวภาพบางชนิด (กรดอะมิโนที่จำเป็น เอนไซม์)

โปรตีนที่ประกอบเป็นผลิตภัณฑ์อาหารอาจทำให้เกิดกระบวนการจัดเก็บที่ไม่พึงประสงค์ (การสลายตัว การไฮโดรไลซิส) นอกจากนี้ การปรากฏตัวของโปรตีนในผลิตภัณฑ์อาหารบางชนิดทำให้การนำเสนอลดลง (ความขุ่นของเบียร์และเครื่องดื่มอื่นๆ) รสชาติและคุณสมบัติของกลิ่น (ชา ยาสูบ)

ปริมาณโปรตีนในอาหารแตกต่างกันอย่างมาก ผลิตภัณฑ์จากสัตว์ที่มีโปรตีนสูง รวมทั้งธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว ผลไม้ เบอร์รี่ ผักมีโปรตีนค่อนข้างน้อย

องค์ประกอบและโครงสร้างของกรดอะมิโน หน่วยโครงสร้างเบื้องต้นของโมเลกุลโปรตีนคือกรดอะมิโน พบกรดอะมิโนที่แตกต่างกันประมาณ 100 ชนิดในธรรมชาติ แต่มีเพียง 20 - 22 ชนิดเท่านั้นที่เป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนในร่างกายมนุษย์จากอาหาร ประมาณ 10 ชนิดหายาก ในขณะที่บางชนิดเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่ไม่ใช่โปรตีนทางสรีรวิทยา (ฮอร์โมน ยาปฏิชีวนะ) เป็นต้น) หรืออยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ในสภาวะอิสระ

กรดอะมิโนทั้งหมดถูกแบ่งตามโครงสร้างทางเคมีของพวกมันออกเป็นสองกลุ่ม: อะไซคลิก (ไขมัน) และไซคลิก (อะโรมาติก) กรดอะมิโนส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นวงจร

กรดอะมิโนบางชนิดสามารถสร้างขึ้นในร่างกายมนุษย์อันเป็นผลมาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงร่วมกัน กรดอะมิโนเหล่านี้เรียกว่าไม่จำเป็น เหล่านี้คือกรดกลูตามิก, ซีสตีน, ซิสเทอีน, โพรลีน กรดอะมิโนบางชนิดไม่สามารถสร้างขึ้นในร่างกายมนุษย์ได้ และควรให้เฉพาะกับอาหารเท่านั้น กรดดังกล่าวเรียกว่าจำเป็น สำหรับผู้ใหญ่มี 8 ชนิด (ไลซีน, ลิวซีน, ไอโซลิวซีน, วาลีน, เมไทโอนีน, ทริปโตเฟน, ฟีนิลอะลานีน, ธรีโอนีน) และสำหรับเด็ก กรดอะมิโนอีก 2 ชนิดถือว่าจำเป็น - ฮิสติดีนและอาร์จินีน

จากการศึกษาองค์ประกอบของกรดอะมิโนของโปรตีนหลายชนิด พบว่ากรดอะมิโนเช่น ฟีนิลอะลานีน, โพรลีน, ไทโรซีน, ลิวซีน, ไอโซลิวซีน, กรดกลูตามิกมักพบในโปรตีน กรดอะมิโนชนิดเดียวกับไลซีน เมไทโอนีน อาร์จินีน ฮิสทิดีนพบได้น้อยกว่ามาก แต่ตำแหน่งทั่วไปนี้ไม่สามารถใช้กับโปรตีนเฉพาะตัวได้เสมอไป ตัวอย่างเช่น โพรทามีนมีลักษณะเฉพาะโดยมีอาร์จินีนในปริมาณสูง (มากถึง 80%) และขาดลิวซีนและกรดกลูตามิกเกือบสมบูรณ์ ฮิสโตนมีลักษณะเป็นอาร์จินีนและไลซีนในปริมาณสูง และไม่มีทริปโตเฟนและซิสทีนเกือบสมบูรณ์

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโปรตีนกรดอะมิโนมีความสมบูรณ์และไม่สมบูรณ์

บทบาทของกรดอะมิโนที่จำเป็นต่อร่างกายมนุษย์ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก แต่พวกมันมีหน้าที่สำคัญทั้งหมด การขาดกรดอะมิโนอย่างใดอย่างหนึ่งในอาหารมีผลต่อการงอกใหม่ของโปรตีนเป็นหลัก

ในกรณีที่ไม่มีวาลีน การประสานงานของการเคลื่อนไหวจะบกพร่อง

ไอโซลิวซีนจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตตามปกติของร่างกายเด็ก

ลิวซีนพบได้บ่อยในโปรตีนจากพืชและสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรตีนจำนวนมากที่เกิดขึ้นระหว่างการงอกของเมล็ดพืช เมื่อขาดกรดอะมิโนนี้ การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเล็กจะถูกยับยั้ง และน้ำหนักตัวลดลง

ไลซีนเป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นที่สุดชนิดหนึ่ง การขาดไลซีนในอาหารนำไปสู่การละเมิดการสร้างเม็ดเลือดจำนวนเม็ดเลือดแดงลดลงและฮีโมโกลบินลดลงซึ่งเป็นการละเมิดการกลายเป็นปูนของกระดูก

เมไทโอนีนมีบทบาทสำคัญในความสมดุลของไนโตรเจนในสิ่งมีชีวิต ในโมเลกุลของเมไทโอนีน มีสารขับเคลื่อนที่เคลื่อนที่ได้สูงซึ่งสามารถถ่ายโอนไปยังสารประกอบอื่นๆ ได้ง่าย

ธรีโอนีนมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตในสัตว์ การขาดธรีโอนีนทำให้น้ำหนักตัวลดลงและแม้กระทั่งการตายของสัตว์

ทริปโตเฟนจำเป็นสำหรับการสร้างฮีโมโกลบิน ซึ่งเป็นการเจริญเติบโตตามปกติของร่างกาย แหล่งที่มาหลักของทริปโตเฟนคือโปรตีนจากนม เนื้อสัตว์ ไข่ และพืชตระกูลถั่ว

ฟีนิลอะลานีนมีบทบาทสำคัญในการทำงานของต่อมไทรอยด์ มันสร้างนิวเคลียสในระหว่างการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอกซิน

ในการกำหนดมูลค่าทางชีวภาพของโปรตีน มีการใช้ตัวบ่งชี้เช่นอัตรากรดอะมิโน ซึ่งช่วยให้สามารถระบุกรดอะมิโนที่จำเป็นอย่างจำกัดได้ การหาปริมาณกรดอะมิโนจำกัดและระดับของการขาดของของพวกมันทำได้โดยการเปรียบเทียบเปอร์เซ็นต์ของกรดอะมิโนในโปรตีนภายใต้การศึกษากับในปริมาณที่เท่ากันของโปรตีนในอุดมคติตามเงื่อนไข โปรตีนจากนมแม่ ไข่ไก่ และนมวัว ถือเป็นมาตรฐานของโปรตีนในอุดมคติ

องค์ประกอบกรดอะมิโนของโปรตีนและลำดับที่กรดอะมิโนอยู่ในสายโพลีเปปไทด์เรียกว่าโครงสร้างหลักของโปรตีน

โครงสร้างเกลียวหรือพับของโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนเรียกว่าโครงสร้างรองของโปรตีน

Myoglobin, hemoglobin และ ovoalbumin ส่วนใหญ่ประกอบด้วย α-helices ในขณะที่ lactoglobulin, chymotrypsin และ pepsin ส่วนใหญ่ไม่มีลักษณะเป็นเกลียว

คุณสมบัติหลายประการของโมเลกุลโปรตีน (การโจมตีด้วยเอนไซม์ ความคงตัวทางความร้อน) ขึ้นอยู่กับโครงสร้างรอง ลักษณะโครงสร้างที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อนที่สุดที่แยกโปรตีนหนึ่งตัวออกจากโปรตีนนั้นสัมพันธ์กับการวางแนวของโมเลกุลโปรตีนในอวกาศ โมเลกุลของโปรตีนหลายชนิดมีลักษณะกลม กล่าวคือ โครงสร้างเกลียวถูกปิดล้อมหรือพับเป็นก้อนกลมขนาดเล็ก ข้อสรุปนี้ทำให้เสถียรโดยพันธะทุติยภูมิจำนวนหนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่างอนุมูลด้านข้างของเรซิดิวกรดอะมิโน ซึ่งรวมถึงพันธะไดซัลไฟด์ ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ (แรงแวนเดอร์วาลส์) ระหว่างอนุมูลที่ไม่มีขั้ว แรงไฟฟ้าสถิตของปฏิกิริยาระหว่างกลุ่มขั้ว พันธะเกลือ ฯลฯ

ดังนั้นบทบาทหลักในการรักษาเสถียรภาพของการจัดระเบียบโมเลกุลขนาดใหญ่นี้ไม่ได้เล่นโดยโครงกระดูกเปปไทด์ แต่โดยสายโซ่ด้านข้างของกรดอะมิโน

การกำหนดค่าของเกลียวโพลีเปปไทด์ในอวกาศกำหนดโครงสร้างระดับอุดมศึกษาของโปรตีน

นักวิจัยเชื่อว่าโครงสร้างระดับอุดมศึกษาเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติอันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของอนุมูลของกรดอะมิโนกับโมเลกุลตัวทำละลาย นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เกลียวแต่ละอันจะปิดด้วยวิธีเดียวเท่านั้น เพื่อให้ได้รูปร่างที่เป็นลักษณะเฉพาะของโมเลกุลโปรตีนตามธรรมชาติ

โครงสร้างระดับอุดมศึกษากำหนดรูปร่างภายนอกของโมเลกุลโปรตีน (ทรงกลมหรือไฟบริล) โปรตีนจากนม, ไข่, ไมโอโกลบิน, ไฟบริลลาร์ - คอลลาเจนของเนื้อสัตว์และปลา, เคราตินของเส้นผม, เล็บ, ไหมไฟโบรอิน

โครงสร้างควอเทอร์นารีเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากโมเลกุลโปรตีนประกอบด้วยหน่วยย่อยหลายหน่วย ซึ่งแต่ละหน่วยมีตำแหน่งคงที่ในอวกาศ อันเป็นผลมาจากการที่โปรตีนได้รับกิจกรรมทางชีวภาพ

การรวมยูนิตย่อยเข้ากับมัลติเมอร์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จำนวนหน่วยย่อย (โปรโตเมอร์ที่รวมอยู่ในมัลติเมอร์) นั้นแตกต่างกัน - จากสี่ (ในโมเลกุลเฮโมโกลบิน) ถึงหลายพัน (โปรตีนของไวรัสโมเสคยาสูบ) โครงสร้างควอเทอร์นารีเกิดขึ้นจากการปรากฏตัวของพันธะไอออนิกโควาเลนต์และแรงปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอระหว่างกลุ่มฟังก์ชันแต่ละกลุ่มซึ่งอยู่บนพื้นผิวของทรงกลม

บ่อยครั้งที่โครงสร้างควอเทอร์นารีของโปรตีนเป็นพื้นฐานของกิจกรรมทางชีวภาพ แต่ควรเน้นว่ากิจกรรมการทำงานของโปรตีนนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างควอเทอร์นารีเท่านั้น แต่โดยทั้งสี่ระดับขององค์กร โครงสร้างระดับเหล่านี้ทั้งหมดมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน โดยลำดับขององค์กรที่ต่ำกว่าที่กำหนดโดยผู้ที่สูงขึ้น

คุณสมบัติของโปรตีน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโปรตีนซึ่งปรากฏให้เห็นในระหว่างการแปรรูป การเก็บรักษา และการใช้ผลิตภัณฑ์อาหาร: amphotericity, hydrophilicity, denatured ability, hydrolysis, Decut, และอื่น ๆ

amphotericity ของโมเลกุลโปรตีนเกิดจากการมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันสองกลุ่มในโมเลกุลกรดอะมิโน (และดังนั้นในโมเลกุลโปรตีน): กลุ่มอะมิโนซึ่งให้โปรตีนที่มีคุณสมบัติเป็นด่าง และกลุ่มคาร์บอกซิลซึ่งเป็นพาหะ ที่มีคุณสมบัติเป็นกรด ด้วยเหตุนี้ โมเลกุลโปรตีนแต่ละโมเลกุลจึงมีจุดไอโซอิเล็กทริก (IEP) ของตัวเอง ซึ่งเป็นค่า pH ของตัวกลางที่มีประจุเท่ากับศูนย์ ในสถานะนี้ โมเลกุลโปรตีนมีความแตกแยกและเสถียรน้อยกว่า เพราะมันไม่มีปัจจัยด้านความเสถียรที่สำคัญ - ประจุ โปรตีนที่แตกต่างกันมีค่า IEP ที่แตกต่างกัน ดังนั้น IET สำหรับเฮโมโกลบูลิน - 6.7, เคซีนนม - 4.6; γ-globulin - 7.3, เปปซิน - 2.75

ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัตินี้ช่วยในการดำเนินกระบวนการทางเทคโนโลยีอย่างตั้งใจในหลายภาคส่วนของอุตสาหกรรมอาหาร ตัวอย่างเช่น ในการผลิตชีส จำเป็นต้องทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเคซีนโปรตีนนมหลัก ซึ่ง IEP เท่ากับ 4.6 การทำเช่นนี้ pH ของนมจะลดลงเนื่องจากกรดแลคติกที่เกิดขึ้นระหว่างการหมักกรดแลคติก ในทางกลับกัน ในการผลิตนมข้นหวาน กระบวนการทางเทคโนโลยีจะดำเนินการในลักษณะที่จะคงไว้ซึ่งการกระจายตัวของโปรตีนสูง นั่นคือ เพื่อป้องกัน pH ลดลง เพื่อไม่ให้โปรตีนถูกทำให้เสียสภาพ

ความชอบน้ำของโปรตีนถูกกำหนดโดยความสามารถของไดโพลน้ำในการจับกับไอออน กลุ่มไอออนิก และกลุ่มขั้ว เนื่องจากโมเลกุลโปรตีนมีกลุ่มขั้วจำนวนมากบนผิวของมัน จึงสามารถจับไดโพลน้ำจำนวนมากได้ โปรตีนสามารถดูดซับน้ำได้ถึง 300% ของน้ำหนักแห้ง น้ำถูกกำหนดโดยสนามแรงของกลุ่มขั้วในหลายชั้น

ในอาหารส่วนใหญ่ โปรตีนจะบวม ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้คือความแข็ง ความยืดหยุ่น ความยืดหยุ่น และคุณสมบัติเชิงโครงสร้างอื่นๆ ของเนื้อ แป้ง ชีส เนื้อสับ และปลา โปรตีนในสถานะไอโซอิเล็กทริกมีความสามารถในการบวมน้อยที่สุด โปรตีนบางชนิดสามารถบวมได้อย่างไม่มีกำหนด กล่าวคือ ละลาย. ความสามารถในการละลายของโปรตีนขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกลุ่มขั้วและกลุ่มไม่มีขั้ว รวมถึงการจัดเรียงร่วมกันในโมเลกุล โปรตีนบางชนิดสูญเสียความสามารถในการละลายเมื่อเวลาผ่านไป อาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในการกำหนดค่าของโปรตีนในอวกาศ นี่คือสาเหตุที่พืชตระกูลถั่วและพาสต้าไม่พองตัวในน้ำหลังจากเก็บไว้เป็นเวลานาน

การเสื่อมสภาพของโปรตีน การเปลี่ยนสภาพเป็นการละเมิดโครงสร้างตามธรรมชาติของโมเลกุลโปรตีนโดยไม่ใช้ไฮโดรไลติก ซึ่งทำให้คุณสมบัติพื้นฐานของเปลี่ยนแปลงไป อันที่จริงนี่คือการปรับโครงสร้างภายในของโมเลกุลซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของพันธะเปปไทด์ อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงใหม่นี้ การจัดวางและรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ของสายเปปไทด์จะหยุดชะงัก ดังนั้นในระหว่างการแปลงสภาพโครงสร้างโปรตีนในระดับควอเทอร์นารีระดับอุดมศึกษาและทุติยภูมิจะถูกรบกวนและด้วยเหตุนี้คุณสมบัติของมันจึงเปลี่ยนไป โดยทั่วไปการทำให้เสียสภาพเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้

การเปลี่ยนสภาพของโปรตีนอาจเกิดจากปัจจัยหลายประการที่ทำให้เกิดการหยุดชะงักของรูปแบบการสื่อสารเหล่านั้น เนื่องจากระดับที่สอดคล้องกันของโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนได้ถูกสร้างขึ้น

ในทางปฏิบัติ การเสียสภาพด้วยความร้อนเป็นปัจจัยหลักในการทำให้เสียสภาพ สำหรับโปรตีนหลายชนิด อุณหภูมิ +50 ° C มีความสำคัญอยู่แล้ว เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อย่างแรกเลย พันธะน้ำจะขาด ระดับของการเปลี่ยนสภาพเมื่อได้รับความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและเวลาที่กระทำต่อโปรตีน ค่าความเป็นกรด-ด่างของตัวกลาง และปริมาณน้ำที่โปรตีนดูดซึม โปรตีนแอนไฮดรัสสามารถทนต่ออุณหภูมิที่ค่อนข้างสูงได้โดยไม่พบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เห็นได้ชัดเจน การแปรรูปผลิตภัณฑ์อาหารที่อุณหภูมิสูงมักมาพร้อมกับการทำให้เสียสภาพ (การผลิตผลิตภัณฑ์แป้ง เนื้อสัตว์สำหรับปรุงอาหาร ปลา ผัก)

การเปลี่ยนสภาพของโปรตีนอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของตัวกลาง ในกรณีนี้ แรงไฟฟ้าสถิตของปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการเพิ่มจำนวนของกลุ่มขั้วในสารตั้งต้น ในอุตสาหกรรมอาหาร อิทธิพลของค่า pH ของตัวกลางที่มีต่อสถานะของโปรตีนถูกใช้อย่างกว้างขวาง การผลิตผลิตภัณฑ์นมหมัก, ชีสเรนเนท, การบรรจุกระป๋องด้วยกรดอะซิติกหรือกรดแลคติก - ในทุกกรณีเหล่านี้ การเสียสภาพของโปรตีนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อม

สารประกอบอินทรีย์บางชนิด (ยูเรีย เอ็นไซม์ อัลคาลอยด์ ฟีนอล ฯลฯ) อาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพได้ สารเหล่านี้ลดแรงปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำและทำให้โครงสร้างตติยภูมิหยุดชะงัก ตัวอย่างเช่น ในการผลิตเบียร์ ไวน์ การแปรรูปผลิตภัณฑ์เหล่านี้ด้วยแทนนินมีความสำคัญอย่างยิ่งในการได้ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง เนื่องจากการเปลี่ยนสภาพของโปรตีนภายใต้อิทธิพลของแทนนิน เครื่องดื่มจึงโปร่งใสและไม่มีตะกอน

เมื่อโปรตีนถูกทำให้เสียสภาพ คุณสมบัติบางอย่างจะเปลี่ยนไป:

รูปร่างและขนาดโมเลกุล (โปรตีนทรงกลมบางชนิดกลายเป็นเหมือนไฟบริลลาร์)

ความหนืดเพิ่มขึ้นและบางครั้งโปรตีนก็ข้นขึ้น ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงลักษณะที่ปรากฏของส่วนโปรตีนของไข่ไก่ในระหว่างการทำให้เสียสภาพจากความร้อน

โจมตีด้วยเอนไซม์โปรตีโอไลติก (โปรตีนที่ทำให้เสียสภาพย่อยง่ายกว่า)

ความสามารถในการละลายได้เนื่องจากโปรตีนแปลงสภาพไม่สามารถจับกับน้ำได้ นอกจากนี้ เมื่อถูกทำให้เสียสภาพ โปรตีนสามารถปลดปล่อยของเหลวบางส่วน (กระบวนการจับตัวเป็นก้อน) นี่คือสาเหตุที่บางครั้งน้ำหนักลดลงเมื่ออาหารทอด

การไฮโดรไลซิสของโปรตีนจะมาพร้อมกับการแตกของพันธะเปปไทด์ กล่าวคือ การละเมิดโครงสร้างหลัก ในกรณีนี้ จะเกิดผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสระดับกลาง เช่น เปปโตน โพลีเปปไทด์ และกรดอะมิโนในที่สุด ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสละลายในน้ำได้ง่ายกว่าโปรตีนในตัวเอง และทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารมีรสชาติที่แปลกใหม่

ในระหว่างการเก็บรักษาอาหาร การไฮโดรไลซิสของโปรตีนจะทำให้คุณภาพของเนื้อสัตว์ ปลา ชีส และสินค้าอื่นๆ เสื่อมลง

การสลายตัวของโปรตีนด้วยไฮโดรไลติกมักถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ น้อยกว่าโดยกรดและด่าง

การเน่าเปื่อยเป็นการสลายตัวของโปรตีนอย่างลึกซึ้งภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ด้วยการปล่อยแอมโมเนีย, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, อินโดล, สกาโทล, เมอร์แคปแทน ผลิตภัณฑ์อาหารซึ่งเป็นโปรตีนที่เริ่มเน่าไม่เพียงแต่ไม่เหมาะกับอาหารเท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ด้วย

การจำแนกโปรตีน โปรตีนจากสัตว์ พืช และจุลินทรีย์มากกว่า 2,000 ชนิดเป็นที่รู้จักในธรรมชาติ โปรตีนทั้งหมดเหล่านี้มีความหลากหลายในคุณสมบัติทางชีวภาพ แต่มีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายคลึงกัน ยังคงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างการจำแนกโปรตีนแบบครบวงจรเนื่องจากความรู้ไม่เพียงพอเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนหลายชนิด เราได้กล่าวไปแล้วว่าในแง่ขององค์ประกอบของกรดอะมิโน โปรตีนสามารถสมบูรณ์และบกพร่องได้ ในรูปร่าง - ทรงกลมและไฟบริล นอกจากนี้ โปรตีนยังถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ๆ ตามองค์ประกอบของพวกมัน: แบบง่ายหรือแบบโปรตีน และแบบเชิงซ้อนหรือแบบโปรตีน