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Para obtener más trabajos e informaciones visita: http://laultimapitada.blogspot.com/ http://laultimapitada.blogspot.com/ DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES QUIMICAS DE LAS PROTEINAS I. INTRODUCCION: Se considera a las proteínas como polímeros biológicos de aminoácidos. En las proteínas existen 20 tipos de aminoácidos diferentes los cuales están en un número y secuencia determinados por el código genético. Con respecto a su tamaño, las proteínas van desde un peso molecular de 6000 Dalton hasta varios millones de Dalton con una considerable variación de formas y estructuras. Para su estudio se consideran cuatro niveles de complejidad estructural; siendo la más simple la estructura primaria y la más compleja la estructura cuaternaria cuya conformación depende de diferentes fuerzas químicas de atracción y repulsión que son ejercidas sobre la estructura molecular de la proteína y por lo tanto son responsables de su estabilidad. Por convención se acepta dividir a las proteínas en dos grupos: proteínas simples y conjugadas, las cuales presentan diferencias en sus propiedades químicas y físicas. Sin embargo, para los fines que se persiguen en esta practica se les mencionara en forma general. Los factores que pueden afectar la solubilidad de una proteína son: La fuerza iónica del medio, el pH. La temperatura y la constante dieléctrica del solvente. Cuando hay un cambio de cualquiera de estos factores, la proteína responde con una intensidad proporcional al cambio, esto es, que puede afectar la estructura proteica de una manera superficial o lo hace tan drásticamente que desnaturaliza a la proteína. Por fortuna, en nuestro organismo, la variación de tales factores es mínima por lo que son imperceptibles los cambios en la proteína. II. OBJETIVOS: Al término de esta práctica, el alumno será capaz de describir y demostrar de manera cualitativa las propiedades químicas de las proteínas en base a los siguientes aspectos: 1. Solubilidad de las proteínas.

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Para obtener más trabajos e informaciones visita: http://laultimapitada.blogspot.com/

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DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES QUIMICAS DE LAS

PROTEINAS

I. INTRODUCCION:

Se considera a las proteínas como polímeros biológicos de aminoácidos. En las

proteínas existen 20 tipos de aminoácidos diferentes los cuales están en un número

y secuencia determinados por el código genético.

Con respecto a su tamaño, las proteínas van desde un peso molecular de 6000

Dalton hasta varios millones de Dalton con una considerable variación de formas

y estructuras. Para su estudio se consideran cuatro niveles de complejidad

estructural; siendo la más simple la estructura primaria y la más compleja la

estructura cuaternaria cuya conformación depende de diferentes fuerzas químicas

de atracción y repulsión que son ejercidas sobre la estructura molecular de la

proteína y por lo tanto son responsables de su estabilidad.

Por convención se acepta dividir a las proteínas en dos grupos: proteínas simples y

conjugadas, las cuales presentan diferencias en sus propiedades químicas y físicas.

Sin embargo, para los fines que se persiguen en esta practica se les mencionara en

forma general.

Los factores que pueden afectar la solubilidad de una proteína son: La fuerza

iónica del medio, el pH. La temperatura y la constante dieléctrica del solvente.

Cuando hay un cambio de cualquiera de estos factores, la proteína responde con

una intensidad proporcional al cambio, esto es, que puede afectar la estructura

proteica de una manera superficial o lo hace tan drásticamente que desnaturaliza a

la proteína. Por fortuna, en nuestro organismo, la variación de tales factores es

mínima por lo que son imperceptibles los cambios en la proteína.

II. OBJETIVOS:

Al término de esta práctica, el alumno será capaz de describir y demostrar de

manera cualitativa las propiedades químicas de las proteínas en base a los

siguientes aspectos:

1. Solubilidad de las proteínas.

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2. Las propiedades electroquímicas de las proteínas.

3. El efecto ácido-básico en la solubilidad de las proteínas.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

En la leche hay tres clases de proteínas: caseína, lacto albúminas y lacto

globulinas

(Todas globulares).

La caseína representa el 80% de las proteínas presentes en la leche y el 2,7% en

composición de la leche líquida, hay varios tipos de caseína, estas proteínas

precipitan del líquido cuando esta toma un pH ácido.

El pH en el que precipitan las proteínas se denomina punto isoeléctrico (pI), ya

que se encuentran en el equilibrio las cargas positivas y negativas presentando

una carga neta de 0 y la proteína presenta su máxima posibilidad para ser

precipitada ya que la partículas se agregan. Debido a la composición en

aminoácidos de la proteína, los radicales libres pueden existir en tres formas

dependiendo del pH del medio: catiónicos, neutros y aniónicos, y así cada

proteína tendrá un pI diferente.

La propiedad característica de la caseína es su baja solubilidad a pH 4,6. El pH

de la leche es 6,6 aproximadamente, estando a ese pH la caseína cargada

negativamente y solubilizada como sal cálcica. Si se añade ácido a la leche, la

carga negativa de la superficie de la micela se neutraliza (los grupos fosfato se

protonan) y la proteína neutra precipita:

Ca2+ Caseinato + 2HCl Caseína + CaCl2

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La conformación de la caseína es similar a las proteínas desnaturalizadas

globulares.

El alto numero de residuos de prolina en la caseína causa un especial

plegamiento en la cadena de proteína e inhibe la formación de una fuerte y

ordenada estructura secundaria. La caseína no contiene puentes di sulfuro.

La función biológica de las micelas de caseína es transportar grandes cantidades

de Ca y P altamente insoluble en forma liquida a los lactantes y formar un

coagulo en el estomago para favorecer una nutrición eficiente. Además de

caseína, Ca y P la micela formada también contiene citrato, iones, lipasa,

enzimas plasmáticos y suero. Estas micelas ocupan del 6-12% del volumen total

de la leche.

IV. METODOLOGIA Y METODOS:

A. Materiales y equipos

• 10 tubos de ensayos de 10 X 150 mm

• 1 pipeta de 10 ml.

• 5 pipetas de 5 ml.

• 1 pipeta de 5 ml.

• 1 gradilla

• Agua destilada

• Acido Acético: 0.01 N, 0.1 N y 1.0 N20 ml. Etanol

• 30 ml. Éter Etílico

• 250 ml. de Leche Fresca

• Termómetro

• Calentador Eléctrico

• Cintas para Medir pH.

B. Métodos

• Construcción de Gráficos

� Elaborar una gráfica con los valores obtenidos de pH y Solubilidad.

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V. PROCEDIMIENTO:

A. Aislamiento de la caseína: (se hará previo a la práctica)

Caliente en un vaso de precipitados 150 ml de agua destilada a 38 º C, añada 50ml de leche y luego gota a gota y con agitación, adicione ácido acético 2 M hasta que observe que se forma un precipitado (la leche se corta). Deje sedimentar, decante y filtre sobre papel de filtro rápido, luego lave el precipitado con 20 ml de etanol en el mismo filtro y seque el precipitado colocando varias toallas de papel absorbente. Coloque el precipitado en un vaso de precipitados pequeño previamente pesado, vuelva a pesar el vaso con el precipitado y luego adicione 5ml/g de éter etílico, filtre nuevamente. Deseche el sobrenadante y queda un precipitado blanco de fácil manipulación.

B. Preparación de la caseína:

Coloque 250 mg de caseína en un erlenmeyer de 150ml, agregue 20ml de agua destilada y 5 ml de NaOH 0.1N; agite hasta lograr una solución total de la caseína. Una vez disuelta la caseína, adicione 5 ml de ácido acético 1N y diluya con agua destilada hasta 50ml y mezcle bien. La solución debe ser clara y limpia y si no es así, debe volver a filtrar.

C. pI de la caseína:

En diez tubos de ensayos limpios y secos adicione exactamente los volúmenes de los reactivos según la siguiente tabla:

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Confirme el valor de pH resultante de cada tubo con un potenciómetro o con papel indicador universal. Luego agregue a cada tubo 1ml de la solución de caseína, agite inmediatamente el contenido del tubo y déjelo reposar durante 20 minutos. Utilizando el espectrofotómetro, determinar la absorbancia.

VI. RESULTADOS:

A. Tabla de datos

Determinación del punto Isoeléctrico de la caseína por adición de un ácido.

Tubo pH Absorbancia

1 5.7 0.057

2 5.5 0.056

3 4.8 0.059

4 4.5 0.056

5 4.4 0.059

6 4.6 0.059

7 3.5 0.055

8 2.8 0.045

9 2.4 0.035

10 2.2 0.034

Tubo pH Agua

destilada

Ac. Acético

0.01N

Ac. Acético

0.1

Ac. Acético

1.0N

1 5.7 8.38 0.62 0 0

2 5.5 7.75 1.25 0 0

3 4.8 8.75 0 0.25 0

4 4.5 8.5 0 0.5 0

5 4.4 8.0 0 1.0 0

6 4.6 7.0 0 2.0 0

7 3.5 5.0 0 4.0 0

8 2.8 1.0 0 8.0 0

9 2.4 7.4 0 0 1.6

10 2.2 5.8 0 0 3.2

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Gráfico 1: Representación en dispersión de la Absorbancia de la caseína en función del

pH

Gráfico 2: Representación esquemática de la Absorbancia de la caseína en función del pH

Absorbancia de la Caseína en Función del pH

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0 1 2 3 4 5 6pH

Absorvancia

Absorbancia de la Caseína en Función del pH

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0 1 2 3 4 5 6pH

Absorbancia

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VII. DISCUSIONES:

1. La página

http://dspace.c3sl.ufpr.br/dspace/bitstream/1884/2496/3/det+proteina.pdf

manifiesta lo siguiente: “La caseína es una proteína de la leche, del tipo

fosfoproteína. Representa cerca del 77% al 82% de las proteínas de la leche…”

Esto ayuda a entender porque esta sustancia era muy sensible a los cambios de

temperatura, acidez o basicidad.

2. En la página

http://72.14.209.104/search?q=cache:kckEAoOx_MsJ:www.upo.es/depa/webd

ex/quimfis/docencia/biotec_FQbiomol/Practica3FQB.pdf+caseina+punto+isoe

lectrico&hl=es&ct=clnk&cd=10&gl=pe menciona que: “La propiedad

característica de la caseína es su baja solubilidad a pH 4,6. El pH de la leche

es 6,6 aproximadamente, estando a ese pH la caseína cargada negativamente

y solubilizada como sal cálcica. Si se añade ácido a la leche, la carga

negativa de la superficie de la micela se neutraliza (los grupos fosfato se

protonan) y la proteína neutra precipita”.

Este principio fue el utilizado en el laboratorio para obtener la caseína, para lo

cual se agregó acido acético a la muestra de leche, obteniendo una masa blanca

e inodora.

3. Jean Claude Cheftel - Jean Lous Cuq – Denis Lorient en “Proteínas

Alimentarías”. Editorial Acribia S.A. Zaragoza (España), afirman que: “Se

puede hacer precipitar la proteína (caseína) que contiene la leche,

acidificando el medio y logrará regenerarla aplicando un compuesto

alcalí…”

Con esto se explica el ¿porque?, al agregar NaOH 0.1N, la caseína (en ese

momento una masa sólida), se hizo soluble; ya que el Hidroxido de Sodio es

una base (se reponía las condiciones iniciales de la leche).

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4. Según la página:

http://dspace.c3sl.ufpr.br/dspace/bitstream/1884/2496/3/det+proteina.pdf,

manifiesta lo siguiente: “El punto Isoeléctrico (o pH isoeléctrico) de la

caseína es 4.6. A este pH, la caseína se encuentra en su punto de menos

solubilidad, debido a que hay menos repulsiones intermoleculares, por lo que

precipita”.

Este es un dato curioso, ya que en la práctica se halló un valor de punto

Isoeléctrico igual a ese dato (4.6= Pi), con lo cual nos podemos afirmar que

estuvimos realizando la practica de manera adecuada.

5. En la Página: http://www.arrakis.es/~lluengo/pproteinas.html, menciona

que:”El método turbidimetríco empleado se basa en la medida de la turbidez

de una solución o suspensión en la que la cantidad de luz transmitida se

cuantifica con un espectrofotómetro o se estima mediante comparación visual

con soluciones de turbidez conocida. Se sabe que la absorbancia de un analito

solubilizado es proporcional a su concentración (Ley de Beer). Por lo tanto,

es de esperar que no se registren valores de absorbancia de una proteína en

su punto isoeléctrico, pues no se encontraría como soluto. Por el contrario es

posible analizar la absorbancia de la misma en soluciones de pH superiores o

inferiores al isoeléctrico, obteniéndose dos posibles relaciones lineales”.

Por este motivo fue que se usó el espectrofotómetro para analizar la

solubilidad en las muestras.

6. Con los datos obtenidos del laboratorio, solubilidad y pH, de la muestra de

caseína se llegó a elaborar una gráfica. De donde podemos resaltar que: la

trayectoria de la línea era una especie de función logarítmica, hasta que llega

al pH 4.5 y sufre una caída, considerando que el punto isoeléctrico es a pH 4.6

y con las teorías anteriores, se hace la siguiente suposición: Que la caseina

permanece soluble cuando el pH es demasiado elevado y se precipita al llegar

a 4.5 (cercano al 4.6) y retorna a soluble cuando el pH continua ascendiendo.

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VIII. CONCLUSIONES:

1. Se puede obtener la caseína que se halla en la leche (en forma de sal cálcica),

acidificando el medio y así provocar su precipitación.

2. La caseína es una proteína de la leche.

3. La caseína se dispersa bien en un medio alcalino.

4. En el punto isoeléctrico (pI), se encuentran en el equilibrio las cargas positivas

y negativas por lo que la proteína presenta su máxima posibilidad para ser

precipitada al disminuir su solubilidad y facilitar su agregación.

5. Se puede obtener el punto Isoeléctrico mediante el pH y los datos de la

solubilidad.

6. Mientras más lípidos contenga un producto, la muestra será más insoluble.

7. Según la gráfica obtenida con los datos de laboratorio: A mayor pH en una

muestra, mayor será la solubilidad.

IX. BIBLIOGRAFIA:

1. http://dspace.c3sl.ufpr.br/dspace/bitstream/1884/2496/3/det+proteina.pdf

2. http://72.14.209.104/search?q=cache:kckEAoOx_MsJ:www.upo.es/depa/webd

ex/quimfis/docencia/biotec_FQbiomol/Practica3FQB.pdf+caseina+punto+iso

electrico&hl=es&ct=clnk&cd=10&gl=pe

3. www.quiminet.com.mx

4. http://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/biotec_FQbiomol/Practica

3FQB.pdf

5. Proteínas alimentarías. Jean Claude Cheftel - Jean Lous Cuq – Denis Lorient.

Editorial Acribia S.A. Zaragoza (España).

6. http://www.arrakis.es/~lluengo/pproteinas.html

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X. CUESTIONARIO:

1. De que factores depende la solubilidad de una proteína en el agua.

� La solubilidad de una proteína depende de los siguientes factores:

• De su composición en aminoácidos: una proteína rica en aminoácidos

polares es, en general, más hidrosoluble que una proteína rica en

aminoácidos hidrofóbicos.

• De su estructura tridimensional: las proteínas fibrosas son, en general,

menos solubles que las globulares.

• Del entorno de la propia proteína: La temperatura, la constante dieléctrica

del medio, el pH del mismo y la fuerza iónica son los principales factores

ambientales que influyen en la solubilidad de una proteína.

� La solubilidad es debida a los radicales (-R) libres de los aminoácidos que,

al ionizarse, establecen enlaces débiles (puentes de hidrógeno) con las

moléculas de agua. Así, cuando una proteína se solubiliza queda recubierta

de una capa de moléculas de agua (capa de solvatación) que impide que se

pueda unir a otras proteínas lo cual provocaría su precipitación

(insolubilización). Esta propiedad es la que hace posible la hidratación de

los tejidos de los seres vivos.

2. Explique como afecta un cambio en la constante dieléctrica del agua a la

solubilidad de una proteína.

� En primer lugar, el agua, que es un disolvente polar, produce un efecto que

llamamos apantallamiento, y que se debe a que cada macromolécula iónica

aparece rodeada por un conjunto de "dipolos" de agua, debilitando así la

posible interacción electrostática entre dos macromoléculas cargadas.

� Pero si además en la disolución existen iones, procedentes por ejemplo de

sales disueltas, éstos van a interaccionar con aquellas macromoléculas

iónicas cuya carga sea de signo opuesto, formando lo que se conoce como

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atmósfera contraiónica. Como consecuencia aparece un apantallamiento

aún mayor que el producido por el agua, y por lo tanto una reducción

mayor de las interacciones de tipo electrostático entre macromoléculas

iónicas.

� Dicho de otro modo, las fuerzas de atracción electrostáticas se expresan a

través de la ley de Coulomb, que nos dice que dichas fuerzas son

inversamente proporcionales a una propiedad del medio que separa las

cargas llamada constante dieléctrica. La constante dieléctrica del medio es

mayor cuanto mayor sea su polaridad. El agua, que es un disolvente muy

polar, tiene una constante dieléctrica grande, por lo que la fuerza de

interacción electrostática entre moléculas cargadas en medio acuoso es

menor que en otros disolventes menos polares. La constante dieléctrica

será mayor aún, y las interacciones electrostáticas serán menores, en un

medio acuoso con una concentración salina elevada.

3. Qué relación existe entre el punto isolelectrico y la solubilidad de una

proteína.

La relación que existe es que si el pH se encuentra por debajo o encima del

Punto Isoeléctrico, la proteína tendera a ser soluble.

4. Consulte la importancia industrial de la caseína

� La caseína se emplea en la industria para la fabricación de pinturas

especiales (usada desde la antigüedad por los egipcios) y en el apresto de

tejidos,

� La clarificación de vinos,

� La elaboración de preparados farmacéuticos

� Y la fabricación de plásticos.

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5. ¿Cuál es el valor del Punto Isoeléctrico de la caseína?

� El punto Isoeléctrico (o pH isoeléctrico) de la caseína es 4.6. A este

pH, la caseína se encuentra en su punto de menos solubilidad, debido a

que hay menos repulsiones intermoleculares, por lo que precipita. El

precipitado es de color blanco parecido a queso cottage el cual como la

mayoría de quesos esta compuesta por este

6. Averigüe el valor del punto isoeléctrico de tres proteínas de interés.

� La albúmina (proteína del huevo) tienen un punto isoeléctrico de 4.8.

� Una de las lipasas extracelulares mostró un punto isoeléctrico (pI) de

5,7

� La albúmina (proteína del huevo) tienen un punto isoeléctrico de 4.8.

• Actina: pH: 4.7

• Miosina: pH. 5.4