-Аминокислоты, белки

Лабораторная работа № 7

Цель:изучить и апробировать в лабораторных условиях некоторые качественные реакции аминокислоты и белки

Значение цветных реакций состоит в том, что они дают возможность обнаружить присутствие белка в биологических жидкостях, растворах и установить аминокислотный состав различных природных белков. Эти реакции применяются как для качественного, так и для количественного определения белка и содержащихся в нем аминокислот. Некоторые реакции присущи не только белкам, но и другим веществам, например, фенол, подобно тирозину, даёт розово-красное окрашивание с реактивом Милона, поэтому недостаточно проведения одной какой-либо реакции для установления наличия белка.

Существует два типа цветных реакций: 1) универсальные – биуретовая (на все белки) и нингидриновая (на все α-аминокислоты и белки); 2) специфические – только на определённые аминокислоты как в молекуле белка, так и в растворах отдельных аминокислот, например, реакция Фоля (на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу) и др.

Опыт 1. Амфотерные свойства -аминокислот

А) На полоску универсальной индикаторной бумаги нанесите стеклянной палочкой каплю 1 %-ный раствора глицина. Изменилась ли окраска индикаторной бумаги?

Б) В две пробирки поместите по 3 капли 1 %-ного водного раствора глицина. В 1-ю пробирку добавьте по каплям 0,1 %-ный раствор соляной кислоты, подкрашенный индикатором метиловым оранжевым, а во 2-ю – 0,1 %-ный раствор гидроксида натрия, подкрашенный фенолфталеином. Какие наблюдаются изменения в окраске растворов? Напишите схемы реакций взаимодействия глицина с гидроксидом натрия и соляной кислотой.

Вопросы

1. Почему раствор глицина не изменяет окраску индикаторной бумаги? Приведите строение глицина в виде диполярного иона.

2. Напишите схему реакции взаимодействия глицина с гидроксидом натрия. Почему в ходе реакции исчезает малиновая окраска раствора?

3. Напишите схему реакции взаимодействия глицина с хлороводородной кислотой. Почему в ходе реакции изменяется окраска индикатора?

Опыт 2.Образование внутрикомплексных солей -аминокислот

В щелочной среде аминокислоты образуют внутрикомплексные соли с катионами двухвалентных металлов. Самыми устойчивыми являются соли меди, образующиеся в результате взаимодействия аминокислот с гидроксидом меди (II). Комлексы представляют собой ярко окрашенные в синий цвет хелатные соединения.

К 3 мл 3 %-ного раствора сернокислой меди прибавьте несколько капель 10 %-ного раствора едкого натра до образования голубого творожистого осадка. Половину полученного гидроксида меди поместите в другую пробирку и добавьте в неё 0,5 мл концентрированного раствора глицина; образуется тёмно-синий раствор (сравните с оставшимся гидроксидом меди).

Напишите схему реакции образования комплексной соли глицина.

Опыт 3. Дезаминирование α-аминокислот (реакция Ван-Слайка)

Аминокислоты, содержащие первичную аминогруппу, реагируют с азотистой кислотой с образованием неустойчивого диазосоединения, разлагающегося с выделением свободного азота и образованием оксикислот.

NH₂–CH(R) –COOH+O=N–OH→ [HO–N=N–CH(R) –COOH→

HO–CH(R)–COOH + N₂↑

↑

NaNO₂+CH₃COOH

Смешайте в пробирке 0,5 мл 1 %-ный раствора глицина и равный объём 5 %-ного раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты. Смесь осторожно взболтайте. Наблюдайте выделение пузырьков газа.

Вопросы

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

Опыт 4.Нингидриновая реакция

Возьмите три пробирки. В 1-ю поместите 5 капель 1 %-ный раствора глицина, во 2-ю – такой же объём 1 %-ного раствора яичного белка, а в 3-ю 5 капель 1 %-ного раствора пролина. В каждую пробирку прибавьте 5 капель 0,1 %-ного раствора нингидрина и прокипятите 1-2 минуты. Отметьте окраску полученных растворов.

Вопросы

1. Чем можно объяснить различия в окраске реакций глицина, белка и пролина?

2. Можно ли без предварительного гидролиза обнаружить белки, используя пробу с нингидрином?

Опыт 5.Обнаружение ароматических -аминокислот (ксантопротеиновая реакция) (Реакция получила название ксантопротеиновой от греч. хanthos– жёлтый. Реакция обеспечивает появление желтого окрашивания при попадании концентрированной азотной кислоты на кожу, ногти и т.п.).

Возьмите две пробирки. В 1-ю пробирку поместите 5 капель 1 %ного раствора тирозина, а во вторую – такой же объём раствора яичного белка. В каждую пробирку добавьте по 3 капли концентрированной азотной кислоты и нагрейте до появления жёлтой окраски. Отметьте появление окрашивания. Пробирки охладите и в каждую по каплям добавьте 20 %-ный раствор едкого натра до появления оранжевой окраски раствора.

Вопросы

1. Напишите схему реакции взаимодействия тирозина с азотной кислотой.

2. Какой структурный фрагмент молекулы -аминокислоты выявляется с помощью ксантопротеиновой реакции?

Опыт 6.Реакция на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу

При щелочном гидролизе «слабосвязанная сера» в цистеине и цистине сравнительно легко отщепляется с образованием сероводорода. Сероводород реагирует со щёлочью, образуя сульфиды натрия или калия. При добавлении ацетата свинца происходит образование осадка сульфида свинца серо-чёрного цвета.

Возьмите две пробирки. В 1-ю пробирку поместите 5 капель 1 %-ный раствора цистеина, во 2-ю – такой же объём раствора белка. В каждую пробирку добавьте по 3 капли 10 %-ного раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирок нагрейте до кипения и в каждую пробирку добавьте по 3 капли раствора ацетата свинца (II). Отметьте окраску образующегося осадка.

Вопросы

1. Напишите схему образования сульфида свинца (II) при взаимодействии цистеина и ацетата свинца (II) в щелочной среде.

2. По результатам опыта охарактеризуйте растворимость сульфида свинца (II) в воде.

3. Какое практическое значение имеет эта реакция?

Опыт 7.Обнаружение пептидной группы (Биуретовая реакция)

Возьмите две пробирки. В 1-ю пробирку поместите 5 капель 1 %-ного раствора глицина, во 2-ю – 5 капель раствора яичного белка. В каждую пробирку добавьте равный объём 10 %-ный раствора гидроксида натрия, а затем по 2-3 капли 3 %-ного раствора сульфата меди (II). В пробирке с белком появляется красно-фиолетовое окрашивание.

Вопросы

1. Можно ли с помощью биуретовой реакции различить раствор -аминокислоты и раствор белка?

2. Какой структурный фрагмент белковой молекулы обнаруживается с помощью биуретовой реакции?