Opis
W organizmach zarówno roślin, zwierząt, jak i ludzi występują miliardy białek, które są biopolimerami. Pełnią one funkcje związane z podtrzymywaniem i regulacją procesów życiowych oraz stanowią materiał budulcowy struktur komórkowych i tkanek. Biopolimery są materiałami odnawialnymi, biodegradowalnymi, co ma duże znaczenie w ekosystemie. Mają szeroki wachlarz zastosowań od przemysłu spożywczego, tekstylnego aż do medycyny i kosmetyki włącznie. O znaczeniu biopolimerów i konieczności poznania ich roli w życiu człowieka i ich przemianach w przyrodzie świadczy ogromna liczba badań, których wyniki są opublikowane w licznych publikacjach. O ważności tych badań dla ludzkości świadczy m.in. uhonorowanie licznych naukowców zajmujących się biopolimerami Nagrodą Nobla. Książka prezentuje wybrane zagadnienia, szczególnie ważne dla tematyki biopolimerów. Są one opracowane systematycznie w możliwie najprzystępniejszy sposób. Rysunki i tabele uzupełniają treść i warto je dokładnie przeanalizować. Dużo znamiennych terminów, z różnych dziedzin, m. in. z chemii, biologii i medycyny ma objaśnienie znaczenia umieszczone na aplach. Szczególną uwagę Autor poświecił badaniom eksperymentalnym biopolimerów i wskazówkom do przeprowadzania ćwiczeń laboratoryjnych z tego zakresu. Każdy rozdział kończy się spisem literatury, który umożliwi zainteresowanemu czytelnikowi rozszerzenie wiedzy w oparciu o oryginalne źródło. Z recenzji Spis treści1. RÓŻNE ZAGADNIENIA ZWIĄZANE Z BADANIAMI POLIMERÓW 1 1.1. Biopolimery a polimery syntetyczne 1 1.1.1. Czym są biopolimery 1 1.1.2. Podstawowe różnice między polimerami a biopolimerami 2 1.1.3. Metodyka badań biopolimerów 9 1.2. Wiązania chemiczne w biopolimerach 10 1.2.1. Siły van der Waalsa 13 1.2.2. Wiązania wodorowe 15 1.2.3. Rola wiązania wodorowego w biopolimerach 18 1.2.4. Oddziaływania donorowo-akceptorowe (koordynacyjne) 21 1.2.5. Oddziaływania stackingowe 21 1.2.6. Oddziaływania jonowe 22 1.2.7. Oddziaływania jon–dipol 22 1.2.8. Transport elektronów w układach biologicznych 23 1.3. Konformacje strukturalne 25 1.3.1. Konformacja chiralna 25 1.3.2. Konformacja helikalna (spiralna) 28 1.4. Woda w strukturach biopolimerów 28 1.4.1. Struktura fizyczna wody 28 1.4.2. Oddziaływanie wody z biopolimerami 31 1.4.3. Otoczka hydratacyjna 34 1.4.4. Wiązanie wody przez peptydy 35 1.4.5. Oddziaływania hydrofilowe 36 1.4.6. Oddziaływania hydrofobowe 36 1.5. Oddziaływanie międzycząsteczkowe w roztworach 38 1.5.1. Rozpuszczanie biopolimerów 38 1.5.2. Roztwory i jednostki stężeń 41 1.5.3. Termodynamiczne podstawy przebiegu reakcji biochemicznych 44 1.5.4. Makrocząsteczka w roztworze 45 1.5.5. Proces pęcznienia 46 1.5.6. Kompleksy międzycząsteczkowe 49 1.5.7. Asocjacja, aglomeracja i agregacja białek 50 1.5.8. Agregacje makrocząsteczek 52 1.5.9. Surfaktanty (detergenty) – środki pomocnicze 53 1.5.10. Błony komórkowe 55 1.5.11. Biokoloidy 62 1.5.12. Micele 62 1.5.13. Pęcherzyki – micele wielowarstwowe 65 1.6. Wilgoć 66 1.6.1. Wilgotność względna i bezwzględna 66 1.6.2. Właściwości higroskopijne biopolimerów 68 1.7. Ekstrakcja 69 1.8. Suszenie biopolimerów 73 1.8.1. Metody suszenia 73 1.8.2. Sita molekularne 76 1.9. Przygotowywanie próbek do badań 77 1.9.1. Oczyszczanie białek 79 1.9.2. Wysalanie białek 80 1.9.3. Denaturacja białek 81 1.10. Procesy oksydacyjne biopolimerów 84 1.10.1. Reakcje wolnych rodników z biopolimerami 84 1.10.2. Nadtlenek wodoru 90 1.10.3. Wychwyt rodnika tlenku azotu (.NO) 93 1.10.4. Stres oksydacyjny 94 1.10.5. Degradacja oksydacyjna biopolimerów tlenem molekularnym 95 1.10.6. Mechanizmy działania antyutleniaczy 98 1.10.7. Degradacja oksydacyjna biopolimerów tlenem singletowym 104 1.10.8. Degradacja oksydacyjna biopolimerów tlenem atomowym 106 1.10.9. Degradacja oksydacyjna biopolimerów ozonem 107 1.11. Homeostaza 109 1.12. Modyfikacja fizyczna i chemiczna biopolimerów – zagadnienia ogólne 110 1.13. Niebezpieczne preparaty w badaniach z biopolimerami 111 LITERATURA 115 2. CHROMATOGRAFICZNE METODY SEPARACJI I WYDZIELANIA BIOPOLIMERÓW 125 2.1. Techniki separacyjne – chromatografia 125 2.2. Podstawy chromatografii 126 2.3. Chromatografia cienkowarstwowa 129 2.4. Chromatografia powinowactwa 134 2.5. Kolumnowa chromatografia cieczowa 138 2.6. Klasyczna chromatografia HPLC 142 2.7. Polimerowe adsorbenty porowate 148 2.8. Metody rozwijania chromatogramu 150 2.9. Chromatografia jonowymienna 152 2.9.1. Jonity organiczne 152 2.9.2. Wymiana jonowa na kolumnie 157 2.9.3. Oznaczanie pojemności wymiennej 161 2.9.4. Oznaczanie pęcznienia jonitów 162 2.10. Chromatografia sitowa (wykluczenia) 162 2.11. Chromatografia gazowa 167 2.12. Wybór techniki chromatograficznej 172 LITERATURA 173 3. ELEKTROFORETYCZNE METODY SEPARACJI I WYDZIELANIA BIOPOLIMERÓW 177 3.1. Podstawy praktyczne elektroforezy 177 3.2. Elektroforeza bibułowa 178 3.3. Elektroforeza żelowa 181 3.3.1. Nośniki żelowe 183 3.4. Rozdział elektroforetyczny białek 185 3.5. Oznaczanie elektroforetyczne rodzaju białek w materiale biologicznym metod