Определение аминокислотного состава белков



Дата18.08.2018
өлшемі85.01 Kb.
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы школа №1748 «Вертикаль»

Определение аминокислотного состава белков.





Авторы работы:

ученики 10 класса «А»

Владимиров Иван, Шкарупин Максим

Руководители:

К.х.н., доцент Есина Наталья Яковлевна,

Калинина Ольга Николаевна



Оглавление.



Аннотация….…………………………………………………………3

Используемое оборудование…….…………………………………...………………4

Биуретовая реакция Пиотровского….……………………………………………………..5

Нингидриновая реакция на альфа-аминогруппу…….……………………………………………..……..6

Ксантопротеиновая реакция………………………………………………………………..7

Реакция Миллона на тирозин…………………………………………………………..……8

Реакция Адамкевича на триптофан…………………………………………………..………...9

Реакция Фоля…………..………………………………………….…10

Приложение.……………...………………………………………….11

Вывод……………………….………………………………………..14

Использованная литература……………………...…………………………………….14

Аннотация.

Целью нашей работы является изучение аминокислотного состава белков. Белки – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, состоящие из аминокислот, соединенных пептидными связями, и имеющие сложную структурную организацию. Так как аминокислоты являются основными структурными элементами белковой молекулы, то их набор и последовательность определяют свойства полимера (белка). Мы рассмотрим это на примере аминокислотного состава белка куриного яйца - альбумина.

В современном мире куры выращиваются в инкубаторах, вследствие чего их рацион достаточно однообразен и несбалансирован. Именно поэтому актуален вопрос: «Есть ли в белке куриного яйца все необходимые человеку аминокислоты?». В процессе данного исследования мы проанализируем биоматериал и дадим ответ на поставленный вопрос.

Давайте сначала разберёмся, что же такое белок. Белок - это макромолекула, состоящая из аминокислот, связанных пептидной связью. Человеку для полноценной жизнедеятельности необходима 21 аминокислота: глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, серин, треонин, цистин, цистеин, метионин, аспараиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, лизин, аргинин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, пролин. В процессе изучения альбумина мы с помощью химических реакций выявим наличие некоторых аминокислот в его составе и ответим на вопрос: полезно ли употреблять куриные яйца в пищу?

Качественные (цветные) реакции на функциональные группы белков и аминокислот.

В ходе определения аминокислотного состава белка были использованы апробированные методики.



Реактивы:

Биуретовый реактив (содержит NaOH и ионы Cu2+), нингидрин (0,5%-ный водный раствор); азотная кислота (концентрированная); гидроксид натрия (20%-ный раствор); реактив Миллона; уксусная кислота (ледяная); серная кислота (концентрированная); ацетат свинца (5%-ный раствор).



Оборудование:

Штатив с простыми пробирками; капельницы; пипетки вместимостью 1 мл; водяная баня.



Материалы для исследования:

Раствор яичного белка (белок одного куриного яйца отделяют от желтка, растворяют в 20-кратном объеме дистиллированной воды, фильтруют через несколько слоев марли и используют свежеприготовленным); неразбавленный свежий яичный белок; 1%-ные растворы глицина, α-аланина, β-аланина; 0,1%-ные растворы фенилаланина, тирозина, триптофана, гистидина, цистеина гидрохлорида, метионина.



1. Биуретовая реакция на пептидную группу (реакция Пиотровского).

Метод основан на способности пептидной группы белков и полипептидов образовывать в щелочной среде с ионами Cu2+ комплексное соединение фиолетового цвета с красным или синим оттенком в зависимости от числа пептидных связей в белке.





Ход определения.

В одну пробирку вносят 5 капель раствора яичного белка, в другую – глицина.

Добавляют в каждую пробирку по две капли биуретового реактива, слегка взбалтывают и наблюдают за появлением окрашивания.

При этом, раствор, содержащий белок, окрашивается в интенсивный фиолетовый цвет (пробирка №1), а в пробирке с раствором глицина наблюдается голубое окрашивание, характерное для комплексов меди(II) с аминокислотами (см. рис.1 Приложения).

Таким образом, доказано наличие пептидных связей в альбумине куриного яйца.

2.Нингидриновая реакция на α-аминогруппу.

Метод основан на взаимодействии нингидрина с α-аминогруппой аминокислот, пептидов, белков с образованием окрашенного комплекса синего или сине-фиолетового цвета.



Ход определения.

В одну пробирку вносят 5 капель раствора яичного белка, в другую – α-аланина и в третью – β-аланина.

Добавляют в каждую пробирку по 2 капли раствора нингидрина, нагревают до кипения и через 1-3 мин наблюдают появление окрашивания.

https://studfiles.net/html/2706/613/html_dugjrtiwq8.sxuk/img-0c053z.png

Восстановленный нингидрин реагирует с аммиаком и другой молекулой окисленного нингидрина, в результате чего образуется окрашенное соединение – сине-фиолетовый комплекс Руэмана.

При этом, растворы, содержащие белок и α-аланин, окрашиваются в интенсивный фиолетовый цвет (пробирка №1, 2), а в пробирке с раствором β-аланина (пробирка №3) видимых изменений не происходит (см. рис.2,3 Приложения).

Таким образом, доказано наличие α-аминогруппы в альбумине куриного яйца и в α-аланине.



3.Ксантопротеиновая реакция на ароматические кольца циклических аминокислот (реакция Мульдера).

Метод основан на способности аминокислот и аминокислотных остатков полипептидов, содержащих ароматическое кольцо, образовывать при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой динитропроизводные соединения желтого цвета. В щелочной среде они переходят в хиноидные структуры, имеющие оранжевое окрашивание.

Ксантопротеиновая реакция характерна для фенилаланина, тирозина и триптофана, имеющих ароматическое (бензольное) кольцо. Эти аминокислоты или содержащие их белки при нагревании с концентрированной азотной кислотой дают нитросоединения желтого цвета.

Ход определения.

В одну пробирку вносят 5 капель раствора яичного белка, в другую – фенилаланина, в третью – тирозина и в четвертую – гистидина.

В каждую пробирку добавляют по 3 капли концентрированной азотной кислоты, нагревают до кипения и наблюдают за появлением окрашивания.

Содержимое пробирок охлаждают под струей водопроводной воды, затем в каждую по каплям добавляют раствор гидроксида натрия, пока не начнется переход окраски.



https://studfiles.net/html/2706/613/html_dugjrtiwq8.sxuk/img-25fwg_.png

Во всех пробирках наблюдается появление желтой окраски, переходящей в оранжевую при добавлении NaOH (см. рис.4,5 Приложения).

Таким образом, доказано наличие ароматического кольца во всех исследуемых соединениях.

4.Реакция Миллона на тирозин.

Метод основан на способности тирозина (как свободного, так и входящего в состав белка) при нагревании с реактивом Миллона образовывать ртутную соль нитротирозина, окрашенную в пурпурно-красный цвет.

Эта реакция положительна также для фенольных соединений.

Ход определения.

В одну пробирку вносят 5 капель раствора яичного белка, в другую – тирозина и в третью – фенилаланина. В каждую из них добавляют по 3 капли реактива Миллона и осторожно нагревают на водяной бане (не выше 50˚С), наблюдая за появлением окрашивания.



https://studfiles.net/html/2706/613/html_dugjrtiwq8.sxuk/img-xmew9v.png

Наблюдается появление красного окрашивания в пробирках с раствором белка (пробирка №1) и тирозина (пробирка №2), в пробирке с фенилаланином окраска не проявляется (см. рис.6,7 Приложения).

Таким образом, доказано присутствие аминокислоты тирозин в альбумине куриного яйца.

5.Реакция Адамкевича на триптофан.

Метод основан на способности триптофана в кислой среде реагировать с глиоксиловой кислотой с образованием соединения, окрашенного в красно-фиолетовый цвет.



Ход определения.

В одну пробирку вносят 2 капли неразбавленного свежего яичного белка, а в другую – раствор триптофана.

Добавляют в каждую из них по 10 капель ледяной уксусной кислоты и осторожно нагревают до растворения выпавшего осадка белка в первой пробирке, после чего содержимое пробирки охлаждают.

Очень осторожно, по стенке добавляют в каждый из растворов около 1 мл концентрированной серной кислоты, не допуская смешивания жидкостей. На границе двух слоев возникает характерное окрашенное кольцо, которое постепенно распространяется по всему объему раствора.

В обеих пробирках в конце эксперимента наблюдалось красное окрашивание (см. рис.8,9 Приложения).

Таким образом, проведена качественная реакция на триптофан и доказано наличие этой аминокислоты в альбумине куриного яйца.



6. Реакция Фоля на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу.

Метод основан на способности белков, в состав которых входят серусодержащие аминокислоты (цистеин, цистин), в щелочной среде при нагревании образовывать сульфид натрия, который с плюмбитом натрия дает черный или бурый осадок сульфида свинца:

Pb(CH3COO)2 + 2NaOH → Pb(OH)2↓+ 2CH3COONa

Pb(OH)2↓ + 2NaOH → Na2[Pb(OH)4] + 2H2O

Na2S + Na2[Pb(OH)4] → PbS↓ + 4NaOH

Ход определения.

В три пробирки наливают по 10 капель раствора ацетата свинца и по каплям в каждую из них прибавляют раствор гидроксида натрия до растворения первоначально образующегося осадка. В одну пробирку добавляют 5 капель раствора яичного белка, в другую – цистеина, в третью – метионина, смеси кипятят 1-2 мин и наблюдают за изменением цвета и выпадением осадка.

Наиболее заметное изменение цвета произошло в растворе белка (пробирка №1), в растворе цистеина окраска была не столь интенсиван (пробирка №2), раствор метионина не изменил своей окраски (пробирка №3) (см. рис.10,11 Приложения).

Таким образом, доказано наличие аминокислот, содержащих слабосвязанную серу в альбумине куриного яйца.



Приложение.

c:\users\acer\desktop\химия\_brocp2c5mk.jpg

Рисунок 1. Биуретовая реакция Пиотровского.



c:\users\acer\desktop\химия\6uphz7i8lyg.jpgc:\users\acer\desktop\химия\egclstggare.jpg

Рисунок 2,3. Нингидриновая реакция на альфа-аминогруппу, до и после эксперимента.



c:\users\acer\desktop\химия\dk_objdnaly.jpgc:\users\acer\desktop\химия\muvzql1pkri.jpg

Рисунок 4,5. Ксантопротеиновая реакция, до и после эксперимента.



c:\users\acer\desktop\химия\z1ghyi4kvfo.jpgc:\users\acer\desktop\химия\ybc5ej4fxx4.jpg

Рисунок 6,7. Реакция Миллона на тирозин, до и после эксперимента.



c:\users\acer\desktop\химия\jlxuhhwifeq.jpgc:\users\acer\desktop\химия\-3dudaifh3i.jpg

c:\users\acer\desktop\химия\cokqalxap4q.jpg

Рисунок 8,9,9.1. Реакция Адамкевича на триптофан, до и после проведения эксперимента.



c:\users\acer\desktop\химия\vvi_jrqrkxc.jpgc:\users\acer\desktop\химия\gdcac_bbrcg.jpg

Рисунок 10,11. Реакция Фоля, результат эксперимента.



Вывод.

Химические реакции показали наличие в изучаемом белке фенилаланина, тирозина, триптофана, цистеина и цистина, что подтверждает мысль о том, что употребление куриных яиц в пищу полезно для организма, так как белок содержит аминокислоты, необходимые для нормального функционирования человека.



Использованная литература.

  1. Е.А.Строев, В.Г.Макарова «Практикум по биологической химии». Москва «Высшая школа», 1986.

  2. В.И.Слесарев «Химия. Основы химии живого». С.-Петербург «Химиздат», 2009.

  3. Ю.Б.Филллиппович «Основы биохимии». Москва «Агар», 1999.

  4. Р.Досон, Д.Эллиот, У.Эллиот, К.Джонс «Справочник биохимика». Москва «Мир», 1991.




Каталог: media -> work
work -> Исследование процессов регенерации тканей животных и человека исследовательская работа Работа подготовлена ученицей 8
work -> Название проекта: аскорбиновая кислота в овощах и фруктах
work -> Гбоу лицей №1553 имени В. И. Вернадского, эбц гбоудо мдюц экт
work -> Департамент образования города москвы
work -> Исследовательская работа Выполнили:
work -> Воздействие фунгицидов на организм человека
work -> Департамент Образования города Москвы Северо-Западный округ гбоу школа №1747 Целительные свойства алоэ
work -> Исследовательская работа Чуплашкин Егор Алексеевич


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет