p6.identificacion y reacciones de aminoacidos y proteinas

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN de CRISTBAL DE HUAMANGA INGENIERA QUMICA Y METALURGIA QU-243

IDENTIFICACIN Y REACCIONES DE AMINOCIDOS Y PROTENAS OBJETIVOS Identificar y obtener los aminocidos y protenas mediante reacciones. Conocer las propiedades fsicas y qumicas de los aminocidos y protenas. FUNDAMENTO TERICO AMINOCIDO Un aminocido es una molcula que contiene un grupo carboxilo (COOH) y un grupo amino (-NH2) libres. Pueden representarse en general por NH2-CHR-COOH, siendo R un radical o cadena lateral caracterstica de cada aminocido. Estos grupos R son muy variados qumicamente. Desde el punto de vista qumico, los aminocidos (AA) son cidos orgnicos con un grupo amino en posicin alfa. Segn esta definicin, los cuatro sustituyentes del carbono alfa (C) en un aminocido son: Un grupo carboxilo Un grupo amino Un tomo de hidrgeno Una cadena lateral R, que es caracterstica de cada AA Constituye una excepcin el AA prolina, con un anillo pirrolidnico, que puede considerarse como un -aminocido que est N-sustituido por su propia cadena lateral (Figura de la izquierda). En todos los AA proteicos, excepto en la glicina (Gly), el carbono es asimtrico y por lo tanto, son pticamente activos. Esto indica que existen dos enantimeros (ismeros pticos), uno de la serie D y otro de la serie L. Los AA proteicos son invariablemente de la serie L. En algunos casos muy concretos se pueden encontrar AA de la serie D: en los peptidoglicanos de la pared celular, en ciertos pptidos con accin antibitica y en pptidos opioides de anfibios y reptiles. Se sabe que de los 20 aminocidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semi indispensables". Son estos 10 aminocidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentacin y, con ms razn, en los momentos en que el organismo ms los necesita: en la disfuncin o enfermedad. Los aminocidos esenciales ms problemticos son el triptfano, la lisina y la metionina. Es tpica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubrculos constituyen la base de la alimentacin. El dficit de aminocidos esenciales afectan mucho ms a los nios que a los adultos. Existen 20 aminocidos diferentes y todos ellos tienen una parte comn en su molcula que consisten en un grupo amino (NH3) y un grupo 1


cido, (COOH) como puede verse en el dibujo de los aminocidos, que aparece a continuacin:

LAS PROTENAS Las protenas son los compuestos nitrogenados ms abundantes del organismo, a la vez que fundamento mismo de la vida. En efecto, debido a la gran variedad de protenas existentes y como consecuencia de su estructura, las protenas cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos biolgicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. De este modo, actan acelerando reacciones qumicas que de otro modo no podran producirse en los tiempos necesarios para la vida (enzimas), transportando sustancias (como la hemoglobina de la sangre, que transporta oxgeno a los tejidos), cumpliendo funciones estructurales (como la queratina del pelo), sirviendo como reserva (albmina de huevo), etc. Las protenas son biopolmeros de los alfa aminocidos; las propiedades fsicas y orgnicas de una protena estn determinadas por los aminocidos que las constituyen. Las subunidades individuales de aminocido se unen por enlaces amida, llamadas enlaces peptdico. COAGULACIN A partir de cierta complejidad molecular, las protenas en solucin son coaguladas por el calor en medio dbilmente acido y en presencia de electrolitos. Se considera, en general, esta coagulacin como un proceso de hidratacin con apertura de ciertas ligaduras y con modificaciones 2

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN de CRISTBAL DE HUAMANGA INGENIERA QUMICA Y METALURGIA estructurales. Las protenas, debido al gran tamao de sus molculas, forman con el aguasoluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formacin de cogulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70:C o al ser tratadas con soluciones salinas, cidos, alcohol, etc. La coagulacin de las protenas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalizacin por los agentes indicados, que al actuar sobre la protena la desordenan por la destruccin de su estructura terciaria y cuaternaria FUNDAMENTO TERICO DEL REACTIVO DE BIURET QU-243

El Reactivo de Biuret es aquel que detecta la presencia de protenas, pptidos cortos y otros compuestos con dos o ms enlaces peptdicos en sustancias de composicin desconocida. Est hecho de hidrxido potsico (KOH) o hidrxido de sodio (NaOH) y sulfato cprico (CuSO4), junto con tartrato de sodio y potasio (KNaC4O64H2O). El reactivo, de color azul, cambia a violeta en presencia de protenas, y vira a rosa cuando se combina con polipptidos de cadena corta. El Hidrxido no participa en la reaccin, pero proporciona el medio alcalino necesario para que tenga lugar. Se usa normalmente en el ensayo de Biuret, un mtodo colorimtrico que permite determinar la concentracin de protenas de una muestra mediante espectroscopa ultravioleta-visible a una longitud de onda de 540 nm (para detectar el in Cu2+). Positivo:

FUNDAMENTO TERICO DE LA REACCIN XANTOPROTEICA: La reaccin xantoproteica es la nitracin del anillo bencnico. Es un mtodo que se puede utilizar para determinar la cantidad de protena soluble en una solucin, empleando cido ntrico concentrado. La prueba da resultado positivo en aquellas protenas con aminocidos portadores de grupos aromticos (bencnicos). Es debida a la formacin de un compuesto aromtico nitrado de color amarillo, cuando las protenas son tratadas con cido ntrico concentrado. Si una vez 3


realizada la prueba se neutraliza con un lcali, se torna color amarillo oscuro. PRECIPITACIN DE LAS PROTENAS Las protenas, debido al gran tamao de sus molculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formacin de cogulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70:C o al ser tratadas con soluciones salinas, cidos, alcohol, etc. La coagulacin de las protenas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalizacin por los agentes indicados, que al actuar sobre la proteina la desordenan por la destruccin de su estructura terciaria y cuaternaria. REACCIN CON LA NINHIDRINA El grupo alfa-amino de los aminocidos forma complejos coloreados con la ninhidrina: violeta azuloso en la mayora de los aminocidos cuyo grupo amino es primario, amarillo para la prolina e hidroxiprolina y caf para la asparagina que tiene un grupo amido en la cadena lateral. Esta reaccin tambin identifica los grupos alfa-amino libres presentes en pptidos y protenas. FUNDAMENTO TERICO DE LA REACCIN DE MILLN El Reactivo de Millon se prepara disolviendo una parte de mercurio (Hg) en una parte de cido ntrico fumante (HNO3). De esta forma, la presencia de cantidades relativamente altas de mercurio conduce a la formacin de Nitrato de mercurio (I) Hg2(NO3)2 el cual en medio fuertemente cido reacciona con el grupo -OH de la tirosina produciendo una coloracin roja caracterstica. Al finalizar la reaccin, durante la cual se desprende gran cantidad de xidos de nitrgeno, el reactivo se puede diluir con dos veces su volumen en agua y deber ser decantada algunas horas despus la solucin clara sobrenadante. Se deben tomar precauciones para la correcta eliminacin de los residuos de mercurio. MATERIALES Y REACTIVOS Materiales: Mechero de Bunsen. Seis tubos de ensayo. Rejilla. Esptula. Piseta Pinza para tubo de ensayo Bao de Mara Reactivos: Etanol. C2H6O cido clorhdrico HCl 4

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN de CRISTBAL DE HUAMANGA INGENIERA QUMICA Y METALURGIA cido ntrico Hidrxido de sodio Sulfato cprico QU-243 HNO3 NaOH CuSO4

Ninhidrina Millon Nitrato de sodio NaNO3 Albmina Clara de huevo Casena Leche Leusina (CH3)2-CH-CH2CH(NH2)-COOH Glicina H2N-CH2COOH Serina HO-CH2CH(NH2)-COOH Asparagina H2NCOCH2CH (NH2) COOH PROCEDIMIENTO, DATOS Y RESULTADOS EXPERIMENTAL: ENSAYO N 01. COAGULACIN: Se dispuso de 6 tubos de ensayo, a cada uno de ellos se ech 2 mL de la solucin de clara de huevo. El primer tubo se calent y se observ, al segundo tubo se agreg 4 mL de etanol, al tercero se aadi gotas de cido clorhdrico concentrado, al cuarto se agreg cido ntrico concentrado y al quinto una solucin de NaOH al 20%. El sexto tubo se us para comparar. Luego se observ y anot en los casos que se ha formado la coagulacin. Y se repiti el ensayo con la solucin de casena. ALBUMINA: REACCIONES:

Observacin: se observo la formacin un coagulo blanco en algunas soluciones. Conclusin: Las proteinas que contiene la clara del huevo se desnaturalizan perdiendo su forma original, lo que ocurre ah es una desnaturalizacion de proteinas. Cuando se les cambia condiciones como ph, temperatura, salinidad y otros, las proteinas cambian de forma y se precipitan, a esto es a lo que se le llama desnaturalizacion. CASENA REACCIONES:

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DISCUSINES: La desnaturalizacin de la protena ocurre cuando las atracciones intermoleculares dbiles conservan con delicadeza la estructura terciaria de una protena globular. Con frecuencia un ligero cambio en la temperatura o en el pH altera su estructura terciaria la que es causante de que la protena se desnaturalice. La desnaturalizacin se efecta en condiciones tan suaves que la estructura primaria permanece intacta, pero la estructura terciaria se desdobla de una forma globular especfica a una cadena enrollada al azar. Conclusin Es una prueba para identificar: albminas, globulinas, glutelinas y prolaminas. La positividad se manifiesta por la formacin de un cogulo. No se conoce exactamente el mecanismo de reaccin, se cree que ocurre cierta deshidratacin de la molcula proteica. ENSAYO N 02. REACCIONES DE BIURET. En un tubo de ensayo se ech 2 mL de solucin de clara de huevo, agregar 1 mL de NaOH al 40%, luego se aadi gota a gota la solucin de sulfato cprico al 1%, se agit y se continu aadiendo hasta notar cambio. Luego se repiti el ensayo con la solucin de casena y con los aminocidos. REACCIONES:

Observacin: se observo la formacin de un precipitado violeta.

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Observacin: se observo la formacin de un precipitado azul intenso. Leucina

Observacin: se observo la formacin de un precipitado azul. Glicina

Observacin: se observo la formacin de un precipitado azul. Serina

Observacin: se observo la formacin de un precipitado azul. Asparagina

Observacin: se observo la formacin de un precipitado azul. DISCUSIN: El reactivo de Biuret reacciona frente a las protenas y aminocidos dando a la solucin una coloracin azul. ENSAYO N 03. REACCIN XANTOPROTICA. Se ech en un tubo de ensayo 2 mL de la solucin de clara de huevo, se aadi 1 mL de cido ntrico concentrado, y se calent en bao mara por 2 3 minutos, luego de enfriar se aadi hidrxido de sodio al 40% 7


hasta que la solucin sea fuertemente calcina. Se observ los cambios de coloracin y otros detalles. Se repiti el ensayo con soluciones de casena y aminocidos. Observacin: se observo la formacin de un precipitado amarillo, que se ubicaba en la superficie (debido a su densidad). Observacin: se observo la formacin de un precipitado amarillo que se ubico en la base del tubo, fue una reaccin exotrmica.

Leucina

Observacin: se obtuvo una solucin incolora. Glicina

Observacin: se obtuvo una solucin incolora Serina

Observacin: fue una reaccin exotrmica. Asparagina

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Observacin: fue una reaccin exotrmica. DISCUSIN: De lo observado deducimos que el reactivo xantoprotica solo reacciona con las protenas. Por lo tanto este reactivo es selectivo y se emplea para la identificacin de protenas Conclusin Es una reaccin que reconoce los aminocidos que poseen el grupo bencnico (tirosina, fenilalanina, triptfano). Las protenas que tienen en su composicin estos aminocidos tambin darn la reaccin. La positividad se reconoce por la aparicin de un color amarillo o verde debido a la formacin de nitrocompuestos ENSAYO N 04. PRECIPITACIN DE PROTENAS. Se dispuso de 6 tubos de ensayo, al primero se ech 5 mL de agua, al segundo 5 mL de la solucin de clara de huevo, al tercero 5 mL de agua y 4 gotas de HCl al 10%, al cuarto 5 mL de solucin de clara de huevo y 4 gotas de HCl al 10%, al quinto 5 mL de agua y 4 gotas de solucin de NaOH al 10%, al sexto 5 mL de solucin de clara huevo y 4 gotas de NaOH al 10%. A cada tubo agregar 2 mL de solucin de sulfato de cobre al 10% y se observ los resultados.

Se obtuvo una solucin celeste.

Se obtuvo una solucin blanquecina, algo lechosa.


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Se obtuvo una solucin violeta. CASEINA

Se obtuvo una solucin celeste

Se obtuvo una solucin celeste con precipitado.


Se obtuvo una solucin celeste con precipitado.


Se obtuvo una solucin azul con precipitado. OBSERVACIN: 10


De esto deducimos que las protenas precipitan en tono azul - violeta con CuSO4 en medio cido y bsico respectivamente, caracterizando este ensayo para la identificacin de las protenas. ENSAYO N 05. REACCIN CON LA NINHIDRINA. En un tubo de ensayo se ech 1 mL de una solucin de aminocidos, luego se agreg 5 gotas de la solucin de Ninhidrina, se calent a ebullicin por 2 5 minutos. La coloracin azul o violeta nos indicaba la presencia de un aminocido. Se repiti el ensayo con otros aminocidos, con la solucin de albminas y con la solucin de casena. REACCIONES Leucina

Observacin: se obtuvo una solucin azul intenso. Glicina

Observacin: se obtuvo una solucin azul intenso. Serina

Observacin: se obtuvo una solucin azul intenso. Asparagina

Observacin: se obtuvo una solucin amarilla. Albumina

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Observacin: se obtuvo una solucin azul con precipitado. Casena

Observacin: se obtuvo una solucin blanquecina con precipitado. ENSAYO N 06. REACCIN DE MILLON. En un tubo de ensayo se ech 2 mL de la solucin de clara de huevo, se agreg 5 gotas del reactivo de Millon y se calent en un bao de agua hirviendo por 10 minutos, luego de enfriar a temperatura ambiente, se agreg 5 gotas de solucin de nitrato de sodio. La aparicin de un color rojo ladrillo nos indicaba un resultado positivo. Se repiti el ensayo con la solucin de casena y con soluciones de los aminocidos. REACCIONES:

OBSERVACIN: En los dos tubos se observo la formacin de un precipitado de color rojo dbil, lo cual indica el resultado positivo de nuestro ensayo. CONCLUSIONES: Aprendimos a diferenciar y reconocer las protenas y aminocidos en las distintas reacciones realizadas. Pudimos observar las diferentes reacciones que se realizaron para el tratamiento especfico de las protenas (albmina). Las protenas constituyen una de las molculas ms importantes en el organismo, ya que cumple muchas funciones. La coagulacin de las protenas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalizacin por los agentes indicados, que al actuar 12


sobre la protena la desordenan por la destruccin de su estructura terciaria y cuaternaria. Las protenas, debido al gran tamao de sus molculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formacin de cogulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70 C o al ser tratadas con soluciones salinas, cidos, alcohol, etc. Las albminas se coagulan fcilmente en el calor e hidrolizan a los -aminocidos o a sus derivados. Se demostr que los aminocidos son anfteros o sea que tienen propiedades tanto cidas como bsicas, mediante el uso de diferentes reactivos. RECOMENDACIONES: Recomendara la atencin a la hora de la reaccin donde presenta una etapa de coloracin de los reactivos. Tener en cuenta que la temperatura es bastante importante en la coloracin y reaccin Realizar con cuidado los ensayos de la prctica, puede ocasionar quemaduras u otros daos. CUESTIONARIO: 1.- Describa otros dos ensayos para aminocidos. Reaccin de Ehrlich: La presencia de anillos aromticos fenlicos o nitrogenados en la cadena lateral de los Aminocidos se puede identificar mediante la reaccin con cido sulfanlico y nitrito de Sodio por formacin de sales de Diazonio fuertemente coloreadas permitiendo as detectar la presencia de Tirosina e Histidina libres o formando pptidos y protenas. En 5 tubos de ensayo rotulados como: blanco, triptfano, problema, albmina de huevo, protena de trigo. Agregue a cada tubo en el siguiente orden: 1 mL de cido sulfanilico 0.5% y 1 mL de Nitrito de sodio, mezcle bien y deje en reposo durante 15 minutos. Luego a cada tubo agregue 1 mL de la solucin correspondiente al rtulo. Mezcle y adicione a cada tubo 0.5 mL. de NH4OH 10%. Observe y anote los resultados. Reaccin de Hopkins Cole El anillo indlico presente en la cadena lateral de los alfa-aminocidos libres o haciendo parte de pptidos y protenas se puede reconocer mediante reaccin con el cido glioxlico a pH cido, puesto que forma complejos de coloracin violeta o amarillo violeta, permitiendo as identificar al triptfano. Rotule 5 tubos de ensayo como: blanco, triptfano, problema, albmina de huevo y harina de trigo. 13


Adicione a cada uno 2 mL. de la solucin correspondiente y 2 mL. del reactivo de Hopkins Cole. Mezcle bien el contenido y adicione a cada tubo por las paredes lenta y cuidadosamente, sin mezclar 1 mL. de cido sulfrico concentrado, la formacin de un anillo violeta en la interfase es prueba positiva para el triptfano. 2.- Cul es la diferencia entre una protena simple y una protena conjugada? DIFERENCIAS: - Las PROTENAS SIMPLES estn formadas por Aminocidos como la UBIQUITINA (Formada por 53 Aminocidos). - Las Protenas Simples o HOLOPROTENAS son aquellas que al hidrolizarse producen nicamente AMINOCIDOS. Las PROTENAS CONJUGADAS adems de la Cadena Polipeptdica contiene un componente no Aminoacdico llamado GRUPO PROSTTICO (Azcar, Lpido, cido Nucleico, etc.) - Las Protenas Conjugadas o HETEROPROTENAS son protenas que al hidrolizarse producen tambin, adems de los aminocidos, otros componentes orgnicos o inorgnicos. La porcin no proteica de una protena conjugada se denomina Grupo Prosttico. Ejemplos: Hemoglobina. Mioglobina, Citocromos, Lipoprotenas, etc. 3.- Describa la estructura y nombre de 10 aminocidos. Todas las protenas son cadenas lineales compuestas de algunos de estos veinte aminocidos.

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BIBLIOGRAFA : QUIMICA ORGNICA FUNDAMENTAL, LOUIS F. FISER - Mary Fiser. Edt. Alahambra .s.a. Pgs. 194 207 QUIMICA ORGNICA, Jhon Mac Murry. Edicin 5ta. Pgs. 748 698, 545 QUIMICA ORGNICA. L. Finar. Edt. Alahambra. s.a. Pps .587 597 http://www.alimentacionsana.com.ar/informaciones/novedades/aminoacidos.htm http://www.arrakis.es/~lluengo/proteinas.html http://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido http://www.zonadiet.com/nutricion/amacido.htm http://www.ehu.es/biomoleculas/AA/aa1.htm HTTP://WWW.CROMLAB.ES/REAC_DER_AA_NINHYDRIN.HTM

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