Реакция на ароматические аминокислоты

Важная и проверенная информация на тему: "реакция на ароматические аминокислоты" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Реакция на ароматические 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

[3]

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.

Реакция на ароматические аминокислоты

Аминокислоты классифицируют по следующим структурным признакам.

I. Классификация по взаимному положения функциональных групп

В зависимости от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп аминокислоты подразделяют на α- , b- , g- , d- , e- и т. д.

Греческая буква при атоме углерода обозначает его удаленность от карбоксильной группы.

II. Классификация по строению бокового радикала (функциональным группам)

Алифатические аминокислоты

Оксимоноаминокарбоновые кислоты (содержат-ОН-группу): серин, треонин.

Моноаминодикарбоновые кислоты (содержат СООН-группу): аспартат, глутамат (за счёт второй карбоксильной группы несут в растворе отрицательный заряд).

Амиды моноаминодикарбоновых кислоты (содержат NH2СО-группу): аспарагин, глутамин.

Диаминомонокарбоновые кислоты (содержат NH2-группу): лизин, аргинин (за счёт второй аминогруппы несут в растворе положительный заряд).

Ароматические аминокислоты: фенилаланин, тирозин, триптофан.

Гетероциклические аминокислоты: триптофан, гистидин, пролин.

Иминокислоты аминокислоты: пролин.

III. Классификация по полярности бокового радикала (по Ленинджеру)

Выделяют четыре класса аминокислот, содержащих радикалы следующих типов.

Гидрофобные аминокислоты располагаются внутри молекулы белка, тогда как гидрофильные – на внешней поверхности, что делает гидрофильными и хорошо растворимыми в воде молекулы белка.

Благодаря этому свойству белки хорошо связывают воду, удерживая жидкость в крови, в межклеточном пространстве и внутри клеток.

1. Неполярные (гидрофобные)

К неполярным (гидрофобным) относятся аминокислоты с неполярными R-группами и одна серусодержащая аминокислота:

— алифатические: аланин, валин, лейцин, изолейцин

— ароматические: фенилаланин, триптофан.

2. Полярные незаряженные

Полярные незаряженные аминокислоты по сравнению с неполярными лучше растворяются в воде, более гидрофильны, так как их функциональные группы образуют водородные связи с молекулами воды.

К ним относятся аминокислоты, содержащие:

— полярную ОН-группу (оксиаминокислоты): серин, треонин и тирозин

— амидную группу: глутамин, аспарагин

— и глицин (R-группа глицина, представленная одним атомом водорода, слишком мала, чтобы компенсировать сильную полярность a-аминогруппы и a-карбоксильной группы).

Читайте так же:  Л карнитин и протеин вместе

3. Заряженные отрицательно при рН-7 (кислые)

Аспарагиновая и глутаминовая кислоты относятся к отрицательно заряженным аминокислотам.

Они содержат по две карбоксильные и по одной аминогруппе, поэтому в ионизированном состоянии их молекулы будут иметь суммарный отрицательный заряд:

[2]

4. Заряженные положительно при рН-7 (основные)

К положительно заряженным аминокислотам принадлежат лизин, гистидин и аргинин.

В ионизированном виде они имеют суммарный положительный заряд:

В зависимости от характера радикалов природные аминокислоты также подразделяются на нейтральные, кислые и основные. К нейтральным относятся неполярные и полярные незаряженные, к кислым – отрицательно заряженные, к основным – положительно заряженные.

IV. Классификация по кислотно-основным свойствам

В зависимости от количества функциональных групп различают кислые, нейтральные и основные аминокислоты.

Основные

Аминокислоты, в которых число аминогрупп превышает число карбоксильных групп, называют основными аминокислотами: лизин, аргинин, гистидин:

Кислые

Если в аминокислотах имеется избыток кислотных групп, их называют кислыми аминокислотами: аспарагиновая и глутаминовая кислоты:

Все остальные аминокислоты относятся к нейтральным.

V. По числу функциональных групп

Аминокислоты по числу функциональных групп можно разделить моноаминомонокарбоновые, моноаминодикарбоновые, диаминомонокарбоновые:

VI.Биологическая классификация (по способности синтезироваться в организме человека и животных)

Заменимые аминокислоты – десять из 20 аминокислот, входящих в состав белков, могут синтезироваться в организме человека. К ним относятся: глицин (гликокол), аланин, серин, цистеин, тирозин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, аспарагин, глутамин, пролин.

Незаменимые аминокислоты (8 аминокислот) – не могут синтезироваться в организме человека и животных и должны поступать в организм в составе белковой пищи.

Абсолютно незаменимых аминокислот восемь: валин, изолейцин, лейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан.

Незаменимые аминокислоты входят часто в состав пищевых добавок, используются в качестве лекарственных препаратов.

Условно незаменимые (2 аминокислоты) — синтезируются в организме, но в недостаточном количестве, поэтому частично должны поступать с пищей. Такими аминокислотами являются гистидин, аргинин.

Для детей также незаменимыми являются гистидин и аргинин.

Для человека одинаково важны оба типа аминокислот: и заменимые, и незаменимые. Большая часть аминокислот идет на построение собственных белков организма, но без незаменимых аминокислот организм существовать не сможет.

При недостатке каких-либо аминокислот в организме человека в течение непродолжительного времени могут разрушаться белки соединительной ткани, крови, печени и мышц, а полученный из них «строительный материал» — аминокислоты идут на поддержание нормальной работы наиболее важных органов — сердца и мозга.

Дефицит аминокислот приводит к ухудшению аппетита, задержке роста и развития, жировой дистрофии печени и другим тяжелым нарушениям.

[1]

При этом наблюдается снижение аппетита, ухудшение состояния кожи, выпадение волос, мышечная слабость, быстрая утомляемость, снижение иммунитета, анемия.

Избыток аминокислот может вызвать развитие тяжелых заболеваний, особенно у детей и в юношеском возрасте. Наиболее токсичными являются метионин (провоцирует риск развития инфаркта и инсульта), тирозин (может спровоцировать развитие артериальной гипертонии, привести к нарушению работы щитовидной железы) и гистидин (может способствовать возникновению дефицита меди в организме и привести к заболеваниям суставов, ранней седине, тяжелым анемиям).

В условиях нормального функционирования организма, когда присутствует достаточное количество витаминов (В6, В12, фолиевой кислоты) и антиоксидантов (витамины А, Е, С и селен), избыток аминокислот не наносит вред организму.

Реакция на ароматические аминокислоты

Анализ белковых молекул

Для определения аминокислот, входящих в состав белка используют методы, основанные, как правило, на частичном или полном гидролизе полипептидной цепи. Обычно проводят кислотный или ферментативный гидролиз белка и аминокислоты анализируют различными хроматографическими методами. Таким способом можно установить количественный и качественный состав аминокислот, входящих в состав белка, но не их последовательность. Остановимся на некоторых химических способах анализа белковых молекул.

Свободные аминокислоты обнаруживают нингидринной реакцией (см. Нингидринная реакция). Эту же реакцию дают и белки, но в более жестких условиях – при кипячении с водным раствором нингидрина.

Для обнаружения пептидных связей в белках служит биуретовая реакция (реакция Пиотровского) – образование ярко-окрашенных комплексов при взаимодействии белков с гидроксидом меди (II) в присутствии щелочи. В эту реакцию вступают все пептиды, имеющие минимум две пептидные связи. Цвет комплекса, получаемый при биуретовой реакции с различными пептидами, несколько отличается и зависит от длины пептидной цепи. Пептиды с длиной цепи от четырех аминокислотных остатков и выше образуют красный комплекс, трипептиды – фиолетовый, а дипептиды – синий. Реакцию используют не только для качественного, но и для количественного определения белков.

Читайте так же:  Сколько можно набрать с креатина

Пептиды, содержащие ароматические и гетероароматические аминокислоты дают положительную ксантопротеиновую реакцию (реакция Мульдера) – появление желтого окрашивания при действии конц. азотной кислоты. При добавлении щелочи цвет смеси меняется на оранжевый.

Серосодержащие аминокислоты в составе белка определяют по образованию черного осадка сульфида свинца при нагревании с ацетатом свинца – сульфгидрильная реакция (реакция Фоля).

Триптофан обнаруживают при помощи реакции с п-диметиламинобензальдегидом в среде серной кислоты – реакция Эрлиха . Образующийся продукт конденсации имеет красно-фиолетовое окрашивание.

Определение С- и N-концевых аминокислот

N-Концевые аминокислоты определяют по реакции с 2,4-динитрофторбензолом или дансилхлоридом. Свободная аминогруппа N-концевой аминокислоты арилируется или ацилируется, белок гидролизуют, образовавшиеся N-(2,4-динитрофенил)- (А) или N-(5-диметиламинонафтил-1-сульфо)производные (Б) существенно отличаются по физико-химическим свойствам от остальных аминокислот, поэтому их легко отделяют и идентифицируют.

С-Концевые аминокислоты определяют методом Акароби – при нагревании пептида с гидразингидратом пептидные связи гидролизуются и образуется смесь гидразидов аминокислот. С-Концевая аминокислота не реагирует с гидразином, остается в свободном виде, ее выделяют и идентифицируют.

Удобным методом определения последовательности аминокислот (первичной структуры белка) является способ деградации полипептидной цепи с помощью фенилизотиоцианата (метод Эдмана). N-Концевые аминокислоты последовательно отщепляются от цепи в виде фенилтиогидантоинов и идентифицируются.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА α-АМИНОКИСЛОТ

Опыт

1. АМФОТЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Аланин (2-аминопропановая кислота) — кристаллическое вещество белого цвета, растворимое в воде, мало растворимое в этаноле, нерастворимое в боль-шинстве органических растворителей. Существует в виде двух стереоизомеров.

L-аланин («природная» аминокислота) в количестве от 2 до 8% входит поч-ти во все белковые молекулы. L-аланин впервые был выделен из фиброина шёлка, где его содержание составляет 26,4%. В организме L-аланин синтези-руется в результате реакций аминирования и переаминирования пировиног-радной (2-оксопропановой) кислоты.

D-аланин («неприродная» аминокислота) обнаружен только в бактериях и пептидах, выделенных из кожи южноамериканских лягушек. D-аланин, в отли-чие от L-изомера, имеет сладкий вкус.

1. В пробирку поместите 5 капель 1%-го раствора α-аланина и добавьте по каплям 0,1%-го раствора хлороводородной кислоты, подкрашенной индикатором конго в синий цвет, до появления розово-красной окраски.

2. В пробирку поместите 5 капель 1%-го раствора аланина и по каплям добавьте 0,1%-го раствора гидроксида натрия, подкрашенный фенолфта-леином, до исчезновения окраски.

1. Напишите уравнение реакции взаимодействия аланина с гидроксидом натрия. Почему изменяется окраскуа индикатора в ходе реакции?

2. Напишите уравнение реакции взаимодействия α-аланина с хлороводо-родной кислотой. Почему изменяется окраска индикатора в ходе реакции?

3. Почему α-аминокислоты способны взаимодействовать с кислотами и щелочами?

Видео (кликните для воспроизведения).

Опыт 2

. ОБРАЗОВАНИЕ ВНУТРИКОМПЛЕКСНЫХ СОЛЕЙ

α-Аминокислоты образуют с медью и некоторыми другими металлами (ртуть, свинец, цинк, серебро и др.) устойчивые окрашенные хелатные комплексы. Так, например, комплекс глицина с медью окрашен в темно- синий цвет и не разлагается гидроксидом натрии.

Реакция является качественной и позволяет отличить α-аминокислоты от β-, g- и d-изомеров, так как β-аминокислоты образуют менее стойкие комплексы, а g- и d-аминокислоты не образуют подобных соединений.

Глицин (аминоэтановая кислота) — кристаллическое вещество белого цвета, растворимое в воде, нерастворимое в большинстве органических растворителей. В составе белков встречается чаще, чем другие амино-кислоты. Биосинтез осуществляется переаминированием глиоксиловой (оксоэтановой) кислоты, а также ферментативного расщепления серина и треонина. Глицин улучшает метаболические процессы в тканях мозга и используется в медицинской практике как лекарственное средство. Триметилированное производное глицина, так называемый бетаин глицина (CH3)3N + CH2COO — содержится в растительных источниках, например в свекле.

глицин хелатный комплекс

В пробирку поместите 1 лопаточку сухого карбоната меди (II) и до-бавьте 1 мл 1%-го раствора глицина. Пробирку нагрейте, отметьте появ-ление окрашивания. Полученный раствор осторожно слейте с осадка в другую пробирку и добавьте в нее 1- 2 капли 10%-го раствора гидроксида натрия.

1. Какая окраска характерна для растворов комплексных солей меди(II) с α-аминокислотами?

2. Почему не происходит выпадение осадка при добавлении раствора гидроксида натрия к продукту взаимодействия глицина с карбонатом меди (II)?

3. Почему g- и d-аминокислоты не образуют хелатных комплексов с солями меди (II)?

Опыт 3

. ОБРАЗОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ ШИФФА

Реакция α-аминокислот с формальдегидом является основой метода формольного титрования (метод Сёренсена) (см. Учебник, 12.14). Этот метод используется в фармацевтическом анализе для количественного определения лекарственных средств аминокислотной природы.

В пробирку поместите 5 капель глицина и 1 каплю раствора инди-катора метилового красного. Раствор приобретает желтую окраску (нейтральная среда). К полученной смеси добавьте равный объем форма-лина. Отметьте появление красной окраски (кислая среда). Данная реак-ция под названием «формольное титрование» используется для коли-чественного определения карбоксильных групп в α-аминокислотах (метод Сёренсена).

Читайте так же:  Аминокислота лизин в продуктах

1. Какую функциональную группу в молекуле глицина «связывает» формальдегид?

12. Объясните появление красного окрашивания в результате взаимодействия глицина и формальдегида.

Опыт 4.

ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ α-АМИНОКИСЛОТ

Реакция с азотистой кислотой лежит в основе метода количественного определения α-аминокислот по объему выделившегося азота (метод Ван-Слайка) (см. Учебник, 12.15). В настоящее время реакция сохранила лишь историческое значение.

Смешайте в пробирке 0,5 мл 1%-го раствора глицина и равный объем 5%-го раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты (на общем столе). Смесь взболтайте. Наблюдается ли выделение пузырьков газа?

1. Какой тип органических кислот образуется в результате взаимодействия аминокислот с азотистой кислотой?

2. Какой газообразный продукт выделяется в результате реакции дезам ини- рования при действии азотистой кислоты?

3. Какое практическое применение имеет реакция взаимодействия α-аминокислот с азотистой кислотой?

Опыт 5.

ОБЩАЯ (НИНГИДРИНОВАЯ) РЕАКЦИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

Реакция с нингидрином является качественной для обнаружения α-аминокислот. Реакция неспецифична. Все α-аминокислоты дают один и тот же продукт сине-фиолетового цвета (см. Учебник. 12.1.4.). Исключение составляет аминокислота пролин, образующая производное

нингидрин аминокислота продукт реакции

нингидрин аминокислота продукт реакции

В пробирку поместите 5 капель 1%-го раствора глицина и 2 капли 0,1%-го раствора нингидрина (на общем столе). Содержимое пробирки встряхните и нагрейте. Какое окрашивание приобретает раствор ?

1. Дайте систематическое и рациональное название аминокислоте г л и ц и н.

2. Какими внешними признаками характеризуется реакция α-аминокислот с нингидрином ?

Опыт

6. ОБНАРУЖЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ α-АМИНОКИСЛОТ

Тирозин (2-амино-3-(4-гидроксифенил) пропановая кислота) — бесцветное кристаллическое соединение растворимое в воде, мало растворимое в спирте, нерастворимое в большинстве органических растворителей. Тирозин входит в состав почти всех белков, в частности инсулина, пепсина, казеина и др. Из казеина (основной белковой фракции коровьего молока) он и был впервые выделен. В организме тирозин образуется путём гидроксилирования фенилаланина.

Реакция с концентрированной азотной кислотой позволяет идентифици-ровать ароматические фрагменты в составе α-аминокислот (см. Учебник, 12.14). Если при выполнении опыта азотная кислота попала на кожу, то кожные покровы рук окрашиваются в жёлтый цвет, так как структурные белки кожи содержат ароматические аминокислоты.

В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и 2 капли концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирки осторожно нагрейте, всё время встряхивая. Раствор и осадок окрашивается в желтый цвет. Охладив пробирку, осторожно добавьте 1-3 капли 10%-го раствора гидроксида натрия или нашатырного спирта. При этом окраска раствора усиливается до оранжевого цвета.

1. Какие α-аминокислоты в составе белка можно открыть ксантопротеиновой реакцией?

2. Каким реактивом можно отличить аминокислоту тирозин от фенилаланина.

3. Как можно отличить фенилаланин от аланина?

Опыт 7.

ОБНАРУЖЕНИЕ МЕРКАПТОГРУППЫ В ЦИСТЕИНЕ

Цистеин (2-амино-З-меркаптопропановая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество со слабым специфическим запахом, легко растворимое в воде. Цистеин входит в состав многих белков. Применяется в медицинской практике для лечения катаракты. В клинической лабораторной диагностике с помощью цистеина можно обнаружить антитела у больных некоторыми инфекционными заболеваниями (бруцеллёз, сальмонеллёз и др.). В фармации цистеин используется в качестве стабилизатора лекарственных препаратов. В щелочной среде цистеин разлагается с образованием сероводорода. Добавление ацетата свинца к продуктам разложения приводит к образованию чёрного осадка сульфида свинца (II). Реакция служит доказательством подлинности цистеина в фармацевтическом анализе.

HS-СН2-СН(NH2)-СООН + 2NаОН ® СН3-СO-СООН + Н2O + NН3 цистеин пировиноградная кислота

(СН3СОО)2РЬ + Nа2S ® РbS¯ + СН3СООNа
ацетат свинца сульфид свинца ацетат натрия

Возьмите две пробирки. В пробирку 1 поместите 5 капель 1%-го раствора цистеина, а в пробирку 2 — такой же объём раствора белка. В каждую пробирку добавьте по 3 капли 10%-го раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирок нагрейте до кипения и в каждую пробирку добавьте по 3 капли раствора ацетата свинца. Отметьте окраску осадка.

1. Какой структурный фрагмент в молекуле цистеина выявляется с помощью реакции с ацетатом свинца (II)?

2. Какое практическое применение имеет эта реакция?

Опыт 8

БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ НА ПЕПТИДНУЮ СВЯЗЬ

Биуретовая реакция позволяет обнаружить структурный фрагмент, содержащий не менее двух амидных групп (см. Учебник, 8.5, 12.1.4). В условиях биуретовой реакциии с белками появляется фиолетовое окрашивание, что используется для их качественного анализа.

В пробирку поместите 5 капель раствора яичного белка, 5 капель 10%-го раствора гидроксида натрия и по стенке добавьте 1-2 капли 2%-го раствора сульфата меди (II). Появляется красно-фиолетовое окрашивание.

Читайте так же:  Аргинин в каких продуктах больше всего

Напишите схему реакции .

Биуретоваяреакция — качественная реакция на пептиднуюсвязь

Опыт

9. ОБНАРУЖЕНИЕ БЕЛКОВ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

Белки входят в состав многих продуктов питания: молоко, сырое мясо, сырая рыба, пшеничная мука. Выберите из этого списка любой продукт и, пользуясь описанием опытов (см. выше), докажите, что в них действительно есть белки.

Запишите ход эксперимента, свои наблюдения и выводы.

УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Дайте тривиальное и систематической название α-аминокислотам

2. Назовите представителей моноаминомонокарбоновых и диаминомонокарбо-новых, серусодержащих и гетероциклических аминокислот.

3. Назовите. Напишите формулы строения.

4. Напишите проекции Фишера энантиомеров аминокислот: Сер, Цис, Лей, Гис, Глу. Какие из этих аминокислот являются незаменимыми?

5. Напишите схемы реакций аминокислот Ала, Сер:

а) с раствором NaОН, б) с соляной кислотой (НСl). Назовите продукты этих реакций.

6. Какие продукты получаются при декарбоксилировании аминокислот: Лиз, Сер, Три? Приведите уравнения реакций, укажите условия протекания этих реакций в организме и вне организма.

7. Из какой α-аминокислоты путём декарбоксилирования получается биогенный амин — гистамин ?

8. Назовите важнейшие метаболические превращения аминокислот в организме.

9. Какие продукты получаются при дезаминировании аминокислот -аспарагиновая кислота, изолейцин ? Назовите эти продукты.

10. Напишите схемы переаминирования (трансаминирования) аланина со щаве-левоуксусной кислотой и цистеина с α-кетоглутаровой кислотой.

11. Приведите качественные реакции на α-аминокислоты, ароматические амино-кислоты.

12. Какая гетероциклическая аминокислота не даёт ксантопротеиновую реакцию?

13. Приведите схенму образования пептида: сер-глу-про-лиз-вал.

Лабораторная работа № 1 цветные реакции на белки

При взаимодействии белка с отдельными химическими веществами возникают окрашенные продукты реакции. Образование их обусловлено присутствием в молекуле белка связей или различных аминокислот, т.е. определенных химических группировок, обуславливающих ход реакции. Поэтому и вещества не белковой природы, но имеющие те же химические группировки, могут давать эти реакции.

Различают так называемые универсальные цветные реакции, свойственные всем белкам — это биуретовая и нингидриновая реакции, остальные цветные реакции обусловлены природой радикалов аминокислот.

По цветным реакциям можно доказать белковую природу вещества, обнаружить наличие или отсутствие отдельных аминокислот. Кроме того, разработаны методы количественного определения белков и аминокислот, в основе которых лежат цветные реакции.

1. Биуретовая реакция

Биуретовая реакция является универсальной на пептидную связь в белках. Вещества, имеющие в своем составе не менее 2-х пептидных связей дают эту реакцию.

Реакция состоит в том, что в щелочной среде в присутствии сернокислой меди белки и полипептиды дают сине-фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание в зависимости от длины пептида вследствие образования комплексных соединений меди с пептидной группой. Продукты гидролиза белков (пептоны) могут давать розовое, красное окрашивание.

Названа эта реакция так потому, что ее дает и биурет, содержащий также пептидные связи. Биурет, имеющий две группировки -СО-NН-, образуется при нагревании сухой мочевины с отщеплением аммиака:

Группа, образующая пептидную связь |-СО-NН-|, в щелочной среде присутствует в таутомерной енольной форме:

Щелочная среда приводит к появлению отрицательного заряда вследствие диссоциации ОН — группы, благодаря этому кислород взаимодействует с медью с образованием солеобразной связи, а медь в свою очередь с атомами азота связана через дополнительно координационные связи за счет использования их неподеленных электронных пар. Это ведет к образованию стабильного комплекса. Схематично реакцию можно представить так:

лактимная форма полипептида

Ход работы: В пробирку налить 1мл раствора белка, 1-2 мл 10% NаОН и 1-2 капли раствора сернокислой меди (1%). При взбалтывании появляется фиолетовое окрашивание. Образуется Сu*Na протеинат. Проделать тот же опыт, заменив NаОН чистой водой.

2. Ксантопротеиновая реакция

Ксантопротеиновая реакция открывает наличие в белках циклических аминокислот – триптофана, фенилаланина, тирозина, содержащих в своем составе ароматическое ядро.

Реакция носит название от греч. слова Xanthos – желтый. Ряд белков при добавлении к ним концентрированной азотной кислоты при нагревании дают желтое окрашивание, которое может переходить в оранжевое в щелочной среде.

Реакция вызвана нитрованием бензольного ядра указанных циклических аминокислот и образованием нитросоединений желтого цвета.

Тирозин Динитротирозин (желт.цв.)

При подщелачивании возникает хиноидная структура, окрашенная в оранжевый цвет.

Натриевая соль динитротирозина хиноидной структуры (оранжевого цвета)

Аналогично протекает реакция нитрования триптофана.

Ксантопротеиновую реакцию дают почти все белки. Ксантопротеиновая реакция обуславливает появление желтого окрашивания при попадании концентрированной азотной кислоты на кожу, ногти. Эту реакцию могут давать и более простые ароматические соединения (например, фенолы).

Читайте так же:  Высокий креатин в крови что это значит

Исключение составляют клупеин и сальмин (из группы протаминов) и желатина, в молекуле которых почти полностью отсутствуют ароматические аминокислоты.

Ход работы: К раствору белка 1 мл прилить 5-6 капель концентрированной азотной кислоты, белок выпадает в осадок. При подогревании (осторожно) раствор окрашивается в желтый цвет. После охлаждения в пробирку наливают по каплям 10% раствор едкого натра до появления оранжевого окрашивания вследствие образования натриевой соли динитротирозина.

Ароматические аминокислоты (аминокислоты ароматического ряда)

Ароматические аминокислоты (аминокислоты ароматического ряда) — органические вещества ароматического ряда, содержащие аминогруппу (первичную или вторичную) и карбоксильную группу.

К ароматическим аминокислотам принадлежат аминобензойная кислота (пара-, орто- и мета-) (см. Кислота аминобензойная) и производные п-аминосалициловой кислоты.

Ароматические аминокислоты — формула

Химические свойства веществ этого ряда обусловленные наличием аминокислот и карбоксильной групп, а в производных п-аминосалициловой кислоты — также фенольного гидроксила.

п- Аминобензойная кислота (витамин Н1, ПАБК) представляет собой производное фолиевой кислоты, входящей в состав ферментного комплекса, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организмов. В отличие от пара-аминобензойной кислоты (ПАБК), орто- и мета-аминобензойная кислота не обладает физиологическими эффектами. В медицинской и ветеринарной практике используют амиды и эфиры ПАБК.

Эфиры пара аминобензойной (ПАБК), к которым относятся бензокаин, прокаина гидрохлорид, тетракаина гидрохлорид, проявляют местноанестезирующее действие (см. Анестезирующие препараты).

Базой для конструирования указанной группы синтетических лекарственных препаратов являлось изучение связи «химическое строение — фармакологическая активность» относительно алкалоида кокаина, у которого впервые были обнаружены местноанестезирующие эффекты (см. Алкалоиды). Во время исследований доказано, что его местноанестезирующее действие обусловлено не всей молекулой, а отдельными структурными фрагментами, которые получили название «анестезиофорная группа». На основании полученных данных синтезированы и изучены несколько тысяч веществ, содержащих эту группу. Наиболее высокой местноанестезирующей активностью обладают именно эфиры ПАБК. Замена эстер-группы на амидную приводит, с одной стороны, к существенному снижению местноанестезирующей активности, а с другой — к появлению антиаритмической (прокаинамида гидрохлорид) и противорвотной активности (метоклопрамида гидрохлорид) (см. Антиаритмические препараты).

Амиды ПАБК — Прокаинамид, метоклопрамид

Производные орто- аминобензойной (антраниловой) кислоты

Производные орто- аминобензойной (антраниловой) кислоты представлены такими веществами — мефенамовая кислота и флуфенаминовая кислота.

Они оказывают противовоспалительное, анальгетическое и жаропонижающее действие. Также установлена важная особенность мефенамовой кислоты ускорять заживление ран и язвенных поражений различной этиологии. К производным мета- аминобензойной кислоты принадлежит триобромин (кислота амиднотризоевая), который применяют как рентгеноконтрастное вещество.

Производное мета-аминобензойной кислоты — триобромин

п-ПАСК (ПАСК) применяют в медицине в виде натриевой (ПАС-натрий) и кальциевой соли для лечения туберкулеза (см. Противотуберкулезные препараты)

Качественная реакция на ароматические аминокислоты

Общей реакцией для идентификации ароматических аминокислот и их производных является реакция образования азокрасителя, которая обусловлена наличием первичной ароматической аминогруппы. Эту реакцию не дают только те производные Аминокислоты ароматического ряда, имеющие заместители в самой ароматической аминогруппе (тетракаина гидрохлорид кальциевая соль). Также для идентификации веществ этой группы могут быть использованы некоторые осадочные (общеалкалоидные) реактивы, а именно растворы пикриновой, фосфорновольфрамовой, фосфорномолибденовой кислот и тому подобное. Для количественного определения производных ароматических аминокислот обычно используют метод нитритометрии. Вещества, которые по химическому строению является гидрохлоридами, могут быть определены по связанной соляной кислоты методом алкалиметрии. Для них возможно также аргентометрическое титрование.

Синонимы аминокислот ароматического ряда — ароматические аминокислоты.

Полезно знать

Видео (кликните для воспроизведения).

© VetConsult+, 2015. Все права защищены. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии ссылки на ресурс. При копировании либо частичном использовании материалов со страниц сайта обязательно размещать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку, расположенную в подзаголовке или в первом абзаце статьи.

Источники


  1. Артамонова, Л. Л. Лечебная и адаптивно-оздоровительная физическая культура / Л.Л. Артамонова. — М.: Владос, 2018. — 398 c.

  2. Собянин, Ф.И. Основы теории физической культуры. 10-11 класс / Ф.И. Собянин. — М.: Книга по Требованию, 2015. — 152 c.

  3. Кулинария. Блюда из яиц и творога, сладкие блюда, изделия из дрожжевого теста, блюда лечебного питания. — М.: Academia, 2012. — 247 c.
Реакция на ароматические аминокислоты
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here