Reakcija Xantoproteina na protein: znakovi i formula jednadžbe

Da bi se uspostavio kvalitativni sastav mnogih prehrambenih proizvoda, koristi se xantoproteinska reakcija na protein. Prisutnost aromatičnih aminokiselina u spoju daje pozitivnu promjenu boje u uzorku koji se razmatra.

Što je protein?

Također se naziva protein koji je građevinski materijal za živi organizam. Proteini podupiru volumen mišića, vraćaju traumatizirane i mrtve tkivo strukture različitih organa, bilo da se radi o kosi, koži ili ligamentima. Svojim sudjelovanjem proizvode se crvene krvne stanice, regulira se normalno funkcioniranje mnogih hormona i stanice imunološkog sustava.

Ovo je složena molekula, koja je polipeptid s masom većom od 6 x 10³ Daltona. Struktura proteina nastaje aminokiselinskih ostataka u velikim količinama povezanim peptidnom vezom.

Struktura proteina

Značajka tih tvari u usporedbi s niskomolekularnim peptidima je njihova razvijena prostorna trodimenzionalna struktura, potkrijepljena utjecajima s različitim stupnjevima atrakcije. Proteini imaju strukturu na četiri razine. Za svaku od njih, njihova svojstva su inherentna.

Temelj primarne organizacije njihovih molekula je aminokiselinska sekvenca, čija struktura prepoznaje reakciju ksantoproteina na protein. Takva struktura je povremeno ponavljana peptidna veza -HN-CH-CO-, a selektivni dio je bočni lanac radikala aminokarboksilnih kiselina. Oni određuju svojstva supstance u cjelini u budućnosti.

Primarna struktura proteina se smatra prilično jakom, to je zbog prisustva jakih kovalentnih interakcija u peptidnim vezama. Nastajanje naknadnih razina događa se ovisno o znakovima utvrđenim u početnoj fazi.

Formiranje sekundarne strukture moguće je zbog uvijanja aminokiselinske sekvencije u spiralu u kojoj se između zavoja uspostavljaju vodljive veze.

Tercijarni stupanj organizacija molekula nastaje primjenom jedne spirale na ostale fragmente s pojavom svih mogućih veza između njih, s vodikom, disulfid, kovalentnim ili ionskog spoja. Kao rezultat toga, udruge se dobivaju u obliku globula.

Prostorni raspored tercijarnih struktura uz formiranje kemijskih veza između njih dovodi do formiranja konačnih vrsta molekule ili kvaternarne razine.

Amino kiseline

Oni su odgovorni za kemijska svojstva proteina. Postoji oko 20 glavnih aminokiselina koje čine polipeptide u različitim sekvencama. To također uključuje rijetke aminokarboksilne kiseline u obliku hidroksiprolina i hidroksilizina, koje su izvedene iz osnovnih peptida.

Kao znak reakcije prepoznavanja proteina xantoproteina, prisutnost pojedinačnih aminokiselina daje promjenu boje reagensa, što upućuje na prisutnost specifičnih struktura u njihovom sastavu.

Kao što se ispostavilo, sve su to karboksilne kiseline, u kojima je vodikov atom zamijenjen amino skupinom.

Primjer strukture molekule može biti strukturna formula glicin (HNHminus-HCHminus-COOH) kao najjednostavnija aminokiselina.

U ovom slučaju, jedan od CH₂- ugljik može biti zamijenjen dušim radikalom uključujući benzenski prsten, amino, sulfonske, karboksi skupine.

Što znači xantoproteinska reakcija?

Za provedbu kvalitativne analize proteina koriste se razne metode. To uključuje reakcije:

• biuretovuyu s pojavom ljubičaste mrlje;
• Ninhidrin da nastane plavo-ljubičasta otopina;
• formaldehid s uspostavom crvene boje;
• Slojevi s padalinama sive-crne boje.

U provedbi svake metode, dokazana je prisutnost proteina i prisutnost određene funkcionalne skupine u njihovoj molekuli.

Postoji reakcija ksantoproteina na protein. Također se zove Mulderova slom. To se odnosi na reakcije boja na proteine ​​u kojima su prisutne aromatske i heterocikličke aminokiseline.

Značaj takvog uzorka je proces nitriranja dušična kiselina cikličkih aminokiselinskih ostataka, posebice dodavanja nitro skupine u benzenski prsten.

Rezultat ovog postupka je stvaranje nitro spoja koji precipitira. Ovo je glavni znak xantoproteinske reakcije.

Koje su aminokiseline

S takvim uzorkom se ne mogu otkriti sve aminokarboksilne kiseline. Glavni znak reakcije prepoznavanja proteina xantoproteina je prisutnost benzenskog prstena ili heterocikla u molekuli aminokiseline.

Jer protein se izolira iz aminokarboksilnih kiselina dvije aromatske, u kojima je fenilna grupa (za fenilalanin), a hidroksifenil radikal (u tirozin).

Korištenjem reakcije ksantoproteina određena je heterociklička aminokiselina triptofana s aromatskom indolnom jezgrom. Prisutnost gore navedenih spojeva u proteinu daje karakterističnu promjenu u boji ispitnog medija.

Koji su reagensi korišteni

Da bi se izvršila reakcija ksantoproteina, bit će potrebno pripremiti 1% otopinu jaja ili biljnog proteina.

Obično se koristi kokošje jaje koje je razbijeno kako bi se dalje odvojio protein od žumanjka. Kako bi se dobilo otopinu, 1% proteina je razrijeđeno u desetostrukoj količini pročišćene vode. nakon otapanje bjelančevina dobivena tekućina mora biti filtrirana kroz nekoliko slojeva gaze. Ovo rješenje treba čuvati na hladnom mjestu.

Moguće je provesti reakciju s biljnim bjelančevinama. Za pripremu otopine, pšenično brašno se koristi u količini od 0,04 kg. Dodati 0,16 l pročišćene vode. Sastojci se pomiješaju u tikvici koja se stavlja 24 sata na hladnom mjestu s temperaturom od približno 1 ° C. Nakon jednog dana, otopina se potrese, nakon čega se najprije filtrira s pamukom, a zatim minus-paper folded filter. Rezultirajuća tekućina se čuva na hladnom mjestu. U takvom rješenju, uglavnom je frakcija albumina.

Da bi se izvršila reakcija ksantoproteina, koncentrirana dušična kiselina se koristi kao glavni reagens. Dodatni reagensi su otopina 10% natrijevog hidroksida ili amonijaka, želatinske otopine i nekoncentriranog fenola.

Način provođenja

U čistu epruvetu doda se 1% -tna otopina bjelančevina od jaja ili brašna u količini od 2 ml. Dodaje se oko 9 kapi koncentrirane dušične kiseline, tako da se flokulacija zaustavlja. Nastala smjesa se zagrijava, zbog čega talog postaje žut i postupno nestaje, a njegova boja se pretvara u otopinu.

Kada se tekućina ohladi, dodajte 9 kapi na ispitnu epruvetu pomoću stenochke natrij hidroksid Koncentrirano, što je višak za proces. Reakcija medija postaje alkalna. Sadržaj u epruveti postaje narančasta.

Značajke događaja

Budući da se ksantoprotein naziva kvalitativna reakcija na proteine ​​pod djelovanjem dušične kiseline, uzorak se provodi pod uključenim napuhavanje. Pridržavajte se svih mjera opreza prilikom rukovanja koncentriranim kaustičnim tvarima.

Tijekom procesa grijanja, sadržaj se može izbaciti iz cijevi, koji treba uzeti u obzir prilikom pričvršćivanja na držač i odabira nagiba.

Zapošljavanje koncentrirane dušične kiseline i lužnatog natrija treba obaviti samo s staklenom pipetom i gumenom kruškom, zabranjeno je podizanje usta.

Usporedna reakcija s fenolom

Radi jasnoće postupka i potvrde prisutnosti fenilne skupine provodi se sličan uzorak s hidroksibenzenom.

U epruveti, dodajte 2 ml fenola razrijeđenog, a zatim postupno, pomoću stenochke, dodajte 2 ml kiselog nitratnog koncentrata. Otopina se podvrgava grijanju, pri čemu postaje žuta. Ova reakcija je kvalitativna za prisutnost benzenskog prstena.

Postupak nitriranja hidroksibenzena s dušičnom kiselinom popraćen je stvaranjem smjese paranitrofenola i ortotrofenola u postotnom omjeru od 15 do 35.

Usporedni test s želatinom

Kako bi se dokazalo da reakcija ksantoproteina na protein otkriva aminokiseline samo s aromatskom strukturom, koriste se proteini koji nemaju fenolnu skupinu.

1% želatinske otopine u količini od 2 ml se dodaje u čistu epruvetu. Dodaje se oko 9 kapi koncentrirane dušične kiseline. Dobivena smjesa se zagrijava. Otopina nije u boji žuta, što dokazuje odsutnost aminokiselina s aromatskom strukturom. Ponekad postoji blagi zalijev medija, zbog prisutnosti bjelančevinskih nečistoća.

Kemijske jednadžbe

Reakcija xantoproteina na proteine ​​odvija se u dvije faze. Formula za prvu fazu opisuje postupak nitriranja molekule aminokiselina s koncentriranom dušičnom kiselinom.

Primjer je dodavanje nitro skupine u tirozin sa stvaranjem nitrotirozina i dinitrotirozina. U prvom slučaju jedan je NO vezan na benzenski prsten₂-radikal, a u drugom spoju već dva vodikova atoma zamijenjena s NO₂. Kemijska formula reakcije ksantoproteina predstavljena je interakcijom tirozina s dušičnom kiselinom formiranjem molekule nitrotirozina.

Proces nitriranja prati prijelaz bezbojne boje na žuti ton. Pri izvršenju slične reakcije s proteinima koji sadrže aminokiselinske ostatke triptofana ili fenilalanina, boja otopine također se mijenja.

U drugoj fazi, nitratni produkti tirozinske molekule, naročito nitrotirozin, reagiraju s amonijevim ili natrijevim hidroksidom. Rezultat je natrijeva ili amonijeva sol, u kojoj je boja žuto-narančasta. Takva reakcija povezana je s mogućnošću prelaska molekule nitrotirozina u kinoidni oblik. Kasnije, iz nje nastaje nitronska kiselina koja ima kinonski sustav dvostrukih konjugiranih veza.

Dakle, završava se reakcija ksantoproteina na proteine. Jednadžba druge faze prikazana je gore.

rezultati

Tijekom analize tekućina sadržanih u tri epruvete, fenol razrjeđivanja služi kao referentna otopina. Tvari s benzenskim prstenom daju kvalitativnu reakciju s dušičnom kiselinom. Kao rezultat toga, boja rješenja se mijenja.

Kao što je poznato, želatina uključuje kolagen u hidroliziranom obliku. Ovaj protein ne sadrži aminokarboksilne kiseline aromatske strukture. Kod interakcije s kiselinom, boja medija se ne mijenja.

U trećoj epruveti ispitana je pozitivna reakcija ksantoproteina na proteine. Zaključak može biti sljedeći: svi proteini s aromatskom strukturom, bilo da su fenilna skupina ili indolni prsten, daju promjenu boje otopine. To je zbog stvaranja nitro spojeva sa žutom bojom.

Provođenje reakcije u boji dokazuje prisutnost različitih kemijskih struktura aminokiselina i proteina. Primjer želatine pokazuje da sadrži aminokarboksilne kiseline bez fenilne skupine ili cikličke strukture.

Korištenjem reakcije ksantoproteina moguće je objasniti žućkanje kože kad se na nju primjenjuje jaka dušična kiselina. Ista boja će se dobiti mliječnom pjenom pri provedbi slične analize s njom.

U medicinskoj laboratorijskoj praksi ovaj uzorak boja se ne koristi za otkrivanje proteina u mokraći. To je zbog žute boje samog urina.

Reakcija ksantoproteina sve se više koristi za kvantificiranje takvih aminokiselina kao triptofan i tirozin, kao dio različitih proteina.