Das Tripeptid Glutathion - Das Antioxidants im Organismus

Das Tripeptid Glutathion

Gymnasium

Chemie

10. | 11. | 12. | 13. Klasse

7 Unterrichtsstunden

Beschreibung

In dieser Unterrichtseinheit betrachten die Schülerinnen und Schüler das Tripeptid Glutathion und seine wichtigen Funktionen im menschlichen Organismus. Es ist aus den Aminosäuren L Glutaminsäure, L-Cystein und Glycin aufgebaut und besitzt damit die Hydrogensufidgruppe, die auch den Namen Thiolgruppe trägt. Das Glutathion kann mit der Bildung seines Dimeren Disulfidbrücken ausbilden und Disulfidbrücken z. B. in größeren Proteinen spalten. Dabei ist das Glutathion das Reduktionsmittel, also das Antioxidants. Nachweisreaktionen zu Glutathion und zu Cystein erfolgen mit verschiedenen Redoxreaktionen, Bestimmungen mit Redoxtitrationen. Die genannten Aminosäuren haben auch in anderen Peptiden eine große Relevanz.
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Kompetenzen

Klassenstufe:11–13
Dauer:7 Unterrichtsstunden
Inhalt:Aminosäuren, Peptide, Proteine, Redoxreaktionen, Redoxtitrationen, Säure-Base-Reaktionen, pH-Wert, Puffe
Kompetenzen:1. Zusammenhänge von Struktur und Eigenschaften bei Aminosäuren, Peptiden und Proteinen beschreiben und erklären, Fachsprache und chemische Formeln verstehen und einsetzen.2. Chemische Experimente nach Anleitungen durchführen, protokollieren und auswerten, mathematische Verfahren bei der Lösung chemischer Fragestellungen anwenden.3. Die Wirkung von Antioxidantien in einfachen und komplexen Systemen bewerten.4. Einsatz von Nahrungsergänzungsmitteln und beurteilen.

Inhaltsangabe

Ab = Arbeitsblatt, Sv = Schülerversuch

Vorbemerkung

1./2. Stunde

Thema:Eiweiße
M 1 (Ab)Peptide
M 2 (Ab)Thiole

3./4. Stunde

Thema:Analysen
M 3 (Ab, Sv)Antioxidantien
Dauer:Vorbereitung: 30 min, Durchführung: 40 min
Chemikalien:
  • 20 ml Glutathionlösung (10 g/l) (Lösung A)
  • 20 ml L-Cysteinlösung (10 g/l) (Lösung B)
  • 20 ml Acetylcysteinlösung (10 g/l) (Lösung C)
  • 20 ml Ascorbinsäurelösung (10 g/l) (Lösung D)
  • L-Cystein
  • Lugol‘sche Lösung aus 0,25 g Iod, 0,5 g Kaliumiodid und 10 ml dest. Wasser (Reagenzlösung I)
  • Lösung aus 5 ml Kaliumhexacyanoferrat(III)-Lösung (1%-ig) und 5 ml Eisen(III)chloridlösung (1%-ig) (Reagenzlösung II)
  • Tillmans-Reagenz aus einer kleinen Spatelspitze Dichlorphenolindophenol-Natrium (DCPIP) und 10 ml dest. Wasser (Reagenzlösung III)
  • 10 ml Wasserstoffperoxidlösung (3%‑ig) (Reagenzlösung IV)
Geräte:
  • 14 Reagenzgläser im Reagenzglasständer
  • Messzylinder (10 ml)
  • Trichter mit Filterpapier
  • 3 Tropfpipetten
  • Pipette (1 ml) mit Ansaughilfen

5./6. Stunde

ThemaSpaltung von Disulfidbrücken
M 5 (Sv)Viskosität
Dauer:Vorbereitung: 30 min, Durchführung: 30 min
Chemikalien:
  • Eiklar von 2 Hühnereiern (Mucinersatz)
  • Acetylcystein
  • L-Cystein
  • Glutathion
  • 100 ml Pufferlösung mit dem pH-Wert 7 aus 1,56 g Natriumdihydrogenphosphat-Dihydrat, 5 ml Natronlauge (1 mol/l) und dest. Wasser
Geräte:
  • Messbecher (250 ml) mit Rührstab
  • Sieb
  • 4 Erlenmeyerkolben (100 ml)
  • Waage
  • 20 ml-Einmalspritze (ohne Stempel) mit Pipettierspitze und weichem Stopfen 
  • Stativ mit Muffe und Klemme
  • Stoppuhr
M 6 (Sv)Hefeteig
Dauer:Vorbereitung: 30 min, Durchführung: 30 min
Chemikalien:
  • Weizenmehl
  • Stärke
  • Lugol‘sche Lösung (s. Versuch in M 3)
  • Trockenhefe
  • Glutathion
  • Ascorbinsäure
Geräte:
  • 2 Reagenzgläser im Reagenzglasständer
  • Messzylinder (10 ml, 50 ml)
  • 3 Schüsseln mit Löffel
  • Waage
  • Muffinbackform mit Muffinförmchen
  • Backofen

7. Stunde

Thema:weitere Aminosäuren
M 7 (Sv)Geschmacksverstärker
Dauer:Vorbereitung: 30 min, Durchführung: 30 min
Chemikalien:
  • 20 ml Lösung mit 6 g Mononatriumglutamat und dest. Wasser
  • 100 ml Lösung aus 7,5 g Glycin und dest. Wasser
  • Salzsäure (1 mol/l)
  • Natronlauge (1 mol/l)
  • Universalindikator-Strips (pH 0-14), alternativ Universalindikatorlösung
Geräte:
  • Erlenmeyerkolben (3 x 100 ml)
  • Trichter mit Filterpapier
  • Abdampfschale
  • Messzylinder (10 ml)
  • 2 Reagenzgläser im Reagenzglasständer
  • Messpipetten (20 ml, 2 x 10 ml) mit Ansaughilfen
  • pH-Meter

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