Лабораторная работа № 1 цветные реакции на белки

При взаимодействии белка с отдельными химическими веществами возникают окрашенные продукты реакции. Образование их обусловлено присутствием в молекуле белка связей или различных аминокислот, т.е. определенных химических группировок, обуславливающих ход реакции. Поэтому и вещества не белковой природы, но имеющие те же химические группировки, могут давать эти реакции.

Различают так называемые универсальные цветные реакции, свойственные всем белкам — это биуретовая и нингидриновая реакции, остальные цветные реакции обусловлены природой радикалов аминокислот.

По цветным реакциям можно доказать белковую природу вещества, обнаружить наличие или отсутствие отдельных аминокислот. Кроме того, разработаны методы количественного определения белков и аминокислот, в основе которых лежат цветные реакции.

1. Биуретовая реакция

Биуретовая реакция является универсальной на пептидную связь в белках. Вещества, имеющие в своем составе не менее 2-х пептидных связей дают эту реакцию.

Реакция состоит в том, что в щелочной среде в присутствии сернокислой меди белки и полипептиды дают сине-фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание в зависимости от длины пептида вследствие образования комплексных соединений меди с пептидной группой. Продукты гидролиза белков (пептоны) могут давать розовое, красное окрашивание.

Названа эта реакция так потому, что ее дает и биурет, содержащий также пептидные связи. Биурет, имеющий две группировки -СО-NН-, образуется при нагревании сухой мочевины с отщеплением аммиака:

мочевина биурет

Группа, образующая пептидную связь |-СО-NН-|, в щелочной среде присутствует в таутомерной енольной форме:

лактамная лактимная

Щелочная среда приводит к появлению отрицательного заряда вследствие диссоциации ОН - группы, благодаря этому кислород взаимодействует с медью с образованием солеобразной связи, а медь в свою очередь с атомами азота связана через дополнительно координационные связи за счет использования их неподеленных электронных пар. Это ведет к образованию стабильного комплекса. Схематично реакцию можно представить так:

лактимная форма полипептида

Ход работы: В пробирку налить 1мл раствора белка, 1-2 мл 10% NаОН и 1-2 капли раствора сернокислой меди (1%). При взбалтывании появляется фиолетовое окрашивание. Образуется Сu*Na протеинат. Проделать тот же опыт, заменив NаОН чистой водой.

2. Ксантопротеиновая реакция

Ксантопротеиновая реакция открывает наличие в белках циклических аминокислот – триптофана, фенилаланина, тирозина, содержащих в своем составе ароматическое ядро.

Реакция носит название от греч. слова Xanthos – желтый. Ряд белков при добавлении к ним концентрированной азотной кислоты при нагревании дают желтое окрашивание, которое может переходить в оранжевое в щелочной среде.

Реакция вызвана нитрованием бензольного ядра указанных циклических аминокислот и образованием нитросоединений желтого цвета.

Тирозин Динитротирозин (желт.цв.)

При подщелачивании возникает хиноидная структура, окрашенная в оранжевый цвет.

Натриевая соль динитротирозина хиноидной структуры (оранжевого цвета)

Аналогично протекает реакция нитрования триптофана.

Ксантопротеиновую реакцию дают почти все белки. Ксантопротеиновая реакция обуславливает появление желтого окрашивания при попадании концентрированной азотной кислоты на кожу, ногти. Эту реакцию могут давать и более простые ароматические соединения (например, фенолы).

Исключение составляют клупеин и сальмин (из группы протаминов) и желатина, в молекуле которых почти полностью отсутствуют ароматические аминокислоты.

Ход работы: К раствору белка 1 мл прилить 5-6 капель концентрированной азотной кислоты, белок выпадает в осадок. При подогревании (осторожно) раствор окрашивается в желтый цвет. После охлаждения в пробирку наливают по каплям 10% раствор едкого натра до появления оранжевого окрашивания вследствие образования натриевой соли динитротирозина.