Строение и свойства аминокислот, пептидов и белков.

 

Дата _________ Лабораторная работа № ________

Строение и свойства аминокислот, пептидов и белков.

Цель работы:

Приобрести навыки экспериментальной идентификации функциональных групп в аминокислотах. Научиться экспериментально доказывать наличие пептидной связи и индивидуальных аминокислот в белках и полипептидах.

Оборудование и реактивы:

Штатив для пробирок; пробирки одинакового диаметра или градуированные, бюретки; штативы Бунзена; палочки стеклянные.

Раствор глицина 1%, растворы яичного белка, альбумина и желатина, растворы NaNO₂ (5%), CuSO₄ (5%), NaOH (10%), Pb(CH₃OOH)₂ (10%), уксусная кислота (конц.), индикатор – метиловый красный.

Сущность работы:

1) При взаимодействии a-аминокислот с альдегидами образуются замещённые имины (основания Шиффа) через стадию образования карбиноламинов.

 

2) Дезаминирование аминокислот под действием азотистой кислоты приводит к образованию соответствующих гидроксикислот.

 

3) При взаимодействии биурета с сульфатом меди в щелочной среде образуется хелатный комплекс меди фиолетового цвета. Данная реакция является качественной на пептидную связь.

4) Для обнаружения ароматических и гетероциклических a-аминокислот используется ксантопротеиновая реакция (на фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан)

5) В основе специфического обнаружения остатков серусодержащих аимнокислот (цистеина, метионина) в белках лежит реакция образования нерастворимых меркаптидов свинца (II). Образующиеся соли выпадают в виде осадка черного цвета. Реакция служит качественной на присутствие цистеина в белках, кроме того образование устойчивых меркаптидов является химической основой токсического действия солей свинца на организм.

Ход работы:

Опыт I. Реакция глицина с формальдегидом.

В пробирку поместите 5 капель 1% раствора глицина и добавьте 1 каплю индикатора метилового красного. Раствор окрашивается в жёлтый цвет (нейтральная среда). К полученной смеси добавьте равный объём формалина. Наблюдайте изменение окраски индикатора. Сделайте вывод о реакции среды в растворе.

Данная реакция под названием «формольное титрование» используется для количественного определения карбоксильных групп a-аминокислотах.

Уравнение реакции:

 

 

Наблюдения:

 

 

Опыт 2. Реакция глицина с азотистой кислотой.

В пробирку поместите 5 капель 1% раствора глицина и равный объем 5% раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты и осторожно взболтайте смесь.

Данная реакция используется для количественного определения аминогрупп в аминокислотах.

Уравнение реакции:

 

 

Наблюдения:

 

Опыт 3. Биуретовая реакция на пептидную связь.

В 3 пробирки поместите по 5-6 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина, добавьте равный объем 10% раствора гидроксида натрия и по стенке добавьте 1-2 капли раствора сульфата меди (II). Наблюдается появление красно-фиолетовой окраски. Сделайте вывод о наличии пептидной связи в белках и полипептидах.

Уравнение реакции:

 

 

Наблюдения:

 

Опыт 4. Ксантопротеиновая реакция белков.

В 3 пробирки поместите по 10 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина и 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирки осторожно нагрейте, все время встряхивая. Раствор и осадок окрашиваются в желтый цвет. Охладив пробирку, осторожно добавьте 2-3 капли 10% раствора гидроксида натрия до появления ярко-оранжевой окраски. О наличии каких аминокислот в белках и полипептидах свидетельствует данная реакция?

Уравнение реакции:

 

 

Наблюдения:

 

 

Опыт 5. Реакция на присутствие серусодержащих a-аминокислот (реакция Фоля)

В 3 пробирки поместите по 10 капель растворов яичного белка, альбумина и желатина и вдвое больший объем 10% раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирки перемешайте, нагрейте до кипения (1-2 мин). К полученному щелочному раствору добавьте 5 капель 10% ацетата свинца (II) и вновь прокипятите. О наличии каких аминокислот в белках и полипептидах свидетельствует данная реакция?

Уравнение реакции:

 

 

Наблюдения:

 

Выводы:

 

 

Занятие 29

Свойства растворов биополимеров

Дата _________ Лабораторная работа

Свойства растворов ВМС. Определение изоэлектрической точки белка по степени набухания.

Цель работы:

Приобрести навыки экспериментального определения величины набухания полимеров и изоэлектрической точки (ИЭТ) белков.

Оборудование и реактивы:

Желатин порошкообразный; кусочки резины; толуол; растворы сульфата натрия (c(l/2Na₂SO₄)=1 моль/л и c(l/2Na₂SO₄)=0,0025 моль/л); рас­твор иодида натрия (c(NaI)=0,1 моль/л); буферные растворы с рН от 1 до 12; гидрозоль гидроксида железа (Ш); 0,1%-й раствор желатина.

Сущность работы:

Ход работы:

Опыт 1. Изучение влияния природы среды на набухание.

Берут четыре сухие пробирки одинакового диаметра и нумеруют их. В пробирки №1 и №2 помещают примерно одинаковое коли­чество порошкообразного желатина (0,5 см по высоте пробирки), в про­бирки №3 и №4 — по одинаковому кусочку резины. В пробирки №1 и №3 отме­ривают из бюретки по 5,0 мл дистиллированной воды, в пробирки №2 и №4 приливают толуол в таком же объеме. Через 20 мин измеряют высоту слоя набухшего желатина и. сравнивают размеры кусочков резины. Ре­зультаты наблюдений записывают в таблицу.

 

Экспериментальные данные

Пробирка	Полимер	Среда	Результаты наблюдений
1. 2. 3. 4.	Желатин Желатин Резина Резина	Вода Толуол Вода Толуол

По окончании работы толуол выливают в специальную склянку для слива органических растворителей.

Опыт 2. Изучение влияния электролитов на величину набухания ВМС.

В три сухие пронумерованные пробирки одинакового диаметра помещают примерно одинаковое количество желатина (0,5 см по высоте пробирки). С помощью полоски миллиметровой бумаги измеряют высоту слоя сухого желатина до набухания (h₀); результаты записывают в табли­цу. Пробирки примерно до середины заполняют из бюреток: 1 — дистил­лированной водой, 2 — раствором сульфата натрия с концентрацией 1,0 моль/л, 3 — раствором иодида натрия с концентрацией 1,0 моль/л. Через 1—2 мин после заполнения пробирок содержимое их осторожно переме­шивают стеклянной палочкой, чтобы набухшие частицы верхнего слоя желатина не затрудняли доступ жидкости к частицам нижнего слоя. Примерно через 20 мин осторожным постукиванием по верхней части пробирки добиваются осаждения всплывших частиц желатина и измеря­ют высоту слоя набухшего желатина (h). Рассчитывают степень набуха­ния желатина в воде и растворах электролитов. Результаты измерений и расчетов записывают в таблицу.

Экспериментальные данные

 

Пробирка	Среда	Высота слоя сухо­го желатина ho, мм	Высота слоя набухше­го желатина h, мм	Степень набухания
1.	Вода
2.	Раствор Na2SO4
3.	Раствор NaI

 

Опыт 3. Определение изоэлектрической точки желатина.

В шесть сухих пронумерованных пробирок (одинакового диаметра или градуиро­ванные) помещают примерно одинаковое количество желатина (0,5 мл по высоте пробирки); с помощью полоски миллиметровой бумаги измеряют высоту сухого желатина в каждой пробирке (h₀) и результаты измерений записывают в таблицу. В каждую из пробирок осторожно по стенке на­ливают из бюреток по 7,0 мл растворов с различными значениями рН. Через 1—2 мин содержимое пробирок осторожно перемешивают, а через 20 мин осаждают всплывшие частицы желатина (как в опыте 2) и изме­ряют высоту слоя набухшего желатина (h); результаты измерений запи­сывают в таблицу.

Экспериментальные данные

 

Пробирка	рH раствора	Высота слоя сухо­го желатина ho, мм	Высота слоя набухше­го желатина h, мм	Dh, мм

 

Обработка результатов эксперимента:

Для определения ИЭТ желатина строят график зависимости Dh = f (pH). ИЭТ находят, опустив из точки минимума на кривой перпендикуляр на ось абсцисс.

 

 

График:

 

 

Выводы:

 

 

Занятие 30

Дата _________ Лабораторная работа № _______