Аминокислоты и белки

Цель работы. Убедиться в амфотерном характере аминокислот и белков, освоить качественные (цветные) реакции белков для прогноза их первичной структуры (видов аминокислот).

Опыт 1. Доказательство амфотерных свойств глицина

1.1. В полную воды пробирку поместите каплю 0,002 н. H₂SO₄ и каплю метилоранжа (перемешать). Полученный розовый раствор разделите на две пробирки. В одну из пробирок с кислым раствором добавьте одну лопаточку сухого глицина. Сравните окраски растворов.

1.2. В полную воды пробирку внесите каплю 0,005 н NaOH и каплю фенолфталеина (перемешать). Полученный окрашенный (щелочной) раствор разделите на две пробирки. В одну из пробирок со щелочным раствором добавьте одну лопаточку сухого глицина. Сравните окраски растворов.

Напишите реакции, объясняющие изменения окрасок индикаторов.

Опыт 2. Дезаминирование аминокислоты

Аминокислоты, как и первичные амины, взаимодействуют с азотистой кислотой HNO₂ с выделением азота – эту реакцию используют для количественного определения аминокислот ( по оъему N₂).

К 1 мл 10 %-го глицина добавьте несколько кристаллов NaNO₂ и 0,5 мл 0,5 н. HCl. При встряхивании пробирки наблюдается выделение N₂ в виде мелких пузырьков (с помощью влажного красного лакмуса убедитесь, что выделяется не NH₃).

Запишите уравнения реакций.

Опыт 3. Образование медной соли глицина

В сухую пробирку вносят 0,5 г CuCO₃ и 1,5-2 мл 2 %-го раствора глицина. Смесь нагреют на пламени спиртовки – появляется синяя окраска раствора. Часть раствора переливают в другую пробирку и добавляют 2 капли 10 %-го раствора NaOH. Выпадает ли осадок? Приведите объяснение.

Оставшуюся часть раствора охлаждают в стакане с ледяной водой. Постепенно выпадают кристаллы трудно раствормой медной соли аминоуксусной кислоты:

Образование комплексных, окрашенных в синий цвет медных солей характерно для -аминокислот.

Опыт 4. Биуретовая реакция – качественная на пептидную связь

В две пробирки налейте по 1 мл растворов белка и желатина, добавьте по 1 мл 30 %-го NaOH и по стенкам пробирки по 2-3 мл CuSO₄. Наблюдайте появление окраски.

Окрашивание дают: биурет (отсюда название реакции), полипептиды, белки, амиды, имиды и некоторые другие соединения.

Образующиеся при биуретовой реакции окрашенные соединения являются внутренними медными комплексами хелатного строения:

Опыт 5. Качественные (цветные) реакции на боковые аминокислотные радикалы

5.1. Ксантопротеиновая реакция является качественной на аминокислотные радикалы, содержащие ароматические фрагменты (тирозин, триптофан, фенилаланин) – желтое окрашивание обусловлено образованием полинитросоединений:

В две пробирки прилить по 1 мл растворов белка и желатина, в каждую добавить по 4-5 капель концентрированной HNO₃. Пробирки нагреть на пламени спиртовки в течение 2-3 мин. Наблюдать за изменением окраски, объяснить появление ее или отсутствие.

5.2. Сульфгидрильная реакция – качественная на серосодержащие аминокислотные радикалы (цистин, цистеин). Черное окрашивание обусловлено образованием осадка PbS:

В две пробирки прилейте по 1 мл растворов белка и желатина и добавьте в каждую по 1,5 мл 30 %-го NaOH. Кипятите оба щелочных раствора по 2-3 мин. К горячим растворам добавьте по 0,5 мл Pb(CH₃COO)₂ и вновь нагрейте до образования черного осадка. Объясните наличие или отсутствие осадка PbS.

5.3. Нингидриновая реакция

На полоску фильтровальной бумаги нанесите по капле растворов глицина, желатина и яичного белка (1,5-2 см между пятнами). Пятна просушите над электроплиткой и на высохшие места нанесите по капле нингидрина. После повторного нагревания на фильтре появляются характерные окрашивания.

нингидрин

(трикетогидрин -

денгидрат)

окрашенное соединение

Большинство аминокислот дает голубое или лиловое окрашивание, аспарагин – оранжево-коричневое, пролин и оксипролин – желтое. Нингидриновая реакция широко используется для колориметрического определения аминокислот, иминокислот, первичных и вторичных аминов и белков.

Сделать общий для опытов 6.1–6.3 вывод – сравнить первичные структуры (виды аминокислот) яичного белка и желатина.