Reacția xantoproteinei la proteine: semne și formula ecuației

Pentru a stabili compoziția calitativă a multor produse alimentare, se utilizează o reacție xantoproteină la proteine. Prezența aminoacizilor aromatici în compus va da o schimbare pozitivă a culorii în proba studiată.

Ce este proteina

Se mai numește o proteină, care este un material de construcție pentru un organism viu. Proteinele susțin volumul mușchilor, restabilește structurile traumatizate și moarte ale diferitelor organe, indiferent dacă sunt păr, piele sau ligamente. Cu participarea lor, celulele rosii sunt produse, funcționarea normală a multor hormoni și a celulelor sistemului imunitar este reglementată.

Aceasta este o moleculă complexă, care este o polipeptidă cu o masă mai mare de 6 x 10³ Daltoni. Structura proteinei este formată din reziduuri de aminoacizi în cantități mari conectate printr-o legătură peptidică.

Structura proteinelor

O caracteristică distinctivă a acestor substanțe în comparație cu peptidele cu moleculă mică este structura lor tridimensională spațială dezvoltată, susținută de influențe cu grade diferite de atracție. Proteinele au o structură pe patru niveluri. Pentru fiecare dintre ele, caracteristicile lor sunt inerente.

Baza organizării primare a moleculelor lor este secvența de aminoacizi, structura căreia recunoaște reacția xantoproteinei la proteină. O astfel de structură este o legătură peptidică repetată periodic -HN-CH-CO-, iar partea selectivă este radicalii laterali ai catenei aminocarboxilice. Acestea determină proprietățile substanței în ansamblu în viitor.

Structura primară a proteinei este considerată destul de puternică, datorită prezenței interacțiunilor covalente puternice în legăturile peptidice. Formarea nivelurilor ulterioare apare în funcție de semnele stabilite la etapa inițială.

Formarea structurii secundare este posibilă datorită răsucirii secvenței de aminoacizi într-o helix în care sunt stabilite legături de hidrogen între răsuciri.

Nivelul terțiar al organizării moleculei se formează atunci când o parte a helixului este suprapusă peste alte fragmente cu apariția tuturor legăturilor posibile între ele, cu hidrogen, disulfură, compuși covalenți sau ionici. Ca rezultat, asociațiile se obțin sub formă de globule.

Aranjamentul spațial al structurilor terțiare cu formarea legăturilor chimice între ele conduce la formarea unei specii finite a moleculei sau a unui nivel cuaternar.

Aminoacizi

Ei sunt responsabili pentru proprietățile chimice ale proteinelor. Există aproximativ 20 de aminoacizi principali care alcătuiesc polipeptidele în secvențe diferite. Aceasta include, de asemenea, acizii aminocarboxilici rare sub formă de hidroxiprolină și hidroxilizină, care sunt derivate din peptide bazice.

Ca semn al reacției de recunoaștere a proteinei xantoproteinice, prezența aminoacizilor individuali determină o schimbare a culorii reactivilor, sugerând prezența unor structuri specifice în compoziția lor.

După cum sa dovedit, toți aceștia sunt acizi carboxilici, în care atomul de hidrogen este înlocuit cu un grup amino.

Un exemplu al structurii unei molecule poate fi formula structurală glicină (HNHminus-HCHminus-COOH) ca cel mai simplu aminoacid.

În acest caz, unul dintre CH₂- carbonul poate fi înlocuit cu un radical mai lung, incluzând inelul benzenic, grupările amino, sulfonice, carboxi.

Ce înseamnă reacția xantoproteinei?

Pentru a efectua analiza calitativă a proteinelor, se folosesc diferite metode. Acestea includ reacțiile:

• biuretovuyu cu aspect de colorare violet;
• Ninhydrin pentru a forma o soluție albastru-violet;
• formaldehidă cu stabilirea de colorare roșie;
• Fole cu precipitații de culoare gri-negru.

În realizarea fiecărei metode, se demonstrează prezența proteinelor și prezența unui anumit grup funcțional în molecula lor.

Există o reacție xantoproteină la proteină. Se mai numește defalcarea lui Mulder. Se referă la reacțiile colorate la proteine ​​în care sunt prezenți aminoacizii aromatici și heterociclici.

O caracteristică a unei astfel de probe este procesul de nitrare acid azotic resturile de aminoacizi ciclici, în special adiția unei grupări nitro la inelul benzenic.

Rezultatul acestui proces este formarea unui compus nitro care precipită. Acesta este semnul principal al reacției xantoproteinelor.

Care sunt aminoacizii

Nu toți acizii aminocarboxilici pot fi detectați cu o astfel de probă. Principalul semn al reacției de recunoaștere a proteinei xantoproteinei este prezența unui inel benzenic sau a unui heterociclu în molecula de aminoacid.

Dintre acizii amino carboxilici ai proteinei, se disting doi acizi aromatici, în care există o grupare fenil (în fenilalanină) și un radical hidroxifenil (în tirozină).

Folosind o reacție xantoproteinică, se determină triptofanul de aminoacizi heterociclic având un nucleu de indol aromatic. Prezența compușilor de mai sus în proteină dă o schimbare caracteristică în culoarea mediului de testare.

Ce reactivi sunt utilizați

Pentru a efectua reacția xantoproteinică, va fi necesară prepararea unei soluții 1% de proteine ​​din ouă sau vegetală.

De obicei, se utilizează un ou de pui care este rupt pentru a separa suplimentar proteina de gălbenuș. Pentru a produce o soluție, 1% proteină este diluată într-o cantitate de zece ori de apă purificată. după dizolvarea proteinelor lichidul rezultat trebuie filtrat prin mai multe straturi de tifon. Această soluție trebuie depozitată într-un loc răcoros.

Este posibil să se efectueze o reacție cu proteine ​​vegetale. Pentru a prepara soluția, făina de grâu este utilizată într-o cantitate de 0,04 kg. Se adaugă 0,16 l de apă purificată. Ingredientele sunt amestecate într-un balon, care este plasat timp de 24 de ore într-un loc răcoros, cu o temperatură de aproximativ + 1 ° C. După o zi, soluția este agitată, după care este filtrată mai întâi cu bumbac și apoi minus-hârtie îndoită. Lichidul rezultat este păstrat într-un loc răcoros. Într-o astfel de soluție, există în principal o fracțiune de albumină.

Pentru a efectua reacția xantoproteinică, acidul azotic concentrat este utilizat ca reactiv principal. Reactivii suplimentari sunt o soluție de hidroxid de sodiu 10% sau amoniac, o soluție de gelatină și un fenol neconcentrat.

Metodă de conducere

O soluție 1% de ouă sau de proteine ​​din făină într-o cantitate de 2 ml este adăugată la o eprubetă curată. Se adaugă aproximativ 9 picături de acid azotic concentrat, astfel încât flocularea se oprește. Amestecul rezultat este încălzit, prin urmare, precipitatul devine galben și dispare treptat, iar culoarea se transformă în soluție.

Când lichidul se răcește, adăugați 9 picături la tubul de testare de stenochka hidroxid de sodiu Concentrat, care este un exces pentru proces. Reacția mediului devine alcalină. Conținutul din eprubetă devine portocaliu.

Caracteristicile evenimentului

Deoarece xantoproteina se numește o reacție calitativă la proteine ​​sub acțiunea acidului azotic, proba se efectuează sub incidența hota de fum. Respectați toate măsurile de siguranță la manipularea substanțelor caustice concentrate.

În timpul procesului de încălzire, conținutul poate fi scos din tub, care trebuie luat în considerare la atașarea acestuia la suport și la selectarea pantei.

Recrutarea acidului azotic concentrat și a sodiului caustic trebuie făcută numai cu o pipetă de sticlă și cu o pere de cauciuc, este interzisă ridicarea cu gura.

Reacție comparativă cu fenol

Pentru claritatea procesului și confirmarea prezenței unei grupări fenil, se efectuează o probă similară cu hidroxibenzenul.

Într-un tub de testare, se adaugă 2 ml de fenol diluat, apoi treptat, prin stenochke, se adaugă 2 ml de acid nitric concentrat. Soluția este supusă încălzirii, devenind astfel galbenă. Această reacție este calitativă pentru prezența unui inel benzenic.

Procesul de nitrare a hidroxibenzenului cu acid azotic este însoțit de formarea unui amestec de paranitrofenol și ortotropenol într-un raport procentual cuprins între 15 și 35.

Test comparativ cu gelatină

Pentru a demonstra că reacția xantoproteinei la o proteină dezvăluie aminoacizii numai cu o structură aromatică, se utilizează proteine ​​care nu au o grupă fenolică.

Se adaugă 1% soluție de gelatină într-o cantitate de 2 ml într-o eprubetă curată. Aproximativ 9 picături de acid azotic concentrat sunt adăugate la acesta. Amestecul rezultat a fost încălzit. Soluția nu este galben colorată, ceea ce demonstrează absența aminoacizilor cu structură aromatică. Uneori există o ușoară îngălbenire a mediului, datorită prezenței impurităților proteice.

Ecuatii chimice

Reacția xantoproteinelor la proteine ​​are loc în două etape. Formula pentru prima etapă descrie procesul de nitrare a unei molecule de aminoacizi cu un acid azotic concentrat.

Un exemplu este adăugarea unei grupări nitro la tirozină cu formarea de nitrotirozină și dinitrotirozină. În primul caz, un NO este atașat la inelul benzenic₂-radical, iar în al doilea compus deja doi atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu NO₂. Formula chimică a reacției xantoproteinei este reprezentată de interacțiunea tirozinei cu acidul azotic cu formarea moleculei de nitrotirozină.

Procesul de nitrare este însoțit de o tranziție a colorării incolore la un ton galben. Când se efectuează o reacție similară cu proteinele care conțin resturi de aminoacizi ale triptofanului sau fenilalaninei, culoarea soluției se schimbă de asemenea.

În a doua etapă, produsele de nitrare ale moleculei tirozinei, în special nitrotirozina, reacționează cu hidroxid de amoniu sau sodiu. Rezultatul este o sare de sodiu sau de amoniu, în care culoarea este galben-portocalie. O astfel de reacție este asociată cu posibilitatea unei tranziții a moleculei de nitrotirozină într-o formă chinoidă. Mai târziu, se formează o sare cu acidul nitronic, care are un sistem de chinonă de legături duble conjugate.

Astfel, reacția xantoproteinei la proteine ​​se termină. Ecuația celei de-a doua etape este prezentată mai sus.

rezultate

În timpul analizei lichidelor conținute în trei eprubete, fenolul de diluare servește drept soluție de referință. Substanțele cu inel benzenic dau o reacție calitativă cu un acid azotic. Ca urmare, culoarea soluției se schimbă.

După cum se cunoaște, gelatina include colagen într-o formă hidrolizată. Această proteină nu conține acizi aminocarboxilici cu structură aromatică. Atunci când interacționează cu un acid, culoarea mediului nu se modifică.

În cel de-al treilea eprubetă, se observă o reacție pozitivă a xantoproteinelor la proteine. Concluzia poate fi următoarea: toate proteinele cu o structură aromatică, fie o grupare fenil sau un inel de indol, dau o schimbare de culoare a soluției. Aceasta se datorează formării compușilor nitro cu o culoare galbenă.

Realizarea unei reacții de culoare demonstrează prezența unei structuri chimice diverse în aminoacizi și proteine. Exemplul de gelatină arată că conține acizi aminocarboxilici care nu au grupări fenil sau o structură ciclică.

Folosind reacția xantoproteinei, este posibil să se explice îngălbenirea pielii atunci când se aplică un acid azotic puternic. Aceeași culoare va fi obținută prin spumă de lapte atunci când se efectuează o analiză similară cu aceasta.

În practica medicală de laborator, această probă de culoare nu este utilizată pentru a detecta proteinele în urină. Acest lucru se datorează colorării galbene a urinei însăși.

Reacția de xantoproteină a devenit din ce în ce mai utilizată pentru a cuantifica astfel de aminoacizi cum ar fi triptofanul și tirozina, ca parte a diferitelor proteine.