Дополнительный материал на тему: «БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДНЫХ КОЖИ (НОГТИ, ВОЛОСЫ)»

Дополнительный материал на тему:  «БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДНЫХ КОЖИ  (НОГТИ, ВОЛОСЫ)» Замечено,   что   многие   достаточно   образованные   люди   затрудняются   с ответом на такой «детский» вопрос: из чего состоят ногти, рога или перья? Попробуем выполнить ряд опытов, которые позволят ответить на этот вопрос, установят природу роговой ткани. О п ы т 1. В пробирку опускаем кусочек отстриженного ногтя и заливаем его 3–4 мл 4–5 %­ного раствора гидроксида натрия, кипятим в водяной бане в течение   10   минут.   Раствор   становится   мутновато­желтым,   а   ноготь,   как таковой, исчезает на глазах. Чтобы ускорить процедуру, будем размешивать и разминать ноготь в пробирке стеклянной палочкой (осторожно, не проткнуть дно пробирки!). Ноготь растворился. Теперь попробуем выяснить, из чего он состоит, заранее предполагая, что это скорее всего белок.  Проделаем   прежде   всего   биуретовую   реакцию.   Для   этого   надо   просто добавить 2–3 капли голубого раствора сульфата меди. Появляется бледно­ сиреневое окрашивание, говорящее о наличии пептидных связей Таким образом мы выясняем, что материал, из которого состоит ноготь, является протеином. Аналогичным образом можно убедиться, что из белков состоят волосы, копыта, рога, перья. Оставшийся щелочной раствор (для биуретовой реакции мы использовали только   часть   опытной   пробы)   подкисляем   раствором   соляной   или   серной кислот. При этом наблюдаем значительное помутнение и затем образование белого осадка, т. е. происходит коагуляция растворенного в щелочи белка. Кроме   того,   из   пробирки   ощущается   неприятный,   можно   сказать,   даже тошнотворный   запах   сероводорода.   Наличие   последнего   можно дополнительно проверить с помощью бумажки, смоченной раствором ацетата свинца;   такая   бумажка   при   опускании   в   пробирку   чернеет   (образуется сульфид свинца). Добавив   к   пробе   раствор   нингидрина,   обнаруживаем   наличие аминосоединений (аминокислоты, пептиды).  Две   последние   реакции   говорят   о   том,   что   ногтевой   белок   не   только растворяется   в   щелочи,   но   и   частично   при   этом   разрушается   (щелочной гидролиз).  Реакцией   Сакагуши   обнаруживаем,  что   в  протеине   ногтя   много аргинина. О п ы т 2. С другим кусочком ногтя проделываем следующую реакцию: добавляем несколько капель концентрированной или просто крепкой азотной кислоты и некоторое время подогреваем в кипящей водяной бане. Ноготь приэтом   не   разрушается,   но   окрашивается   в   желтый   цвет.   Окраска   заметно углубляется   до   красно­коричневой   при   подщелачивании   раствора.   Налицо известная   ксантопротеиновая   реакция,   характерная   для   ароматических аминокислот тирозина, фенилаланина, триптофана. П о д в е д е м  и т о г: ткань ногтя состоит из белка, растворяющегося в щелочной среде и содержащего такие аминокислоты, как цистин (или цистеин, или метионин), аргинин, тирозин. В учебнике по биологической химии можно получить информацию о том, что   в   состав   роговых   образований   входит   семейство   склеропротеинов, которые   называются   кератинами   (греч.   keras   –   рог).   Эти   белки   имеют специфическую   фибриллярную   структуру,   их   вытянутые   молекулы дополнительно   прошиты   дисульфидными   (­S   –   S­)   связями.   Такая канатообразная   структура   обладает   высокой   прочностью   и   одновременно некоторой   эластичностью.   В   состав   кератинов   различных   роговых образований   действительно   входит   большое   количество   аргинина   (7,5– 10,9 %),   тирозина   (2,2–4,6   %),   цистина   (8,2–14,4   %);   в   них   также   много лейцина   и   глютаминной   кислоты,   но   мало   гистидина,   лизина,   триптофана. Пищеварительные ферменты человека и животных не способны расщеплять кератины,   однако   это   легко   делают   ферменты   личинок   платяной   моли   и некоторых других зловредных насекомых, а также ряда бактерий и грибов. Итак,   с   помощью   аналитической   биохимии   мы   выясняем   подноготную наших ногтей. Такой вот каламбур. В современной технологии производства животноводческой продукции  существует важная проблема утилизации кератинов. Подсчитано, что при  годовом производстве около 2 млн тонн белка мяса птицы одновременно  образуется примерно 1,5 млн тонн перьевой массы, которая есть практически  чистый кератин. Есть идеи двойного использования шерсти: сначала для  изготовления одежды, а после ее изнашивания гидролиз шерстяной ткани и  применение гидролизата как кормовой добавки для сельскохозяйственных  животных.