Para establecer la composición cualitativa de muchos productos alimenticios, se utiliza la reacción de xantoproteína para proteínas. La presencia de aminoácidos aromáticos en el compuesto dará un cambio de color positivo a la muestra de prueba.
Qué es la proteína
También se le llama proteína, que es un material de construcción para un organismo vivo. Las proteínas mantienen el volumen muscular, restauran estructuras de tejido lesionado y muerto de varios órganos, ya sea cabello, piel o ligamentos. Con su participación, se producen glóbulos rojos, se regula el funcionamiento normal de muchas hormonas y células del sistema inmunitario.
Esta es una molécula compleja, que es un polipéptido con una masa superior a 6103 d altons. La estructura de la proteína está formada por residuos de aminoácidos en grandes cantidades, conectados por un enlace peptídico.
Estructura de la proteína
Una característica distintiva de estas sustancias en comparación con los péptidos de bajo peso molecular es su estructura espacial tridimensional desarrollada, respaldada por influencias de diferentesgrado de atracción. Las proteínas tienen una estructura de cuatro niveles. Cada uno de ellos tiene sus propias características.
La organización principal de sus moléculas se basa en la secuencia de aminoácidos, cuya estructura es reconocida por la reacción de la xantoproteína a la proteína. Tal estructura es un enlace peptídico que se repite periódicamente -HN-CH-CO-, y los radicales de la cadena lateral en los ácidos aminocarboxílicos son la parte selectiva. Son ellos quienes determinan las propiedades de la sustancia como un todo en el futuro.
La estructura de la proteína primaria se considera lo suficientemente fuerte, esto se debe a la presencia de fuertes interacciones covalentes en los enlaces peptídicos. La formación de niveles posteriores se produce en función de los signos establecidos en la etapa inicial.
La formación de una estructura secundaria es posible debido a la torsión de la secuencia de aminoácidos en una espiral, en la que se establecen enlaces de hidrógeno entre las vueltas.
El nivel terciario de organización de una molécula se forma cuando una parte de la hélice se superpone a otros fragmentos con la aparición de todo tipo de enlaces entre ellos, con un compuesto de hidrógeno, disulfuro, covalente o iónico. El resultado son asociaciones en forma de glóbulos.
La disposición espacial de las estructuras terciarias con la formación de enlaces químicos entre ellas conduce a la formación de la forma final de la molécula o nivel cuaternario.
Aminoácidos
Determinan las propiedades químicas de las proteínas. Hay alrededor de 20 aminoácidos principales,incluidos en la composición de los polipéptidos en diferentes secuencias. Esto también incluye ácidos aminocarboxílicos raros en forma de hidroxiprolina e hidroxilisina, que son derivados de péptidos básicos.
Como signo de la reacción de xantoproteína de reconocimiento de proteínas, la presencia de aminoácidos individuales da un cambio en el color de los reactivos, lo que sugiere la presencia de estructuras específicas en su composición.
Resultó que todos son ácidos carboxílicos, en los que el átomo de hidrógeno fue reemplazado por un grupo amino.
Un ejemplo de la estructura de una molécula es la fórmula estructural de la glicina (HNH− HCH− COOH) como el aminoácido más simple.
En este caso, uno de los hidrógenos CH2- carbono se puede reemplazar por un radical más largo, que incluye un anillo de benceno, grupos amino, sulfo y carboxi.
¿Qué significa la reacción de la xantoproteína?
Se utilizan diferentes métodos para el análisis cualitativo de proteínas. Estas incluyen reacciones:
- biuret con coloración morada;
- ninhidrina para formar una solución azul-violeta;
- formaldehído con tinción roja;
- Foil con sedimentación gris-negra.
Al realizar cada método se comprueba la presencia de proteínas y la presencia de un determinado grupo funcional en su molécula.
Hay una reacción de xantoproteína a la proteína. También se llama la prueba de Mulder. Se refiere a las reacciones de color en las proteínas, enque son aminoácidos aromáticos y heterocíclicos.
Una característica de esta prueba es el proceso de nitración de residuos de aminoácidos cíclicos con ácido nítrico, en particular, la adición de un grupo nitro al anillo de benceno.
El resultado de este proceso es la formación de un compuesto nitro, que se precipita. Este es el signo principal de una reacción de xantoproteína.
Qué aminoácidos se determinan
No todos los ácidos aminocarboxílicos se pueden detectar con esta prueba. La característica principal de la reacción de xantoproteína de reconocimiento de proteínas es la presencia de un anillo de benceno o heterociclo en la molécula de aminoácido.
A partir de los ácidos aminocarboxílicos de las proteínas se aíslan dos ácidos aromáticos, en los que hay un grupo fenilo (en la fenilalanina) y un radical hidroxifenilo (en la tirosina).
La reacción de la xantoproteína se utiliza para determinar el aminoácido heterocíclico triptófano, que tiene un núcleo de indol aromático. La presencia de los compuestos anteriores en la proteína da un cambio de color característico del medio de prueba.
Qué reactivos se utilizan
Para llevar a cabo la reacción de la xantoproteína, deberá preparar una solución al 1% de proteína de huevo o vegetal.
Por lo general, use un huevo de gallina, que se rompe para separar aún más la proteína de la yema. Para obtener una solución, se diluye 1% de proteína en diez veces la cantidad de agua purificada. Después de disolver la proteína, el líquido resultante debe filtrarse a través de varias capas de gasa. Esta solución debe almacenarse en un lugar fresco.
Puedes realizar la reacción con proteína vegetal. Para preparar la solución, se usa harina de trigo en una cantidad de 0,04 kg. Añadir 0,16 l de agua purificada. Los ingredientes se mezclan en un matraz, que se coloca durante 24 horas en un lugar frío con una temperatura de alrededor de + 1 ° C. Después de un día, la solución se agita, después de lo cual se filtra primero con algodón y luego con un filtro de papel plisado. El líquido resultante se mantiene en un lugar frío. En tal solución, hay principalmente una fracción de albúmina.
Para llevar a cabo la reacción de xantoproteína, se utiliza ácido nítrico concentrado como reactivo principal. Los reactivos adicionales son una solución de hidróxido de sodio o amoníaco al 10 %, una solución de gelatina y fenol no concentrado.
Metodología
En un tubo de ensayo limpio, agregue una solución al 1% de proteína de huevo o harina en una cantidad de 2 ml. Se le añaden unas 9 gotas de ácido nítrico concentrado para evitar que se caigan las escamas. La mezcla resultante se calienta, como resultado, el precipitado se vuelve amarillo y desaparece gradualmente, y su color se disuelve.
Cuando el líquido se enfría, se agregan al tubo de ensayo unas 9 gotas de hidróxido de sodio concentrado a lo largo de la pared, que es un exceso para el proceso. La reacción del medio se vuelve alcalina. El contenido del tubo se vuelve naranja.
Características
Dado que la xantoproteína se llama una reacción cualitativa a las proteínas bajopor la acción del ácido nítrico, luego la prueba se lleva a cabo bajo la campana de humos incluida. Cumpla con todas las medidas de seguridad cuando trabaje con sustancias cáusticas concentradas.
Durante el proceso de calentamiento, el contenido del tubo puede ser expulsado, lo que debe tenerse en cuenta al fijarlo en el soporte y elegir una inclinación.
Tomar ácido nítrico concentrado e hidróxido de sodio solo debe hacerse con una pipeta de vidrio y una pera de goma, está prohibido escribir con la boca.
Reacción comparativa con fenol
Para ilustrar el proceso y confirmar la presencia del grupo fenilo, se realiza una prueba similar con hidroxibenceno.
Introducir 2 ml de fenol diluido en un tubo de ensayo, luego, gradualmente, a lo largo de la pared, agregar 2 ml de ácido nítrico concentrado. La solución se somete a calentamiento, como resultado de lo cual se vuelve amarilla. Esta reacción es cualitativa por la presencia de un anillo de benceno.
El proceso de nitración del hidroxibenceno con ácido nítrico va acompañado de la formación de una mezcla de paranitrofenol y ortonitrofenol en una relación porcentual de 15 a 35.
Comparación de gelatina
Para demostrar que la reacción de xantoproteína a una proteína solo detecta aminoácidos con estructura aromática, se utilizan proteínas que no tienen grupo fenólico.
Introducir solución de gelatina al 1% en una cantidad de 2 ml en un tubo de ensayo limpio. Se le añaden unas 9 gotas de ácido nítrico concentrado. La mezcla resultante se calienta. La solución no se vuelve amarilla, lo que prueba la ausencia.aminoácidos con estructura aromática. A veces se observa un ligero color amarillento del medio debido a la presencia de impurezas proteicas.
Ecuaciones químicas
La reacción de la xantoproteína a las proteínas tiene lugar en dos etapas. La fórmula de la primera etapa describe el proceso de nitración de una molécula de aminoácido usando ácido nítrico concentrado.
Un ejemplo es la adición de un grupo nitro a la tirosina para formar nitrotirosina y dinitrotirosina. En el primer caso, un radical NO2 está unido al anillo de benceno, y en el segundo caso, dos átomos de hidrógeno se reemplazan por NO2. La fórmula química de la reacción de la xantoproteína está representada por la interacción de la tirosina con el ácido nítrico para formar una molécula de nitrotirosina.
El proceso de nitración va acompañado de la transición de un color incoloro a un tono amarillo. Cuando se lleva a cabo una reacción similar con proteínas que contienen residuos de aminoácidos de triptófano o fenilalanina, el color de la solución también cambia.
En la segunda etapa, los productos de la nitración de la molécula de tirosina, en particular la nitrotirosina, interactúan con el hidróxido de amonio o de sodio. El resultado es sal de sodio o de amonio, que es de color amarillo anaranjado. Esta reacción está asociada con la capacidad de la molécula de nitrotirosina para pasar a la forma quinoide. Más tarde, se forma una sal de ácido nitrónico, que tiene un sistema de quinona de dobles enlaces conjugados.
Así termina la reacción de las xantoproteínas a las proteínas. ecuación dosetapa se presenta arriba.
Resultados
Durante el análisis de líquidos contenidos en tres tubos de ensayo, el fenol diluido sirve como solución de referencia. Las sustancias con un anillo de benceno dan una reacción cualitativa con ácido nítrico. Como resultado, el color de la solución cambia.
Como sabes, la gelatina incluye colágeno en forma hidrolizada. Esta proteína no contiene ácidos aminocarboxílicos aromáticos. Al interactuar con el ácido, no hay cambio en el color del medio.
En el tercer tubo de ensayo, se observa una reacción positiva de xantoproteína a proteínas. La conclusión se puede extraer de la siguiente manera: todas las proteínas con una estructura aromática, ya sea un grupo fenilo o un anillo de indol, dan un cambio de color a la solución. Esto se debe a la formación de compuestos nitro amarillos.
La realización de una reacción de color demuestra la presencia de una variedad de estructuras químicas en aminoácidos y proteínas. El ejemplo de la gelatina muestra que contiene ácidos aminocarboxílicos que no tienen un grupo fenilo ni una estructura cíclica.
La reacción de la xantoproteína puede explicar el color amarillento de la piel cuando se le aplica ácido nítrico fuerte. La espuma de leche adquirirá el mismo color cuando se realice dicho análisis con ella.
En la práctica de laboratorio médico, esta muestra de color no se utiliza para detectar proteínas en la orina. Esto se debe al color amarillo de la propia orina.
La reacción de la xantoproteína se utiliza cada vez más para cuantificar aminoácidos como el triptófano y la tirosina en varias proteínas.
