Per establir la composició qualitativa de molts productes alimentaris, s'utilitza la reacció de xantoproteïna per a proteïnes. La presència d'aminoàcids aromàtics al compost donarà un canvi de color positiu a la mostra de prova.
Què és la proteïna
També s'anomena proteïna, que és un material de construcció per a un organisme viu. Les proteïnes mantenen el volum muscular, restauren les estructures de teixits lesionats i morts de diversos òrgans, ja sigui pèl, pell o lligaments. Amb la seva participació, es produeixen glòbuls vermells, es regula el funcionament normal de moltes hormones i cèl·lules del sistema immunitari.
Aquesta és una molècula complexa, que és un polipèptid amb una massa superior a 6103 d altons. L'estructura de la proteïna està formada per residus d'aminoàcids en grans quantitats, connectats per un enllaç peptídic.
Estructura de la proteïna
Una característica distintiva d'aquestes substàncies en comparació amb els pèptids de baix pes molecular és la seva estructura espacial tridimensional desenvolupada, recolzada per influències de diferentsgrau d'atracció. Les proteïnes tenen una estructura de quatre nivells. Cadascun d'ells té les seves pròpies característiques.
L'organització primària de les seves molècules es basa en la seqüència d'aminoàcids, l'estructura de la qual es reconeix per la reacció de la xantoproteïna a la proteïna. Aquesta estructura és un enllaç peptídic que es repeteix periòdicament -HN-CH-CO-, i els radicals de la cadena lateral dels àcids aminocarboxílics són la part selectiva. Són ells els qui determinen les propietats de la substància en conjunt en el futur.
L'estructura de la proteïna primària es considera prou forta, això es deu a la presència de fortes interaccions covalents en els enllaços peptídics. La formació dels nivells posteriors es produeix en funció dels signes establerts en l'etapa inicial.
La formació d'una estructura secundària és possible a causa de la torsió de la seqüència d'aminoàcids en una espiral, en la qual s'estableixen enllaços d'hidrogen entre els girs.
El nivell terciari d'organització d'una molècula es forma quan una part de l'hèlix es superposa a altres fragments amb l'aparició de tot tipus d'enllaços entre ells, amb un compost d'hidrogen, disulfur, covalent o iònic. El resultat són associacions en forma de glòbuls.
La disposició espacial de les estructures terciàries amb la formació d'enllaços químics entre elles condueix a la formació de la forma final de la molècula o nivell quaternari.
Aminoàcids
Determinen les propietats químiques de les proteïnes. Hi ha uns 20 aminoàcids principals,inclosos en la composició dels polipèptids en diferents seqüències. Això també inclou àcids aminocarboxílics rars en forma d'hidroxiprolina i hidroxilisina, que són derivats de pèptids bàsics.
Com a signe de la reacció xantoproteïna de reconeixement de proteïnes, la presència d'aminoàcids individuals provoca un canvi en el color dels reactius, fet que suggereix la presència d'estructures específiques en la seva composició.
Com va resultar, tots són àcids carboxílics, en els quals l'àtom d'hidrogen va ser substituït per un grup amino.
Un exemple de l'estructura d'una molècula és la fórmula estructural de la glicina (HNH− HCH− COOH) com a aminoàcid més simple.
En aquest cas, un dels hidrogens CH2- carboni es pot substituir per un radical més llarg, inclòs un anell de benzè, grups amino, sulfo i carboxi.
Què significa la reacció de xantoproteïna
S'utilitzen diferents mètodes per a l'anàlisi qualitativa de proteïnes. Aquestes inclouen reaccions:
- biuret amb coloració porpra;
- ninhidrina per formar una solució blau-violeta;
- formaldehid amb tinció vermella;
- Làmina amb sedimentació de color gris-negre.
En dur a terme cada mètode, es demostra la presència de proteïnes i la presència d'un determinat grup funcional a la seva molècula.
Hi ha una reacció de xantoproteïna a les proteïnes. També s'anomena prova de Mulder. Es refereix a les reaccions de color a les proteïnes, enque són aminoàcids aromàtics i heterocíclics.
Una característica d'aquesta prova és el procés de nitració de residus d'aminoàcids cíclics amb àcid nítric, en particular, l'addició d'un grup nitro a l'anell de benzè.
El resultat d'aquest procés és la formació d'un compost nitro, que precipita. Aquest és el signe principal d'una reacció de xantoproteïna.
Quins aminoàcids es determinen
No tots els àcids aminocarboxílics es poden detectar amb aquesta prova. La característica principal de la reacció xantoproteïna de reconeixement de proteïnes és la presència d'un anell de benzè o heterocicle a la molècula d'aminoàcids.
A partir dels àcids aminocarboxílics proteics s'aïllen dos àcids aromàtics, en els quals hi ha un grup fenil (a la fenilalanina) i un radical hidroxifenil (a la tirosina).
La reacció de xantoproteïna s'utilitza per determinar l'aminoàcid heterocíclic triptòfan, que té un nucli d'indol aromàtic. La presència dels compostos anteriors a la proteïna dóna un canvi de color característic del medi de prova.
Quins reactius s'utilitzen
Per dur a terme la reacció de xantoproteïna, caldrà preparar una solució a l'1% d'ou o proteïna vegetal.
Se sol utilitzar un ou de gallina, que es trenca per separar encara més la proteïna del rovell. Per obtenir una solució, es dilueix l'1% de proteïna en deu vegades la quantitat d'aigua purificada. Després de dissoldre la proteïna, el líquid resultant s'ha de filtrar a través de diverses capes de gasa. Aquesta solució s'ha d'emmagatzemar en un lloc fresc.
Podeu dur a terme la reacció amb proteïnes vegetals. Per preparar la solució, s'utilitza farina de blat en una quantitat de 0,04 kg. Afegir 0,16 l d'aigua purificada. Els ingredients es barregen en un matràs, que es col·loca durant 24 hores en un lloc fred amb una temperatura d'aproximadament + 1 ° C. Després d'un dia, s'agita la solució, després es filtra primer amb cotó i després amb un filtre plegat de paper. El líquid resultant es guarda en un lloc fred. En aquesta solució, hi ha principalment una fracció d'albúmina.
Per dur a terme la reacció de xantoproteïna, s'utilitza àcid nítric concentrat com a reactiu principal. Els reactius addicionals són una solució d'hidròxid de sodi o amoníac al 10%, una solució de gelatina i fenol no concentrat.
Metodologia
En un tub d'assaig net afegiu una solució a l'1% de proteïna d'ou o farina en una quantitat de 2 ml. S'hi afegeixen unes 9 gotes d'àcid nítric concentrat per evitar que caiguin les escates. La mescla resultant s'escalfa, com a resultat, el precipitat es torna groc i desapareix gradualment i el seu color passa a la solució.
Quan el líquid es refreda, s'afegeixen unes 9 gotes d'hidròxid de sodi concentrat al tub d'assaig al llarg de la paret, que és un excés per al procés. La reacció del medi esdevé alcalina. El contingut del tub es torna taronja.
Característiques
Ja que la xantoproteïna s'anomena reacció qualitativa a les proteïnes sotamitjançant l'acció de l'àcid nítric, la prova es realitza sota la campana de fums inclosa. Compleu amb totes les mesures de seguretat quan treballeu amb substàncies càustiques concentrades.
Durant el procés d'escalfament es pot expulsar el contingut del tub, cosa que s'ha de tenir en compte a l'hora de fixar-lo al suport i escollir una inclinació.
Prendre àcid nítric concentrat i hidròxid de sodi només s'ha de fer amb una pipeta de vidre i una bombeta de goma, està prohibit escriure amb la boca.
Reacció comparativa amb fenol
Per il·lustrar el procés i confirmar la presència del grup fenil, es realitza una prova similar amb hidroxibenzè.
Introduïu 2 ml de fenol diluït en un tub d'assaig i, a poc a poc, al llarg de la paret, afegiu 2 ml d'àcid nítric concentrat. La solució es sotmet a escalfament, com a resultat de la qual cosa es torna groc. Aquesta reacció és qualitativa per la presència d'un anell de benzè.
El procés de nitració d'hidroxibenzè amb àcid nítric va acompanyat de la formació d'una barreja de paranitrofenol i ortonitrofenol en una proporció percentual de 15 a 35.
Comparació de gelatina
Per demostrar que la reacció de xantoproteïna a una proteïna només detecta aminoàcids amb estructura aromàtica, s'utilitzen proteïnes que no tenen grup fenòlic.
Introdueix una solució de gelatina a l'1% en una quantitat de 2 ml en un tub d'assaig net. S'hi afegeixen unes 9 gotes d'àcid nítric concentrat. La mescla resultant s'escalfa. La solució no es torna groga, la qual cosa demostra l'absènciaaminoàcids amb estructura aromàtica. De vegades s'observa un lleuger groguenc del medi a causa de la presència d'impureses proteiques.
Equacions químiques
La reacció de la xantoproteïna a les proteïnes té lloc en dues etapes. La fórmula de la primera etapa descriu el procés de nitració d'una molècula d'aminoàcid mitjançant àcid nítric concentrat.
Un exemple és l'addició d'un grup nitro a la tirosina per formar nitrotirosina i dinitrotirosina. En el primer cas, un NO2-radical s'uneix a l'anell de benzè, i en el segon cas dos àtoms d'hidrogen es substitueixen per NO2. La fórmula química de la reacció de la xantoproteïna està representada per la interacció de la tirosina amb l'àcid nítric per formar una molècula de nitrotirosina.
El procés de nitració va acompanyat de la transició d'un color incolor a un to groc. Quan es realitza una reacció similar amb proteïnes que contenen residus d'aminoàcids de triptòfan o fenilalanina, el color de la solució també canvia.
En la segona etapa, els productes de nitració de la molècula de tirosina, en particular la nitrotirosina, interaccionen amb l'hidròxid d'amoni o de sodi. El resultat és sal de sodi o amoni, que és de color groc-taronja. Aquesta reacció està associada amb la capacitat de la molècula de nitrotirosina per passar a la forma quinoide. Més tard, se'n forma una sal d'àcid nitrònic, que té un sistema de quinones de dobles enllaços conjugats.
Així acaba la reacció de la xantoproteïna a les proteïnes. Equació segonal'etapa es presenta més amunt.
Resultats
Durant l'anàlisi de líquids continguts en tres tubs d'assaig, el fenol diluït serveix com a solució de referència. Les substàncies amb un anell de benzè donen una reacció qualitativa amb l'àcid nítric. Com a resultat, el color de la solució canvia.
Com ja sabeu, la gelatina inclou col·lagen en forma hidrolitzada. Aquesta proteïna no conté àcids aminocarboxílics aromàtics. Quan interacciona amb l'àcid, no hi ha cap canvi en el color del medi.
Al tercer tub d'assaig, s'observa una reacció positiva de xantoproteïna a les proteïnes. La conclusió es pot extreure de la següent manera: totes les proteïnes amb estructura aromàtica, ja sigui un grup fenil o un anell indol, donen un canvi de color a la solució. Això es deu a la formació de compostos nitro grocs.
La realització d'una reacció de color demostra la presència d'una varietat d'estructures químiques en aminoàcids i proteïnes. L'exemple de gelatina mostra que conté àcids aminocarboxílics que no tenen un grup fenil ni una estructura cíclica.
La reacció de la xantoproteïna pot explicar el groc de la pell quan s'hi aplica àcid nítric fort. L'escuma de llet adquirirà el mateix color quan es faci aquesta anàlisi amb ella.
A la pràctica del laboratori mèdic, aquesta mostra de color no s'utilitza per detectar proteïnes a l'orina. Això es deu al color groc de la pròpia orina.
La reacció de la xantoproteïna s'ha utilitzat cada cop més per quantificar aminoàcids com el triptòfan i la tirosina en diverses proteïnes.
