Xantoproteinska reakcija na proteine: znaki in formula enačbe

Za določitev kvalitativne sestave številnih živilskih proizvodov se uporablja reakcija ksantoproteina na proteine. Prisotnost aromatskih aminokislin v spojini bo pozitivno spremenila barvo v vzorcu v študiji.

Kaj je protein?

Imenuje se tudi beljakovina, ki je gradbeni material za živi organizem. Proteini podpirajo volumen mišic, obnovijo travmatizirane in mrtve tkivne strukture različnih organov, bodisi lasje, kože ali ligamentov. S svojim sodelovanjem se proizvajajo rdeče krvne celice, ureja se normalno delovanje mnogih hormonov in celic imunskega sistema.

To je kompleksna molekula, ki je polipeptid z maso nad 6 * 10³ Dalton. Struktura proteinov se tvori z aminokislinskimi ostanki v velikih količinah, povezanih s peptidno vezjo.

Struktura proteinov

Posebnost teh snovi v primerjavi z nizkomolekularnimi peptidi je njihova razvita prostorska tridimenzionalna struktura, ki jo podpirajo vplivi z različnimi stopnjami privlačnosti. Proteini imajo štiristopenjsko strukturo. Za vsako od njih so njihove značilnosti neločljivo povezane.

Osnova primarne organizacije njihovih molekul je aminokislinska sekvenca, katere struktura prepozna reakcijo ksantoproteina na protein. Takšna struktura je periodično ponavljajoča se peptidna vez -HN-CH-CO- in selektivni del so radikali s stransko verigo v aminokarboksilnih kislinah. Določajo lastnosti snovi kot celote v prihodnosti.

Primarna struktura proteinov se šteje kot precej močna, kar je posledica prisotnosti močnih kovalentnih interakcij v peptidnih vezeh. Nastajanje naslednjih ravni se pojavi, odvisno od znakov, določenih v začetni fazi.

Tvorba sekundarne strukture je možna zaradi zvijanja aminokislinske sekvence v vijačnico, v kateri se med obračanjem vzpostavijo vodikove vezi.

Terciarno organizacija raven molekul tvorjen z uporabo enega od spiralo na drugih fragmentov z nastankom vseh možnih povezav med njimi, z vodikom disulfid, kovalentnimi ali ionske spojine. Posledično so združenja pridobljena v obliki globulinov.

Prostorska razporeditev terciarnih struktur s tvorbo kemijskih vezi med njimi vodi do oblikovanja končne vrste molekule ali kvartarne ravni.

Aminokisline

Odgovorni so za kemijske lastnosti proteinov. Obstaja približno 20 glavnih aminokislin, ki sestavljajo polipeptide v različnih zaporedjih. To vključuje tudi redke aminokarboksilne kisline v obliki hidroksiprolina in hidroksilizina, ki izhajajo iz osnovnih peptidov.

Kot znak reakcije prepoznavanja proteinov s ksantoproteinom prisotnost posameznih aminokislin povzroči spremembo barve reagentov, kar kaže na prisotnost specifičnih struktur v njihovi sestavi.

Izkazalo se je, da so vse karboksilne kisline, v katerih je atom vodika nadomeščen z amino skupino.

Primer strukture molekule je lahko strukturna formula glicin (HNHminus-HCHminus-COOH) kot najpreprostejša aminokislina.

V tem primeru je eden od CH₂- ogljik lahko zamenjamo z daljšim radikalom, vključno z benzenskim obročem, amino, sulfonskimi, karboksi skupinami.

Kaj pomeni reakcija ksantoproteina?

Za izvedbo kvalitativne analize proteinov se uporabljajo različne metode. Ti vključujejo reakcije:

• biuretovuyu s pojavom vijolične barve;
• Ninhidrin oblikuje modro-vijolično raztopino;
• formaldehida z vzpostavitvijo rdeče barve;
• Upadaj z obarvanjem sivo-črne barve.

Pri izvajanju vsake metode so prikazane prisotnost proteinov in prisotnost določene funkcionalne skupine v njihovi molekuli.

Obstaja reakcija ksantoproteina na proteine. Prav tako se imenuje Mulderjeva razčlenitev. Nanaša se na barvne reakcije na proteine, v katerih so prisotne aromatske in heterociklične aminokisline.

Značilnost takega vzorca je postopek nitriranja kisel ciklični aminokislinski ostanki, zlasti dodajanje nitro skupine v benzenov obroč.

Rezultat tega postopka je tvorba nitro spojine, ki se obori. To je glavni znak reakcije xantoproteina.

Kakšne so aminokisline?

S takšnim vzorcem ni mogoče zaznati vseh aminokarboksilnih kislin. Glavni znak reakcije prepoznavanja proteinov xantoproteinov je prisotnost benzenskega obroča ali heterocikla v molekuli aminokislin.

Iz proteinskih amino karboksilnih kislin se razlikujeta dve aromatični kislini, v katerih je fenilna skupina (v fenilalaninu) in hidroksifenilni ostanek (v tirozinu).

Z uporabo reakcije xantoproteina določimo triptofan heterociklične amino kisline, ki ima aromatično indolsko jedro. Prisotnost zgornjih spojin v proteinu daje značilno spremembo barve testnega medija.

Kateri reagenti se uporabljajo

Za izvedbo reakcije xantoproteina bo potrebno pripraviti 1% raztopino jajčnega ali rastlinskega proteina.

Običajno se uporablja piščančje jajce, ki se zlomijo, da se še bolj ločijo beljakovine iz rumenjaka. Za pripravo raztopine 1% proteina razredčimo v desetkratni količini prečiščene vode. Po raztapljanje proteinov nastalo tekočino je treba filtrirati skozi več plasti gaze. To raztopino shranite na hladnem.

Možno je reakcija z rastlinskimi beljakovinami. Za pripravo raztopine se uporablja pšenična moka v količini 0,04 kg. Dodamo 0,16 l prečiščene vode. Sestavine pomešamo v erlenmajerico, ki se nahaja na hladnem 24 ur pri temperaturi približno + 1 ° C. Po enem dnevu raztopina pretresemo, nato pa jo najprej filtriramo z bombažem in nato minus-papir zguban filter. Nastala tekočina se hrani na hladnem. V takšni raztopini je večinoma albuminska frakcija.

Za izvedbo reakcije xantoproteina se kot glavni reagent uporablja koncentrirana dušikova kislina. Dodatni reagenti so raztopina 10% natrijevega hidroksida ali amoniaka, raztopine želatine in nekoncentriranega fenola.

Način vodenja

V čisto epruveto dodamo 1% raztopino jajčnega ali mokra beljakovine v količini 2 ml. Približno 9 kapljic koncentrirane dušikove kisline se doda, tako da se flokulacija ustavi. Nastala mešanica se segreva, zato oborina postane rumena in postopoma izgine, njegova barva pa se spremeni v raztopino.

Ko se tekočina ohladi, dodajte 9 kapljic v epruveto s stenochko natrijev hidroksid Koncentriran, kar je presežek za proces. Reakcija medija postane alkalna. Vsebina epruvete postane oranžna.

Značilnosti dogodka

Ker se ksantoprotein imenuje kvalitativna reakcija na beljakovine pod delovanjem dušikove kisline, se vzorec izvaja v okviru vključenega dima. Upoštevajte vse varnostne ukrepe pri ravnanju z zgoščenimi jedmi.

Med postopkom ogrevanja se vsebina lahko izbriše iz cevi, kar je treba upoštevati pri pritrditvi na držalo in izbiri nagiba.

Zaposlovanje zgoščene dušikove kisline in kavstičnega natrija je treba opraviti samo s stekleno pipeto in gumijasto hruško. Prepovedano je vzeti usta.

Primerjalna reakcija s fenolom

Zaradi jasnosti postopka in potrditve prisotnosti fenilne skupine izvedemo podoben vzorec s hidroksibenzenom.

V epruveti dodajte 2 ml razredčenega fenola, nato pa postopoma s stenočkom dodajte 2 ml koncentrirane kislega dušika. Raztopina se segreva, pri čemer postane rumena. Ta reakcija je kvalitativna za prisotnost benzenskega obroča.

Postopek nitriranja hidroksibenzena z dušikovo kislino spremlja tvorba mešanice paranitrofenola in ortotrofenola v odstotnem razmerju od 15 do 35.

Primerjalni test z želatino

Da bi dokazali, da reakcija xantoproteina na protein razkriva aminokisline le z aromatično strukturo, se uporabljajo beljakovine, ki nimajo fenolne skupine.

V čisto epruveto dodamo 1% raztopino želatine v količini 2 ml. Približno 9 kapljic koncentrirane dušikove kisline se doda. Nastala mešanica je bila segreta. Raztopina ni obarvana rumeno, kar dokazuje odsotnost aminokislin z aromatsko strukturo. Včasih je medij zaradi rahlega rumenjaja zaradi prisotnosti beljakovinskih nečistoč.

Kemijske enačbe

Reakcija xantoproteina na proteine ​​poteka v dveh fazah. Formula za prvo stopnjo opisuje postopek nitriranja molekule amino kisline s koncentrirano dušikovo kislino.

Primer je dodajanje nitro skupine k tirozinu s tvorbo nitro-trosina in dinitrotirozina. V prvem primeru se na benzenov obroč pritrdi ena NO₂-radikal, v drugi spojini pa sta že dva atoma vodika nadomeščena z NO₂. Kemično formulo reakcije xantoproteina predstavlja interakcija tirozina z dušikovo kislino s tvorbo molekule nitrotilozina.

Postopek nitriranja spremlja prehod brezbarvne barve na rumeni ton. Pri izvedbi podobne reakcije z beljakovinami, ki vsebujejo aminokislinske ostanke triptofana ali fenilalanina, se tudi barva raztopine spremeni.

V drugi fazi se produkti nitriranja molekule tirozina, zlasti nitrotirozina, reagirajo z amonijevim ali natrijevim hidroksidom. Rezultat je natrijeva ali amonijeva sol, v kateri je barva rumeno-oranžna. Takšna reakcija je povezana z možnostjo prehoda molekule nitro-tirozina v kinoidno obliko. Pozneje nastane sol nitronske kisline, ki ima kinonski sistem dvojno konjugiranih vezi.

Tako se konča kantoproteinska reakcija na proteine. Enačba druge stopnje je predstavljena zgoraj.

Rezultati

Med analizo tekočin, ki jih vsebujejo tri epruvete, je referenčna raztopina fenol redčenja. Snovi z benzenovim obročem dajejo kvalitativno reakcijo z dušikovo kislino. Posledično se spremeni barva raztopine.

Kot je znano, želatina vključuje kolagen v hidrolizirani obliki. Ta protein ne vsebuje aminokarboksilnih kislin aromatične strukture. Med interakcijo s kislino se barva medija ne spremeni.

V tretji epruveti opazimo pozitivno reakcijo ksantoproteinov na proteine. Zaključek je mogoče pripraviti kot sledi: vsi proteini z aromatsko strukturo, pa naj gre za fenilno skupino ali indolni obroč, glede na spremembo barve raztopine. To je posledica nastanka nitro spojin z rumeno barvo.

Izvedba barvne reakcije dokazuje prisotnost raznolike kemične strukture v aminokislinah in beljakovinah. Primer želatine kaže, da vsebuje aminokarboksilne kisline, ki nimajo fenilne skupine ali ciklične strukture.

Z uporabo reakcije xantoproteina je mogoče pojasniti rumeno obarvanje kože, ko se nanj nanese močna dušikova kislina. Enako barvo bo pridobila s peno mleka, ko se z njim opravlja podobna analiza.

V medicinski laboratorijski praksi se ta barvni vzorec ne uporablja za odkrivanje proteinov v urinu. To je posledica rumene obarvanosti samega urina.

Reakcija xantoproteina se vedno bolj uporablja za količinsko opredelitev takšnih aminokislin kot triptofana in tirozina kot del različnih proteinov.