Занятие № 5. «Строение и физико-химические свойства аминокислот и белков»

Цель занятия: cформировать знания о физико-химических свойствах аминокислот и белка. Обучить методике выполнения цветных реакций на белки и аминокислоты. Провести реакции осаждения белка и объяснять их механизмы. Сформировать знания о структурной организации белков

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ:

1. Природные аминокислоты. Строение и классификация.

2. Природные аминокислоты. Биологическое значение и функции.

3. Охарактеризуйте уровни организации белковой молекулы и химические связи их стабилизирующие.

4. Классификация белков. Функции белков различных классов в осуществлении биохимических реакций.

5. Физико-химические свойства аминокислот и белков. Изоэлектрическая точка и состояние. Раскройте важность амфотерной природы аминокислот и белков в биологическом отношении.

6. Денатурация и ренатурация белков. Факторы денатурации.

Дата выполнения______ Балл _____Подпись преподавателя ____________

Экспериментальная работа.

Опыт 1. Амфотерные свойства глицина.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

Реактивы. 1. Глицин, 1%-ный раствор.

2. Метиловый красный, раствор.

3. Формальдегид, 10%-ный раствор.

1. В пробирку налейте 0,5 мл раствора глицина.

2. Добавьте 1 каплю метилового красного.

3. Затем в пробирку добавьте 2 капли раствора формальдегида.

Почему изменился цвет индикатора? Почему аминокислоты проявляют амфотерные свойства?

Опыт 2. Обнаружение ароматических и гетероциклических аминокислот (ксантопротеиновая реакция).

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

3. Водяная баня, кипящая.

4. Газовая горелка.

Реактивы. 1. Тирозин, 1%-ный раствор.

2. Желатин, 1%-ный раствор.

3. Яичный белок, 1%-ный раствор.

4. Азотная кислота, концентрированная.

5. Гидроксид натрия, 10%-ный раствор.

1. Возьмите три пробирки.

2. В первую пробирку налейте 0,5 мл 1%-ного раствора тирозина, во 2-ю 0,5 мл 1%-ного раствора желатина, в 3-ю - 0,5 мл 1%-ного раствора яичного белка.

3. В каждую пробирку добавьте по 3 капли концентрированной азотной кислоты и осторожно (!) кипятите в кипящей водяной бане.

4. После охлаждения пробирок до комнатной температуры в каждую из них добавьте по 0,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия.

Объясните результаты опыта. Какой структурный фрагмент молекулы -аминокислоты выявляется с помощью ксантопротеиновой реакции?

Опыт 3. Обнаружение аминокислот, содержащих слабосвязанную серу (реакция Фоля).

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

3. Газовая горелка.

4. Держатель для пробирок.

Реактивы. 1. Яичный белок, 1%-ный раствор.

2. Желатин, 1%-ный раствор.

3. Гидроксид натрия, 30%-ный раствор.

4. Ацетат свинца, 5%-ный раствор.

1. Возьмите две пробирки.

2. В первую пробирку налейте 1 мл 1%-ного раствора яичного белка, во вторую 1 мл раствора желатина.

3. Добавьте в каждую пробирку по 0,5 мл 30%-ной щелочи и 3-4 капли 5%-ного раствора ацетата свинца.

4. Нагрейте пробирки до кипения в водяной бане.

Объясните причину постепенного потемнения раствора в одной из пробирок.

Опыт 4. Обнаружение триптофана (реакция Адамкевича).

При действии на белок глиоксиловой кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты получается красно-фиолетовое окрашивание раствора, связанное с присутствием в белке триптофана.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

Реактивы. 1. Раствор белка.

2. Уксуная кислота, концентрированная.

3. Серная кислота, концентрированная.

1. Налейте в пробирку несколько капель раствора белка и прибавьте 1 мл концентрированной уксусной кислоты, которая всегда содержит в качестве примеси глиоксиловую кислоту.

2. Сильно наклоните пробирку и осторожно по стенке влейте в нее 1 мл концентрированной серной кислоты так, чтобы жидкости не смешались.

3. На границе двух жидкостей получается красно-фиолетовое кольцо, появление которого свидетельствует о присутствии в белке триптофана.

4. Запишите Ваши результаты. Напишите формулу триптофана.

Опыт 5. Обнаружение пептидной группы (биуретовая реакция).

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

Реактивы. 1. Глицин, 1%-ный раствор.

2. Яичный белок, 1%-ный раствор.

3. Гидроксид натрия, 10%-ный раствор.

4. Сульфат меди, 2%-ный раствор.

1. Возьмите две пробирки.

2. В 1-ю пробирку налейте 0,5 мл 1%-ного раствора глицина, во 2-ю – 0,5 мл 1%-ного раствора яичного белка.

3. В каждую пробирку добавьте 10 капель 10%-ного раствора гидроксида натрия, а затем по 2-3 капли 2%-ного раствора сульфата меди (II).

В какой из пробирок появляется сине-фиолетовое окрашивание и почему? Напишите реакцию образования пептидной связи между двумя аминокислотами.

Опыт 6. Реакции осаждения белков.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

3. Стеклянная палочка.

4. Водяная баня, кипящая.

Реактивы. 1. Яичный белок, 1%-ный раствор.

2. Гидроксид натрия, 10%-ный раствор.

3. Ацетон.

4. Сульфат аммония, насыщенный раствор.

5. Дистиллированная вода.

6. Уксусная кислота, 1%-ный раствор.

7. Уксусная кислота, 10%-ный раствор.

8. Трихлоруксусная кислота, 10%-ный раствор.

9. Ацетат свинца, 5%-ный раствор.

а) Обратимое осаждение белков сернокислым аммонием (высаливание).

1. В пробирку налейте 0,5 мл раствора яичного белка.

2. Добавьте равный объем насыщенного раствора сернокислого аммония.

Объясните причину выпадения осадка.

3. К раствору с осадком белков добавьте равный объем дистиллированной воды, хорошо перемешайте.

Почему наблюдается постепенное исчезновение осадка белков?

б) Осаждение белков при кипячении.

1. Возьмите четыре пробирки.

2. В каждую налейте по 0,5 мл раствора белка.

3. Первую пробирку оставьте без изменений, во 2-ю добавьте 1 каплю 1%-ной уксусной кислоты, в 3-ю – 5 капель 10%-ной уксусной кислоты, в 4-ю – 5 капель 10% гидроксида натрия.

4. Содержимое всех пробирок поставьте на 5 мин в кипящую водяную баню.

5. Сравните характер изменения растворов при нагревании.

Запишите в таблицу результаты осаждения белков при кипячении в различных средах (отметьте положительный результат осаждения плюсом, а отрицательный  минусом) и укажите в каждом случае причины появления или отсутствия осадка белка.

	Нейтральная среда	Слабокислая среда	Сильнокислая среда	Щелочная среда
Результат осаждения
Причина

в) Осаждение белков солями тяжелых металлов, концентрированными минеральными кислотами, органическими растворителями.

1. Возьмите три пробирки.

2. В каждую налейте по 0,5 мл раствора белка.

3. В первую пробирку добавьте 2 капли 5%-ного раствора уксуснокислого свинца, во 2-ю – 2 капли концентрированного раствора азотной кислоты, в 3-ю – 0,5 мл ацетона.

Результаты реакций осаждения белков запишите в таблицу:

Название веществ, осаждающих белки	Характер и цвет осадка	Чем обусловлена реакция и ее особенности

Дата выполнения _______Балл _______Подпись преподавателя ____________