Строение и свойства аминокислот, пептидов и белков

Цель работы:

Приобрести навыки экспериментальной идентификации функциональных групп в аминокислотах. Научиться экспериментально доказывать наличие пептидной связи и индивидуальных аминокислот в белках и полипептидах.

Оборудование и реактивы:

Штатив для пробирок; пробирки одинакового диаметра или градуированные, бюретки; штативы Бунзена; палочки стеклянные.

Раствор глицина 1%, растворы яичного белка, альбумина и желатина, растворы NaNO₂ (5%), CuSO₄ (5%), NaOH (10%), Pb(CH₃OOH)₂ (10%), уксусная кислота (конц.), индикатор – метиловый красный.

Сущность работы:

1) При взаимодействии a-аминокислот с альдегидами образуются замещённые имины (основания Шиффа) через стадию образования карбиноламинов.

2) Дезаминирование аминокислот под действием азотистой кислоты приводит к образованию соответствующих гидроксикислот.

3) При взаимодействии биурета с сульфатом меди в щелочной среде образуется хелатный комплекс меди фиолетового цвета. Данная реакция является качественной на пептидную связь.

4) Для обнаружения ароматических и гетероциклических a-аминокислот используется ксантопротеиновая реакция (на фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан)

5) В основе специфического обнаружения остатков серусодержащих аимнокислот (цистеина, метионина) в белках лежит реакция образования нерастворимых меркаптидов свинца (II). Образующиеся соли выпадают в виде осадка черного цвета. Реакция служит качественной на присутствие цистеина в белках, кроме того образование устойчивых меркаптидов является химической основой токсического действия солей свинца на организм.

Ход работы:

Опыт I. Реакция глицина с формальдегидом.

В пробирку поместите 5 капель 1% раствора глицина и добавьте 1 каплю индикатора метилового красного. Раствор окрашивается в жёлтый цвет (нейтральная среда). К полученной смеси добавьте равный объём формалина. Наблюдайте изменение окраски индикатора. Сделайте вывод о реакции среды в растворе.

Данная реакция под названием «формольное титрование» используется для количественного определения карбоксильных групп a-аминокислотах.

Уравнение реакции:

Наблюдения:

Опыт 2. Реакция глицина с азотистой кислотой.

В пробирку поместите 5 капель 1% раствора глицина и равный объем 5% раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты и осторожно взболтайте смесь.

Данная реакция используется для количественного определения аминогрупп в аминокислотах.

Уравнение реакции:

Наблюдения:

Опыт 3. Биуретовая реакция на пептидную связь.

В 3 пробирки поместите по 5-6 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина, добавьте равный объем 10% раствора гидроксида натрия и по стенке добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II). Наблюдается появление красно-фиолетовой окраски. Сделайте вывод о наличии пептидной связи в белках и полипептидах.

Уравнение реакции:

Наблюдения:

Опыт 4. Ксантопротеиновая реакция белков.

В 3 пробирки поместите по 10 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина и 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирки осторожно нагрейте, все время встряхивая. Раствор и осадок окрашиваются в желтый цвет. Охладив пробирку, осторожно добавьте 2-3 капли 10% раствора гидроксида натрия до появления ярко-оранжевой окраски. О наличии каких аминокислот в белках и полипептидах свидетельствует данная реакция?

Уравнение реакции:

Наблюдения:

Опыт 5. Реакция на присутствие серусодержащих a-аминокислот (реакция Фоля)

В 3 пробирки поместите по 10 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина и вдвое больший объем 10% раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирки перемешайте, нагрейте до кипения (1-2 мин). К полученному щелочному раствору добавьте 5 капель 10% ацетата свинца (II) и вновь прокипятите. О наличии каких аминокислот в белках и полипептидах свидетельствует данная реакция?

Уравнение реакции:

Наблюдения:

Выводы: