Реакции на белки и аминокислоты

Важная и проверенная информация на тему: "реакции на белки и аминокислоты" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Реакции на белки и аминокислоты

Химические свойства аминокислот

Реакции по карбоксильной группе

Декарбоксилирование карбоновых кислот легко протекает, если в a-положении к карбоксилу находится электроноакцепторная группа как, например, СООН (см. главу Дикарбоновые кислоты), NO2, CCl3 и другие. В аминокислотах таким электроноакцептором служит аммониевая группа NH3 + . Реакцию осуществляют при нагревании a-аминокислот в присутствии солей Cu(II) и поглотителей углекислого газа (Ba(OH)2).

В живых организмах этот процесс протекает под действием ферментов – декарбоксилазы и пиридоксальфосфата и приводит к образованию биогенных аминов.

В присутствии окислителей дезаминирование не останавливается на стадии образования амина, протекает окисление аминогруппы до иминогруппы и последующий гидролиз с образованием альдегида.

Этерификация аминокислот спиртами катализируется газообразным хлороводородом. Образующиеся при этом аммониевые соли сложных эфиров аминокислот превращают в нейтральные соединения, действуя на них органическими основаниями, например, триэтиламином.

Наличие двух функциональных групп в молекуле аминокислоты обусловливает реакцию межмолекулярного ацилирования с образованием амидов. Образующаяся связь называется пептидной, а соединения – пептидами или полипептидами. (см. Белки).

Отношение аминокислот к нагреванию

Аминокислоты с различным взаимным расположением амино- и карбоксильных групп при нагревании ведут себя различно. α-Аминокислоты димеризуются и образуют циклические продукты дикетопиперазины. При этом протекает взаимное ацилирование аминогруппы одной молекулы аминокислоты карбоксильной группой другой молекулы.

γ -Аминокислоты при нагревании превращаются в лактамы – продукты внутримолекулярного ацилирования аминогруппы карбоксилом.

β-Аминокислоты отщепляют молекулу аммиака и дают α,β-непредельные кислоты.

Замыкание β-лактамного цикла происходит при взаимодействии β-аминокислот с дициклогексилкарбодиимдом (ДЦК).

Нингидринная реакция (реакция Руэманна)

При кратковременном нагревании α-аминокислот с нингидрином в воде наблюдается изменение окраски раствора с бесцветного на фиолетовый за счет образования нингидринного пигмента (пурпура Руэманна). Эта качественная реакция используется для визуальной идентификации a-аминокислот на тонкослойных и бумажных хроматограммах.

α-Аминокислоты образуют с катионами металлов внутрикомплексные соли. Например, глицин реагирует со свежеосажденным гидроксидом меди, давая синий раствор глицината меди.

Подобно ариламинам ароматические аминокислоты алкилируются, ацилируются и диазотируются по аминогруппе. Аналогично другим замещенным карбоновым кислотам, ароматические аминокислоты превращаются в сложные эфиры и амиды по карбоксильной группе. Обратим внимание на некоторые специфические свойства антраниловой кислоты, позволяющие использовать ее в органическом синтезе. Так, она является исходным соединением в одном из самых удобных методов генерации дегидробензола. Диазотирование антраниловой кислоты алкилнитритами дает цвиттер-ионную соль диазония, которая термически или фотохимически разлагается с образованием дегидробензола.

В промышленности из антраниловой кислоты синтезируют индиго – синий кубовый краситель.

Реакции на белки и аминокислоты

Присутствие белков в биологических объектах или растворах можно определить с помощью цветных реакций, протекание которых обусловлено наличием в белке специфических групп и пептидных связей.

Реактивы: водный раствор яичного белка (белок одного куриного яйца отделяют от желтка, растворяют в 15–20-кратном объеме дистиллированной воды, затем раствор фильтруют через марлю, сложенную в 3–4 слоя, и хранят в холодильнике;10 %-й раствор гидроксида натрия; 30 %-й раствор гидроксида натрия; 1 %-ный раствор сульфата меди; 1 %-й раствор ацетата свинца; концентрированная азотная кислота; 0,5 %-й раствор нингидрина.

Оборудование: пробирки; водяная баня или спиртовка.

Задание 1. Биуретовая реакция.

В щелочной среде белки, а также продукты их гидролиза – пептиды дают фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание с солями меди. Реакция обязана наличию пептидных связей в белках:

Интенсивность окраски зависит от длины полипептида.

Ход работы

  1. В пробирку налейте 5 капель раствора яичного белка, затем 10 капель 10 %-го раствора щелочи.
  2. Добавьте 1–2 капли раствора сульфата меди, смесь перемешайте. Появляется красно-фиолетовое окрашивание.

Задание 2. Ксантопротеиновая реакция.

Реакция характерна для некоторых ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана), а также для пептидов, их содержащих. При действии азотной кислоты образуется нитросоединение желтого цвета. Далее нитропроизводные могут реагировать со щелочью с образованием натриевой соли, имеющей желто-оранжевое окрашивание:

Ход работы

Данную работу необходимо выполнять в вытяжном шкафу, соблюдая особую осторожность!

  1. В пробирку налейте 5 капель раствора яичного белка и ОСТОРОЖНО по стенке прибавьте 3–4 капли концентрированной азотной кислоты.
  2. Смесь осторожно нагрейте. Выпадает осадок, который окрашивается в желтый цвет.
  3. После охлаждения в пробирку ОСТОРОЖНО по стенке прилейте 10 капель 30 %-го раствора NaOH, желтая окраска переходит в оранжевую.

Задание 3. Реакция на серусодержащие аминокислоты (реак ция Фоля).

В остатках серусодержащих аминокислот цистеина и цистина сера при щелочном гидролизе отщепляется, образуя сульфиды. Сульфиды, взаимодействуя с ацетатом свинца, образуют осадок сульфида свинца черного или буро-черного цвета.

Ход работы

  1. В пробирке смешайте 5 капель раствора яичного белка, 5 капель 30 %-го раствора щелочи и 2 капли раствора ацетата свинца.
  2. Смесь осторожно нагрейте на спиртовке до кипения и кипятите. Через некоторое время появляется буровато-черное или черное окрашивание.

Задание 4. Нингидриновая реакция.

Реакция характерна для аминогрупп в α-положении и обусловлена наличием α-аминокислот в молекуле белка. При нагревании белка с водным раствором нингидрина аминокислоты окисляются и распадаются, образуя двуокись углерода, аммиак и соответствующий альдегид. Восстановленный нингидрин конденсируется с аммиаком и окисленной молекулой нингидрина, образуя соединение фиолетово-синего цвета:

Читайте так же:  Протеин рейтинг топ лучших

Ход работы

В пробирку вносят 5 капель 1 %–го раствора яичного белка, добавляют по 3 капли 0,5 %-го раствора нингидрина и нагревают до кипения. Через 2–3 минуты появляется розовое, красное, а затем сине-фиолетовое окрашивание.

Оформление результатов

Оформите проведенные исследования в виде таблицы.

Реакции на белки и аминокислоты

Биологически важные реакции α-аминокислот

Дезаминирование (удаление NH2 группы)

неокислительн ое (без участия кислорода):

окислительное (с участием ферментов дегидрогеназ и кофермента НАД+ или НАДФ+):

Трансаминирование (переаминирование). Это основной путь биосинтеза a-аминокислот из a-оксокислот. Донором аминогруппы служит a-аминокислота, имеющаяся в клетках в достаточном количестве или избытке, а ее акцептором – a-оксокислота.

Реакция протекает в присутствии фермента трансаминазы и кофермента пиридоксальфосфата.

Процесс декарбоксилирования a-аминокислот ведет к образованию биогенных аминов. Биогенные амины в организме выполняют важные биологические функции.

Например, g-аминомасляная кислота принимает участие в обменных процессах, происходящих в головном мозге, является нейромедиатором. В медицинской практике под названием гаммалон, или аминалон, применяется при лечении нервно-психических заболеваний.

Например, ферментативное гидроксилирование фенилаланина:

При генетически обусловленном отсутствии в организме фермента, катализирующего этот процесс, развивается тяжелое заболевание — фенилкетонурия.

Качественные реакции на аминокислоты и белки

Цель работы: изучить строение и свойства аминокислот и белковых веществ сырья и готовых продуктов. Освоить методы определения белковых веществ в пищевых продуктах.

[1]

Объекты исследования: глицин, β-аланин, желатин, молоко, яйцо (раствор белка).

Качественные цветные реакции на аминокислоты

Задание для выполнения: провести качественные реакции на карбоновые аминокислоты – нингидриновую реакцию, реакцию Фоля, биуретовую реакцию.Провести цветную реакцию на циклические аминокислоты – ксантопротеиновую реакцию.

1.2.1.1 Нингидриновая реакция

Принцип реакции: в результате взаимодействия α-аминокислоты с нингидрином (трикетогидринденгидратом) образуется окрашенное комплексное соединение.

При нагревании (до температуры 70 °С) α-аминокислоты окисляются нингидрином и подвергаются окислительному дезаминированию с образованием аммиака и декарбоксилированию с образованием альдегида и диоксида углерода СО2, а нингидрин восстанавливается:

Восстановленный нингидрин, конденсируясь с аммиаком и окисленным нингидридом, образует соединение, которое, енолизируясь, переходит в окрашенную форму, имеющую сине-фиолетовый цвет.

В присутствии органических растворителей, на которых готовят раствор нингидрина (ацетон, этанол), возможно протекание побочной реакции с образованием соединения, содержащего в своем составе радикал (R) аминокислоты:

Наличие радикала аминокислоты в составе этого соединения обусловливает различную окраску (красную, жёлтую, голубую) соединений, возникающих при реакции аминокислот с нингидрином.

Реакция с нингидрином является специфической для аминокислот, содержащих α-аминогруппу, и характерна как для некоторых карбоновых, так и циклических аминокислот. В реакции глицина с нингидрином образуется комплексное соединение, имеющее сине-фиолетовую окраску.

Материалы и реактивы: водный 1%-ный раствор глицина, 0,1%-ный раствор нингидрина в 95%-ном растворе ацетона.

Оборудование: стеклянные палочки, пробирки, капельницы, водяная баня, термометр лабораторный, часы, штатив для пробирок.

Порядок выполнения работы: в пробирку вносят 5 капель раствора глицина (исследуемого продукта) и 2 капли раствора нингидрина. Содержимое пробирки тщательно перемешивают на водяной бане при температуре 70 °С в течение 5 мин.

В пробирке появляется сине-фиолетовая окраска.

Реакция Фоля на «слабосвязанную» серу цистеина

И цистина

Принцип реакции: при кипячении цистеина и цистина в щелочной среде от них легко отщепляется сера в виде сероводорода, который в щелочной среде образует сульфид натрия. Для цистеина уравнение реакции имеет вид:

Образование сульфида натрия можно обнаружить с помощью ионов тяжелых металлов, например, ионов свинца, образующих с ионами серы нерастворимый сульфид свинца чёрного цвета. Для выявления сульфида серы можно использовать ацетат свинца, который при взаимодействии с гидроксидом натрия образует плюмбит натрия. В свою очередь, плюмбит натрия, реагируя с сульфидом натрия, приводит к образованию сульфида свинца:

Материалы и реактивы : водный 0,01%-ный раствор цистеина, реактив Фоля (к 10%-ному раствору ацетата свинца добавляют 10%-ный раствор гидроксида натрия до растворения образовавшегося осадка), концентрированный раствор гидроксида натрия.

Оборудование: стеклянные палочки, штатив с пробирками, пипетки, водяная баня, часы.

Порядок выполнения работы: в пробирку вносят 1 см 3 раствора цистеина (исследуемого вещества), 2 см 3 концентрированного раствора гидроксида натрия и 1 см 3 реактива Фоля. Смесь тщательно перемешивают и кипятят на водяной бане 2 мин. Через 3…5 мин выпадает бурый или чёрный осадок сульфида свинца.

Дата добавления: 2018-10-26 ; просмотров: 333 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Цветные реакции на белки и аминокислоты

Исследуемый материал Окраска продукта Реагирующая группа
Биуретовая реакция
Вода
Казеин
Яичный белок
Желатин
Аминокислота
Нингидриновая реакция
Вода
Казеин
Яичный белок
Желатин
Аминокислота
Ксантопротеиновая реакция
Казеин
Яичный белок
Желатин
Фенол
Реакция Фоля (на слабосвязанную серу)
Вода
Казеин
Яичный белок
Желатин

НИНГИДРИНОВАЯ РЕАКЦИЯ. В этой реакции растворы белка, полипептидов, пептидов и свободных α-аминокислот при нагревании с нингидрином дают синее, сине-фиолетовое или розово-фиолетовое окрашивание. Окраска в этой реакции развивается за счет α-аминогруппы. Реакция протекает в две стадии.

Нингидрин Аминокислота Кетимин

Нингидрин образует с аминокислотами соединения с двойной связью между углеродом и азотом, называемые иминами или основаниями Шиффа.

Альдимин Промежуточный амин Альдегид

Эти соединения обладают высокой реакционной способностью. Дальнейшее превращение их приводит к промежуточному амину, который может реагировать со второй молекулой нингидрина, давая соединение окрашенное в сине-фиолетовый (пурпурный) цвет – сине-фиолетовый (пурпурный) Руэмана.

Очень легко реагируют с нингидрином a-аминокислоты. Наряду с ними сине-фиолетовый Руэмана образуют также белки, пептиды, первичные амины, аммиак и некоторые другие соединения. Вторичные амины, например пролин и оксипролин, дают желтую окраску.

Читайте так же:  Жиросжигатель липо 6 блэк херс

Нингидриновую реакцию широко используют для обнаружения и количественного определения аминокислот.

ХОД РАБОТЫ. Берут пять пробирок, и вносят по 1 мл: в первую воды, во вторую – раствора казеина, в третью – раствора яичного белка, в четвертую – раствора желатины, в пятую – раствора аминокислоты (глицина). Затем в каждую пробирку добавляют по 10-12 капель раствора с массовой долей нингидрина в ацетоне или этаноле 1 %. Содержимое каждой пробирки перемешивают встряхиванием и ставят их в кипящую водяную баню на 3-5 мин. Записывают химизм реакции, схему постановки опыта, строение окрашенных соединений. Результаты вносят в табл. 1.

КСАНТОПРОТЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ. Эта реакция указывает на наличие в белках остатков ароматических аминокислот – тирозина, фенилаланина, триптофана. Основана на нитровании бензольного кольца радикалов этих аминокислот с образованием нитросоединений, окрашенных в желтый цвет (греческое «Ксантос» – желтый). На примере тирозина эту реакцию можно описать в виде следующих уравнений.

Тирозин Нитротирозин

+ Н2О
Видео (кликните для воспроизведения).

Нитротирозин Натриевая соль нитротирозина

В щелочной среде нитропроизводные аминокислот образуют соли хиноидной структуры, окрашенные в оранжевый цвет.

Ксантопротеиновую реакцию дают бензол и его гомологи, фенол и другие ароматические соединения.

ХОД РАБОТЫ. Берут четыре пробирки и вносят по 1 мл: в первую раствора казеина, во вторую – раствора яичного белка, в третью – раствора желатины, в четвертую – раствора фенола. Во все пробирки добавляют по 10 капель концентрированной азотной кислоты. Содержимое перемешивают встряхиванием и пробирки помещают в кипящую водяную баню на 5-8 мин. Под действием кислоты появляется осадок белка, который при нагревании окрашивается в желтый цвет. После бани пробирки выдерживают при комнатной температуре 4-5 мин и записывают окраску содержимого. Затем в каждую пробирку прибавляют по 1 мл раствора с массовой долей гидроксида натрия 30 % (или другую щелочь). Содержимое пробирок перемешивают встряхиванием, окраску записывают. Работу оформляют в соответствии с табл.1.

РЕАКЦИЯ ФОЛЯ (на слабосвязанную серу). Этой реакцией открывают в белках радикалы цистеина содержащие как свободные –SH (тиоловые) радикальные группы, так и окисленные с образованием дисульфидных (-S-S-) связей цистина.

При нагревании белка, содержащегося в молекуле остатки цистеина и цистина, с концентрированным раствором щелочи и ацетатом (или другой растворимой солью) свинца (реактив Фоля) образуется бурое или черное окрашивание. Это объясняют тем, что под действием щелочи от радикалов цистеина отщепляется сера в виде иона со степенью окисления минус два, который, взаимодействуя с ионом свинца (II), дает бурый или черный нерастворимый осадок сульфида свинца. Белки, в составе которых нет цистина и цистеина, реакцию Фоля не дают. Химизм процесса можно описать следующими реакциями:

Ацетат свинца Ацетат натрия

При нагревании со щелочью часть белка подвергается гидролизу. Кроме того происходит отщепление части аминогрупп (реакция дезаминирования) в виде аммиака, который можно обнаружить по запаху и посредством смоченной водой красной лакмусовой бумажки, поднесенной к отверстию пробирки (не касаться стенок!).

ХОД РАБОТЫ. Берут четыре пробирки и вносят по 1 мл: в первую воды, во вторую – раствора казеина, в третью – раствора яичного белка, в четвертую – раствора желатины. В каждую пробирку добавляют по 1 мл раствора с массовой долей гидроксида натрия 30 % и по 6-8 капель раствора с массовой долей ацетата свинца 5 %, или можно приготовить реактив Фоля на всю подгруппу и добавить по 1 мл в каждую пробирку приготовленного раствора. Содержимое перемешивают встряхиванием, и пробирки помещают в кипящую водяную баню на 5-7 мин. Окраску содержимого пробирок записывают. Результаты оформляют в табл. 1.

РЕАКТИВЫ.Вода дистиллированная (в дальнейшем вода); растворы с массовыми долями: казеина 1 %, желатины 1 %, яичного белка 1 %, сульфата меди 1 %, гидроксида натря 10 и 30 %, глицина (или другой аминокислоты) 0,1 %, фенола 0,1 %, ацетата свинца 5 %, нингидрина в ацетоне или этаноле 1 %; концентрированная азотная кислота.

Реактив Фоля готовят в пробирке перед определением. В пробирку вносят 1 мл 5 % раствора ацетата свинца и небольшими порциями (по 1,5-2 мл) приливают 30 % раствор гидроксида натрия с интервалом 30 сек, каждый раз, перемешивая, до растворения молочно-белого хлопьевидного осадка появившегося после внесения первой порции гидроксида натрия.

1. Общая характеристика пептидов, полипептидов, белков и их строения.

2. Как соединяются аминокислоты в молекуле белка и за счет каких групп? Соедините Ала, Цис, Сер.

3. Перечислите цветные реакции на белки и аминокислоты.

4. Какая реакция открывает пептидные связи? Её химизм.

[2]

5. Что характеризуют цвет и интенсивность окраски при положительной биуретовой реакции?

6. Что открывает нингидриновая реакция? Её химизм.

7. Назовите аминокислоты имеющие в радикале бензольное кольцо. Какой реакцией можно обнаружить ароматические аминокислоты? Её химизм.

8. Назовите аминокислоты содержащие серу. Какую из них обнаруживает реакция Фоля? Химизм реакции.

9. Какую цветную реакцию используют для количественного определения белков в растворе и почему?

10. Какую цветную реакцию используют для количественного определения α-аминокислот и почему?

Дата добавления: 2015-02-13 ; просмотров: 10776 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Цветные реакции на белки и аминокислоты. Белки при взаимодействии с некоторыми химическими веществами дают окрашенные соединения

Белки при взаимодействии с некоторыми химическими веществами дают окрашенные соединения. Образование этих соединений происходит при участии радикалов аминокислот, их специфических групп или пептидных связей. Цветные реакции позволяют установить наличие белка в биологическом объекте или растворе и доказать присутствие определенных аминокислот в белковой молекуле. На основе цветных реакций разработаны некоторые методы количественного определения белков и аминокислот.

Читайте так же:  Аргинин польза для мужчин

Универсальными считают биуретовую и нингидриновую реакции, так как их дают все белки. Ксантопротеиновая реакция, реакция Фоля и др. являются специфическими, так как они обусловлены радикальными группами определенных аминокислот в молекуле белка.

Цветные реакции позволяют установить наличие белка в исследуемом материале и присутствие определенных аминокислот в его молекулах.

На основании некоторых цветных реакций разработаны методы количественного определения белков и аминокислот.

БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ. Реакция обусловлена наличием в белках, пептидах, полипептидах пептидных связей, которые в щелочной среде образуют с ионами меди (II) комплексные соединения, окрашенные в фиолетовый (с красным или с синим оттенком) цвет. Окраска обусловлена наличием в молекуле не менее двух групп -CO-NH-, связанных непосредственно между собой или при участии атома углерода или азота.

Образующееся в щелочной среде комплексное соединение меди (II) с пептидными группами имеет следующее строение:

+ NaOH (избыток), + Cu 2+

Ионы меди (II) соединяются двумя ионными связями с группами =С─О ˉ и четырьмя координационными связями с атомами азота (=N―).

Итенсивность окраски зависит от количества белка в растворе. Это позволяет использовать данную реакцию для количественного определения белка. Цвет окрашенных растворов зависит от длины полипептидной цепи. Белки дают сине-фиолетовое окрашивание; продукты их гидролиза (поли- и олигопептиды) – красную или розовую окраску. Биуретовую реакцию дают не только белки, пептиды и полипептиды но и биурет (NH2-CO-NH-CO-NH2) , оксамид (NH2-CO-CO-NH2), гистидин.

ХОД РАБОТЫ. Берут пять пробирок и вносят по 1 мл : в первую воды, во вторую – раствора казеина, в третью – раствора яичного белка, в четвертую – раствора желатины, в пятую – раствора α-аминокислоты. В каждую пробирку добавляют по 2 мл раствора гидроксида натрия 10 % и по 5-6 капель раствора с массовой долей сульфата меди 1 %. Содержимое каждой пробирки перемешивают встряхиванием и оставляют при комнатной температуре на 10 минут для развития окраски.При малом содержании белка чувствительность реакции можно повысить путем наслоения на раствор белка в щелочи 1 мл раствора с массовой долей сульфата меди 1 %.

Результаты этой и всех других цветных реакций на белки и аминокислоты вносят в табл. 1. Таблица 1.

Дата добавления: 2015-02-13 ; просмотров: 4083 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

лабораторная работа 1 АМИНОКИСЛОТЫ стац.Би. лабораторная работа 1 АМИНОКИСЛОТЫ стац. Качественные реакции на аминокислоты и белки

Название Качественные реакции на аминокислоты и белки
Анкор лабораторная работа 1 АМИНОКИСЛОТЫ стац.Би.rtf
Дата 28.01.2017
Размер 3.97 Mb.
Формат файла
Имя файла лабораторная работа 1 АМИНОКИСЛОТЫ стац.Би.rtf
Тип Документы
#857
Подборка по базе: При отсутствии реакции на ток до 100 мкА можно предположить след, Скоростью химической реакции называют изменение количества реаги, М 2.Теория. Окислительно- восстановительные реакции..docx, Практическое занятие. Окислительно- восстановительные реакции..d, Практическое занятие. Окислительно- восстановительные реакции..d, Термоядерные реакции.ppt, Анафилактоидные реакции.pptx, аллергические реакции.docx, Серологические реакции не ред.pptx, Серологические реакции не ред.pptx.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ
Цель работы: изучить качественные реакции, используемые для обнаружения белков и определения их аминокислотного состава
Цветные реакции
Для обнаружения белка применяют цветные реакции, которые делят на два типа: общие или универсальные и специфические. К универсальным реакциям относятся биуретовая (на пептидную связь) и нингидрировая (на α-аминокислоты). С их помощью можно обнаружить любой белок. К специфическим относятся реакции на отдельные аминокислоты, которые позволяют обнаружить специфические функциональные группы в составе радикалов аминокислот.Цветные реакции на белки лежат в основе методов установления белковой природы веществ, изучения аминокислотного состава и количественного содержания белков.
Работа 1. Биуретовая реакция (реакция Пиотровского).

В щелочной среде белки, а также продукты их гидролиза (полипептиды) дают фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание с сульфатом меди. Реакция обусловлена присутствием в балках пептидных связей, которые образуют окрашенные солеобразные комплексные соединения. Интенсивность окраски зависит от количества пептидных связей в молекуле и количества медной соли.

Свое название реакция получила от производного мочевины – биурета, который дает эту реакцию. Биурет образуется при нагревания мочевины с отщеплением от нее аммиака:
1


Две молекулы диенольной формы биурета взаимодействуют с образующимся в щелочной среде гидроксидом меди (II). Продуктом реакции является комплексное соединение (окрашенная медно-натриевая соль биурета), в котором координационные связи образованы за счет электронных пар атомов азота иминных групп:

1

Подобным образом построены окрашенные медно-натриевые соли пептидов и белков.

Биуретовую реакцию дает также аспарагин (амид аспарагиновой кислоты) и аминокислоты гистидин, серии, треонин.

Ход работы. В одну пробирку наливают 10-12 капель раствора яичного или растительного белка, в другую насыпают 20-30 мг мочевины и нагревают на спиртовке до исчезновения запаха аммиака и охлаждают. В обе пробирки добавляют по 10 капель 10-процентного раствора гидроксида натрия и по 1-2 капли 1-процентного раствора сульфата меди (II). В обеих пробирках появляется сине-фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание.
Работа 2. Нингидриновая реакция.

Белки, полипептиды и аминокислоты при нагревании с нингидрином дают синее и сине-фиолетовое окрашивание. Нингидриноваяреакция обусловлена наличием α-аминокислот и является одной из наиболее чувствительных для обнаружения α-аминогрупп.

Сущность реакции заключается в том, что α-аминокислоты и пептиды, реагируя с нингидрином, подвергаются окислительному дезаминированию и декарбоксилированию:

Восстановленный нингидрин взаимодействует с аммиаком и второй молекулой нингидрина, в результате чего образуется сложное окрашенное соединение мурексидного строения:
1


Ход работы. В две пробирки наливают: в одну 10 капель раствора яичного или растительного белка, в другую 10 капель 0,1-процентного раствора глицина. В каждую из них добавляют по 2-3 капли 0,1-процентного раствора нингидрина и нагревают. Через 1-2 мин появляется розовое, затем красное, а затем синее окрашивание.
Работа 3. Ксантопротеиновая реакция (реакция Мульдера)

При нагревании растворов большинства белков с концентрированной азотной кислотой образуется желтое окрашивание, переходящее в щелочном растворе в оранжевое.

Реакция обусловлена присутствием циклических аминокислот, которые при взаимодействии с азотной кислотой образуют нитропроизводные желтого цвета, например:
1


Продукты нитрования циклических аминокислот, реагируя с едким натром или гидроксидом аммония, образуют соответствующие соли, имеющие оранжевую окраску:
1
Ход работы. В пробирку наливают 8-10 капель яичного или растительного белка, добавляют З-5 капель концентрированной азотной кислоты и нагревают. В пробирке появляется желтое окрашивание. После охлаждения к смеси добавляют избыток концентрированного раствора аммиака или 30-процентного раствора гидроксида натрия. Желтая окраска переходит в оранжевую.
Работа 4. Реакция на тирозин (реакция Миллона)

Нагревание большинства белков с реактивом Миллона (раствор нитратов и нитритов ртути (I) и (II) в азотной кислоте) приводит к образованию красного осадка.

Реакция обусловлена присутствием в белке аминокислоты тирозина, которая при взаимодействии с реактивом Миллона дает нитрозопроизводное, ртутное соединение которого окрашено в красный цвет:
1


Ход работы.К 8-10 каплям раствора белка добавляют 2-3 капли реактиваМиллона и осторожно нагревают. Жидкость окрашивается в красный цвет и выпадает красно-коричневый осадок.
Работа 5. Диазореакция на гистидин и тирозин (реакция Паули)

При добавлении к щелочному раствору белка диазореактива жидкость приобретает оранжево-красное окрашивание.

Реакция обусловлена присутствием в белке аминокислот гистидина и тирозина, которые, реагируя с диазобензолсульфокислотой,образуют азокраситель красного цвета:
1


Ход работы. К свежеприготовленному диазореактиву (3 капли 1-процентного раствора сульфаниловой кислоты в 2-процентном растворе соляной кислоты и 3 капли 5-процентного раствора нитрита натрия) добавляют 6-8 капель раствора белка и после перемешивания 3-5 капель 10-процентного раствора карбоната натрия. Развивается интенсивная красная окраска.

Работа 6. Реакции на триптофан

Реакции основаны на способности триптофана в кислой среде вступать во взаимодействие с альдегидами, образуя при этом окрашенные продукты конденсации.

а) Реакция Адамкевича. Взаимодействие триптофана с глиоксиловой кислотой (которая всегда присутствует в ледяной уксусной кислоте) приводит к образованию соединения красно-фиолетового цвета:
1

Ход работы. К 5-6 каплям раствора белка добавить 5 капель концентрированной уксусной кислоты, слегка подогреть и подслоить (осторожно. по стенке наклоненной пробирки) равный объем концентрированной серной кислота. На границе двух слоев жидкости появляется красно-фиолетовое кольцо.

б) Реакция Шульца-Распайля. Триптофан, взаимодействуя с оксиметилфурфуролом (образующимся при гидролизе сахарозы и обезвоживании моносахаридов под действием концентрированной серной кислоты) образует комплекс вишнево-красного цвета.

Ход работы.К 5-6 каплям раствора белка приливают 1 каплю 10- процентного раствора сахарозы и подслаивают 1 мл концентрированной серной кислоты. На границе раздела жидкостей появляется вишнево-красное окрашивание.
Работа 7. Реакция Фоля на содержащие серу аминокислоты

Нагревание белка со щелочью и плюмбитом приводит к появлению бурого или черного осадка. Реакция обусловлена наличием в белке содержащих серу аминокислот, которые под действием щелочи разрушаются с образованием сульфида щелочного металла; последний с плюмбитом дает осадок сульфида свинца:

1

А. Цветные реакции на белки и аминокислоты

Белки — полимерные соединения, построенные из аминокислот, которые соединены между собой пептидными связями. Аминокислоты – производные карбоновых кислот, у которых три валентности a-углеродного атома всегда образованы одним атомом водорода (—H), аминогруппой (—NH2) и карбоксильной группой (—COOH). Четвертая валентность может быть образована одним атомом водорода (—Н у глицина) или группировкой атомов, называемой радикалом аминокислот (—R). В составе радикалов многие аминокислоты имеют реакционно-способные (функциональные) группы. Например:

1. Сульфгидрильная группа (—SH) у цистеина.

2. Тиометильная группа (—S–CH3) у метионина.

3. Гидроксильная группа (-ОН) у серина, треонина и тирозина.

Цель работы

Провести цветные реакции с двумя растворами (I и II)[*], один из которых содержит овальбумин (яичный белок), а другой – желатину (овальбумин содержит все 20 аминокислот, а желатина только 17), и определить, в каком растворе содержится овальбумин, а в каком – желатина.

Принцип метода

Ряд химических реактивов специфически взаимодействуют (реагируют) с функциональными группами аминокислот (как свободных, так и в составе пептидов или белков) в результате чего развивается специфическое окрашивание. Такие реакции называют цветными реакциями. Интенсивность окраски в цветных реакциях пропорциональна количеству реагирующих функциональных групп. Поэтому цветные реакции могут быть использованы для качественного и количественного определения белков, для определения присутствующих в них аминокислот или для анализа состава белков.

1) биуретовой реакцией определяют наличие пептидных групп в олигопептидах и в белках (универсальная для любых белков).

2) нингидриновой реакцией определяют наличие a-аминогрупп в свободных аминокислотах, а также в аминокислотах олигопептидов и белков (универсальная для любых белков).

3) ксантопротеиновой реакцией определяют наличие в белках ароматических аминокислот.

4) реакцией Фоля определяют наличие в составе белков серосодержащей аминокислоты – цистеина.

Выполнение работы

Реакция № пробирок Ход определения Окраска Чем обусловлена реакция
Биуретовая Раствор I — 5 капель, 10% NaOH — 5 капель, 1 % CuSO4 — 1 капля
Раствор II — 5 капель, 10% NaOH — 5 капель, 1 % CuSO4 — 1 капля
Нингидри- новая Раствор I — 5 капель, 1% раствор нингидрина в ацетоне — 2 капли, нагревают
Раствор II — 5 капель, 1% раствор нингидрина в ацетоне — 2 капли, нагревают
Ксанто-протеиновая Раствор I — 5 капель, конц. HNO3 — 3 капли, осторожно нагревают
Раствор II — 5 капель, конц. HNO3 — 3 капли, осторожно нагревают
Фоля Раствор I — 5 капель, 30 % NaOH — 5 капель, 5 % (CH3COO)2Pb — 1 капля, нагревают до кипения
Раствор II — 5 капель, 30 % NaOH — 5 капель, 5 % (CH3COO)2Pb — 1 капля, нагревают до кипения

Студенты могут проводить указанные цветные реакции на 4-х предметных стеклах[†]:

На один край каждого стекла наносят 1 каплю раствора I, на другой – раствора II.

[3]

Биуретовая реакция. К белкам на первом стекле последовательно добавляют 1 каплю 10% NаOH и 1 каплю 1% CuSO4, аккуратно перемешивая стеклянной палочкой.

Нингидриновая реакция. К белкам на втором стекле добавляют 1 каплю раствора нингидрина. Перемешивают. Осторожно нагревают до кипения.

Ксантопротеиновая реакция. К белкам на третьем стекле добавляют 1 каплю концентрированной HNO3. Перемешивают. Осторожно нагревают.

Реакция Фоля. К белкам на четвертом стекле добавляют 1 каплю 30% NaOH и 1 каплю (CH3OO)2Pb. Нагревают до кипения.

Выводы

Заполнить таблицу, сравнить полученные окраски, определить, в каком растворе овальбумин, а в каком – желатина и обосновать этот выбор.

Б. Реакции осаждения и денатурации белков

Существуют белки растворимые и нерастворимые в воде. Коллоидные растворы белков относительно устойчивы. Эта устойчивость обусловлена тем, что белковые молекулы имеют одинаковый электрический заряд и упакованы так, что на их поверхности находится большое количество гидрофильных полярных групп. Вследствие этого вокруг белковой молекулы формируется плотная многослойная водная оболочка, называемая гидратной оболочкой. Гидрофобные радикалы аминокислот упрятаны внутрь глобулы.

Изменение зарядов белковых молекул и/или снятие гидратной оболочки приводит к агрегации белковых молекул и выпадению их в осадок. При нагревании молекулы белков денатурируют, теряют свою нативную структуру, разворачиваются, но остаются во взвешенном состоянии, что проявляется в помутнении разбавленного белкового раствора.

Реакции осаждения белков используют для экспресс обнаружения белка в биологических жидкостях (например, в моче), для получения безбелковых растворов (например, при выделении ДНК из животных тканей), при разделении белковых фракций в процессе выделения и очистки белков.

Провести реакции осаждения белков, используя различные воздействия.

Для осаждения белка нужно лишить его стабилизирующих факторов: снять заряд, удалить гидратную оболочку или разрушить третичную структуру (денатурировать), используя различные химические реагенты или нагревание.

Используют раствор овальбумина.

Реакции осаждения Ход работы*
Читайте так же:  Фитнес формула л карнитин как принимать
Наблюде-ния Чем обусловле-на реакция Нагреванием В пробирку вносят 10 капель яичного белка (см. предыдущую работу). Нагревают. Концентрирован-ными минеральными кислотами: азотной В пробирку вносят 20 капель HNO3 конц. Наклоняют пробирку под углом 45 о и осторожно по стенке наслаивают на кислоту 20 капель белка. Смотрят на просвет. Перемешивают. Органическими кислотами: трихлоруксусной (ТХУ) В пробирку вносят 10 капель белка. Добовляют 5 капель 10% раствора ТХУ. Перемешивают. Солями тяжелых металлов: меди В пробирку вносят 5 капель раствора белка. Прибавляют 1 каплю 7% раствора CuSO4. Перемешивают . Солями тяжелых металлов: серебра В пробирку вносят 5 капель раствора белка. Прибавляют 2 капли 1% раствора AgNO3. Перемешивают. Органическими растворителями: ацетон. В пробирку вносят 10 капель белка. Прибавляют 20 капель ацетона. Перемешивают.

* На предметных стеклышках все реактивы наносят по 1 капле и перемешивают стеклянной палочкой

1. нагревание вызывает денатурацию белка, сопровождающуюся помутнением раствора

2. минеральные и органические кислоты вызывают дегидратацию и перезарядку части белковых молекул, сопровождающуюся их денатурацией

3. тяжелые металлы вызывают денатурацию белка, что обусловлено адсорбцией тяжелых металлов на поверхности белковой молекулы и образованием нерастворимого комплекса

4. органические растворители снимают гидратную оболочку и понижают устойчивость белка в растворе. Но осадок выпадает только в нейтральных и слабо кислых растворах. Длительное действие органического растворителя вызывает денатурацию белка.

Выводы

Тестовые задания по теме: «Аминокислоты и простые белки»

1) Ответить на каждый вопрос однозначно: «да» или «нет»

1. Аспарагин содержит амидную группу.

2. Наличие электрических зарядов стабилизирует белковые молекулы в растворе.

3. Ксантопротеиновая реакция характерна для циклических аминокислот.

4. Смесь свободных аминокислот дает положительную нингидриновую реакцию.

5. Высаливание белков наиболее эффективно в изоэлектрической точке.

6. Аминокислота серин содержит свободную гидроксильную группу.

Читайте так же:  Витамины в продуктах питания таблица

7. Обладают ли валин, лейцин и изолейцин гидрофобными свойствами?

8. Все ли белки растворимы в воде?

9. Разрываются ли пептидные связи при тепловой денатурации белка?

10. Дает ли смесь свободных аминокислот положительную биуретовую реакцию?

11. Входит ли орнитин в состав природных белков?

12. Можно ли рассматривать метионин как производное масляной кислоты?

2) Выбрать один правильный ответ

К неполярным (гидрофобным) аминокислотам относится: серин треонин лизин валин цистеин Биуретовая реакция не дает окраски с: простыми белками дипептидами трипептидами альбуминами желатиной

3) Найти соответствие:

Видео (кликните для воспроизведения).

Дата добавления: 2016-10-30 ; просмотров: 1809 | Нарушение авторских прав

Источники


  1. Педагогика физической культуры и спорта. — М.: Academia, 2010. — 336 c.

  2. Онипко, В.Д. Книга для больных сахарным диабетом / В.Д. Онипко. — Москва: Огни, 2001. — 192 c.

  3. Эвенштейн З. М. Популярная диетология; Экономика — Москва, 1989. — 319 c.
Реакции на белки и аминокислоты
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here