Ксантопротеиновая рэакцыя на бялок: прыкметы і формула ўраўненні

Для ўстанаўлення якаснага складу многіх прадуктаў харчавання выкарыстоўваецца ксантопротеиновая рэакцыя на бялок. Наяўнасць араматычных амінакіслот ў злучэнні дасць станоўчае змяненне колеру доследнага ўзору.

Што такое бялок

Яго яшчэ называюць пратэінам, якія з'яўляюцца будаўнічым матэрыялам для жывога арганізма. Вавёркі падтрымліваюць аб'ём цягліц, аднаўляюць траўміраваныя і адмерлыя тканкавыя структуры розных органаў, няхай гэта будзе валасы, скурныя пакровы або звязкі. Пры іх удзеле вырабляюцца чырвоныя цяля крыві, рэгулюецца нармальная праца многіх гармонаў і клетак імуннай сістэмы.

Гэта складаная малекула, якая ўяўляе сабой поліпептыд з масай больш за 6 * 10 ³ Дальтон. Бялковую структуру ўтвараюць рэшткі амінакіслотныя ў вялікай колькасці, злучаныя Пептыдная сувяззю.

структура пратэінаў

Адметнай рысай дадзеных рэчываў у параўнанні з нізкамалекулярных пептыдамі з'яўляецца іх развітая прасторавае трохмернае будынак, падтрымоўванае ўплывамі з рознай ступенню прыцягнення. Вавёркі валодаюць чатырохузроўневага структурай. Для кожнага з іх уласцівыя свае характарыстыкі.

За аснову першаснай арганізацыі іх малекул ўзятая амінакіслотны паслядоўнасць, будынак якіх распазнае ксантопротеиновая рэакцыя на бялок. Такая структура ўяўляе сабой перыядычна паўтаральную Пептыдная сувязь -HN-CH-CO-, а выбарчай часткай з'яўляюцца радыкалы бакавой ланцужкі ў аминокарбоновых кіслотах. Менавіта яны вызначаюць у далейшым ўласцівасці рэчывы ў цэлым.

Першасную бялковую структуру лічаць досыць трывалай, гэта абумоўлена наяўнасцю моцных кавалентных узаемадзеянняў ў пептыдных сувязях. Адукацыя наступных узроўняў адбываецца ў залежнасці ад прыкмет, устаноўленых на пачатковым этапе.

Фарміраванне другаснай структуры магчыма дзякуючы скручвання амінакіслотны паслядоўнасці ў спіраль, у якой паміж віткамі ўсталёўваюцца вадародныя сувязі.

Троесны ўзровень арганізацыі малекулы утворыцца пры накладанні адной частцы спіралі на іншыя фрагменты з узнікненнем паміж імі разнастайных сувязяў, з вадародным, дисульфидным, кавалентным або іённым злучэннем. У выніку атрымліваюцца асацыяцыі ў выглядзе глобул.

Прасторавае размяшчэнне троесных структур з адукацыяй хімічных сувязяў паміж імі прыводзіць да фарміравання канчатковага выгляду малекулы або чацвярцічнага ўзроўню.

амінакіслоты

Менавіта яны абумоўліваюць хімічныя ўласцівасці бялкоў. Налічваюць каля 20 галоўных амінакіслот, якія ўваходзяць у склад поліпептыд ў рознай паслядоўнасці. Сюды таксама прылічаюць рэдкія аминокарбоновые кіслаты ў выглядзе гидроксипролина і гидроксилизина, якія з'яўляюцца вытворнымі асноўных пептыдаў.

Як прыкмета ксантопротеиновой рэакцыі распазнання бялкоў, прысутнасць асобных амінакіслот дае змена афарбоўкі рэактываў, што дазваляе меркаваць пра наяўнасць спецыфічных структур у іх складзе.

Як аказалася, усе яны ўяўляюць сабой карбонавыя кіслоты, у якіх адбылося замяшчэнне атама вадароду на амінагрупу.

Прыкладам будынка малекулы можа служыць структурная формула гліцыну (HNH- HCH- COOH) як найпростай амінакіслоты.

У дадзеным выпадку адзін з вадароду CH ₂ - вугляроду можа быць заменены больш доўгім радыкалам, якія ўключаюць бензольное кольца, амінакіс-, сульфо-, карбоксигруппы.

Што азначае ксантопротеиновая рэакцыя

Для правядзення якаснага аналізу пратэінаў выкарыстоўваюць розныя методыкі. Да іх адносяць рэакцыі:

• биуретовую са з'яўленнем фіялетавага афарбоўвання;
• нингидриновую з адукацыяй сіне-фіялетавага раствора;
• фармальдэгідных з усталяваннем чырвонага афарбоўвання;
• Фоля з выпадзеннем асадка шэра-чорнага колеру.

Пры правядзенні кожнага метаду даказваецца прысутнасць пратэінаў і наяўнасць пэўнай функцыянальнай групы ў іх малекуле.

Існуе ксантопротеиновая рэакцыя на бялок. Яе называюць яшчэ пробай Мульдера. Адносіцца яна да каляровым рэакцыям на пратэіны, у якіх прысутнічаюць араматычныя і гетэрацыклічныя амінакіслоты.

Асаблівасцю такой пробы з'яўляецца працэс нитрования кіслатой азотнай цыклічных амінакіслотных рэшткаў, у прыватнасці далучэнне нитрогруппы да бензольное кольца.

Вынікам такога працэсу з'яўляецца адукацыя нитросоединения, якое абложваецца. Гэта асноўны прыкмета ксантопротеиновой рэакцыі.

Якія вызначаюцца амінакіслоты

Не ўсе аминокарбоновые кіслаты можна выявіць з дапамогай такой пробы. Асноўная прыкмета ксантопротеиновой рэакцыі распазнання бялкоў - наяўнасць бензольное кольцы або гетероцикла ў складзе малекулы амінакіслоты.

З пратэінавых аминокарбоновых кіслот вылучаюць дзве араматычныя, у якіх маецца фенильная група (у фенілаланіну) і гидроксифенильный радыкал (у тыразіну).

З дапамогай ксантопротеиновой рэакцыі вызначаюць гетэрацыклічных амінакіслату трыптафан, якая мае араматычнае индольное ядро. Наяўнасць вышэйзгаданых злучэнняў у бялку дае характэрнае змена афарбоўкі падыспытнай асяроддзя.

Якія выкарыстоўваюць рэактывы

Для правядзення ксантопротеиновой рэакцыі спатрэбіцца прыгатаваць 1% -й раствор пратэіна яечнага або расліннага паходжання.

Звычайна выкарыстоўваюць курынае яйка, якое разбіваюць для далейшага аддзялення бялку ад жаўтка. Для атрымання раствора 1% -й пратэін разводзяць у дзесяціразовым колькасці вычышчанай вады. Пасля растварэння бялку атрыманую вадкасць неабходна адфільтраваць праз некалькі слаёў марлі. Такі раствор варта захоўваць у халодным месцы.

Можна праводзіць рэакцыю з раслінным бялком. Для падрыхтоўкі раствора выкарыстоўваюць муку пшанічную ў колькасці 0,04 кг. Дадаюць 0,16 л вычышчанай вады. Інгрэдыенты змешваюць у колбе, якую ставяць на 24 гадзіны ў халоднае месца з тэмпературай каля + 1 ° С. Па заканчэнні сутак раствор боўтаюць, пасля чаго праводзяць яго фільтраванне спачатку з дапамогай ваты, а затым - папяровага складчатой фільтра. Атрыманую вадкасць трымаюць у халодным месцы. У такім растворы прысутнічае ў асноўным альбуминовая фракцыя.

Для правядзення ксантопротеиновой рэакцыі ў якасці асноўнага рэактыва выкарыстоўваюць азотную кіслату канцэнтраваную. Дадатковымі рэагентамі з'яўляецца раствор 10% -га гідраксіду натрыю або аміяку, жэлацінавы раствор і неконцентрированный фенол.

методыка правядзення

У чыстую прабірку ўносяць 1% -й раствор бялку яйкі або мукі ў колькасці 2 мл. Да яго дадаюць каля 9 кропель кіслаты азотнай канцэнтраванай, каб спынілася выпадзенне шматкоў. Атрыманую сумесь награваюць, у выніку асадак жоўкне і паступова знікае, а яго колер пераходзіць у раствор.

Калі вадкасць астыне, у прабірку па стеночке дадаюць каля 9 кропель натрыю гідраксіду канцэнтраванага, што з'яўляецца лішкам для працэсу. Рэакцыя асяроддзя становіцца шчолачны. Змесціва ў прабірцы набывае аранжавую афарбоўку.

Асаблівасці правядзення

Бо ксантопротеиновой называюць якасную рэакцыю на бялкі пад дзеяннем азотнай кіслаты, то пробу праводзяць пад уключаным выцяжным шафай. Выконваюць усе меры бяспекі пры працы з канцэнтраванымі з'едлівымі рэчывамі.

У працэсе награвання можа адбывацца выкід змесціва з прабіркі, што варта ўлічваць пры замацаванні яе ў трымальніку і выбары нахілу.

Набіраць канцэнтраваную азотную кіслату і з'едлівы натрый варта толькі з дапамогай шкляной піпеткі і грушы гумавай, забараняецца набіраць ротам.

Параўнальная рэакцыя з фенолам

Для нагляднасці працэсу і пацверджання наяўнасці фенильной групы праводзяць падобную спробу з гидроксибензолом.

У прабірку ўносяць 2 мл фенолу разведзенага, затым паступова, па стеночке, дадаюць 2 мл кіслаты азотнай канцэнтраванай. Раствор падвяргаюць награвання, у выніку чаго ён становіцца жоўтым. Дадзеная рэакцыя з'яўляецца якаснай на прысутнасць бензольное кольца.

Працэс нитрования гидроксибензола азотнай кіслатой суправаджаецца адукацыяй сумесі з паранитрофенола і ортонитрофенола у працэнтных суадносінах 15 да 35.

Параўнальная спроба з жэлацінам

Каб даказаць, што ксантопротеиновая рэакцыя на бялок выяўляе амінакіслоты толькі з араматычныя будынкам, выкарыстоўваюць пратэіны, якія не маюць фенольнай групы.

У чыстую прабірку ўносяць 1% -й жэлацінавы раствор у колькасці 2 мл. Да яго дадаюць каля 9 кропель кіслаты азотнай канцэнтраванай. Атрыманую сумесь награваюць. Раствор не афарбоўваецца ў жоўты колер, што даказвае адсутнасць амінакіслот з араматычнай структурай. Часам назіраецца нязначнае пожелтенія асяроддзя, звязанае з наяўнасцю пратэінавых прымешак.

хімічныя ўраўненні

У дзве стадыі праходзіць ксантопротеиновая рэакцыя на бялкі. Формула першага этапу апісвае працэс нитрования амінакіслотны малекулы з дапамогай кіслаты азотнай канцэнтраванай.

Прыкладам можа служыць далучэнне нитрогруппы да тыразін з адукацыяй нитротирозина і динитротирозина. У першым выпадку да бензольное кольца прымацоўваецца адзін NO ₂ -радикал, а ў другім злучэнні ўжо два атама вадароду замяшчаецца на NO _2. Хімічная формула ксантопротеиновой рэакцыі прадстаўлена узаемадзеяннем тыразіну з азотнай кіслатой з адукацыяй малекулы нитротирозина.

Працэс нитрования суправаджаецца пераходам бясколернай афарбоўкі ў жоўты тон. Пры правядзенні падобнай рэакцыі з вавёркамі, якія змяшчаюць амінакіслотны рэшткі трыптафану або фенілаланіну, колер раствора таксама змяняецца.

На другім этапе адбываецца ўзаемадзеянне прадуктаў нитрования малекулы тыразіну, у прыватнасці нитротирозина, з амонія або натрыю гідраксідам. У выніку атрымліваецца натрыевая або аммонійны соль, у якіх колер жоўта-аранжавы. Такая рэакцыя звязаная з магчымасцю малекулы нитротирозина пераходзіць у хиноидную форму. У далейшым з яе ўтворыцца соль нитроновой кіслаты, у якой маецца хиноновая сістэма з двайных спалучаных сувязяў.

Так заканчваецца ксантопротеиновая рэакцыя на бялкі. Раўнанне другой стадыі прадстаўлена вышэй.

вынікі

У працэсе аналізу вадкасцяў, якія змяшчаюцца ў трох прабірках, растворам параўнання служыць разведзены фенол. Рэчывы з бензольное кольца даюць якасную рэакцыю з кіслатой азотнай. У выніку змяняецца афарбоўка раствора.

Як вядома, жэлацін ўключае калаген ў гидролизованной форме. Дадзены бялок не ўтрымлівае аминокарбоновых кіслот араматычнага будынкі. Пры ўзаемадзеянні з кіслатой не адбываецца змены афарбоўкі асяроддзя.

У трэцяй прабірцы назіраецца станоўчая ксантопротеиновая рэакцыя на бялкі. Выснову можна зрабіць наступны: усе пратэіны з араматычнай структурай, няхай гэта будзе фенильная група ці индольное кольца, даюць змяненне колеру раствора. Гэта звязана з адукацыяй нитросоединений з жоўтай афарбоўкай.

Правядзенне каляровы рэакцыі даказвае наяўнасць разнастайнай хімічнай структуры ў амінакіслотах і вавёрках. Прыклад з жэлацінам паказвае, што ў яго складзе прысутнічаюць аминокарбоновые кіслаты, якія не маюць фенильной групы або цыклічнага будынкі.

З дапамогай ксантопротеиновой рэакцыі можна растлумачыць пажаўценне скуры пры нанясенні на яе моцнай азотнай кіслаты. Такі ж колер набудзе малочная пенка пры правядзенні з ёй падобнага аналізу.

У медыцынскай лабараторнай практыцы дадзеную каляровую пробу не выкарыстоўваюць для выяўлення бялку ў мачы. Гэта звязана з жоўтай афарбоўкай самой мачы.

Ксантопротеиновая рэакцыя стала ўсё часцей выкарыстоўвацца для колькаснага падліку такіх амінакіслот, як трыптафан і тыразін, у складзе розных бялкоў.