Informe de Orgánica Aii 8

Práctica N°9 AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

En esta experiencia de laboratorio número ocho se tuvo como objetivo realizar ensayos química cualitativos para reconocer las propiedades químicas de las proteínas e identificar mediante pruebas específicas el grupo funcional presente en las proteínas. En la primera etapa de la experiencia se completó 2 pruebas de hidrolisis (Almidón, sacarosa) del laboratorio número siete, seguidamente se preparó una solución de clara de huevo y agua (1:1) que se filtró en una probeta con ayuda de algodón, con esta solución se trabajó en todas las siguientes pruebas. La experiencia comenzó con la prueba de Bluret, Bluret, en el cual se hizo reaccionar reaccionar albumina sulfato de cobre e hidróxido de sodio dándonos un color violeta, seguido se hizo la reacción xantoproteica en la cual se hizo reaccionar albumina, ácido nítrico e hidróxido de amonio dándonos un coloración blanco amarillenta, amarillenta, seguido se hizo la reacción de la ninhidrina en la cual se hizo reaccionar albúmina ninhidrina el cual nos dio una coloración purpura luego se le agregó ácido acético y cloroformo con lo que cambio a un color anaranjado con precipitado, seguido se hizo la reacción de precipitación con sales sales metálicas en la cual se usó usó albumina y se hizo reaccionar con con sulfato de cobre, cloruro de bario y acetato de plata en las cual nos dio coloraciones verde , blanca b lanca blanca respectivamente con una ligera precipitación, finalmente se hizo la precipitación con reactivos alcaloides en la cual se usó albumina y se hizo reaccionar con ácido pícrico y ácido fosfomolibdico dándonos en los 2 casos una ligera precipitación amarillenta.

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Resumen………..…………………………………………………………………………………..………1

Introducción……………………………………………………………………………………….………3 Parte teórica…………………………… teórica……………………………………………………………………………………………...4 ………………………………………………………………...4

Detalles Experimentales Experimentales ……………………………………………………………………………7 Reacciones Químicas…………………………………………………………………………………14 Químicas…………………………………………………………………………………14 Discusión de d e Resultados…………………………………………………………………………….16 Resultados…………………………………………………………………………….16 Conclusiones………………………………………………………………………………………….….19

Recomendaciones………………………………………………………………………………….….20 Fichas Internacionales de Seguridad Química…………………………………………………………………….……………………..……..…21

Bibliografía………………………………………………………………………………………………….24

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Los aminoácidos constituyen a las proteínas, son substancias que tienen como característica poseer un carboxilo libre y un grupo amino. Los aminoácidos difieren entre sí únicamente por las características del resto de su molécula, de manera que sus fórmulas generales dependen tanto de su grupo carboxílico como de su grupo amino alfa. En un polímero lineal de aminoácidos o polipéptido, de todos los grupos carboxilo alfa y amino de los aminoácidos que intervienen, solo quedan libres un grupo amino alfa, el grupo terminal y un grupo carboxilo alfa, el grupo carboxilo terminal. En el presente tema abordaremos aspectos generales sobre estas estructuras y sus funciones, así como de los medios de laboratorio para identificar a los mismos. Por la importancia y el papel que desempeña las proteínas, hemos realizado la siguiente experiencia de forma que podamos reconocer la presencia de las proteínas en la clara de huevo.

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LOS AMINOÁCIDOS Son unas moléculas orgánicas con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo(COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma untripéptido y así, sucesivamente, hasta formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas. Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 22 (los dos últimos fueron descubiertos en los años 1986 - selenocisteína- y 2002 -pirrolisina-) forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético.

LAS PROTEÍNAS Las proteínas son compuestos químicos muy complejos que se encuentran en todas las células vivas: en la sangre, en la leche, en los huevos y en toda clase de semillas y pólenes. Hay ciertos elementos químicos que todas ellas poseen, pero los diversos tipos de proteínas los contienen en diferentes cantidades. En todas se encuentran un alto porcentaje de nitrógeno, así como de oxígeno, hidrógeno y carbono. En la mayor parte de ellas existe azufre, y en algunas fósforo y hierro. Las proteínas son sustancias complejas, formadas por la unión de ciertas sustancias más simples llamadas aminoácidos, que los vegetales sintetizan a partir de los nitratos y las sales amoniacales del suelo. Los animales herbívoros reciben sus proteínas de las plantas; el hombre puede obtenerlas de las plantas o de los animales, pero las proteínas de origen animal son de mayor valor nutritivo que las vegetales. Esto se debe a que, de los aminoácidos que se conocen, que son veinticuatro, hay nueve que son imprescindibles para la vida, y es en las proteínas animales donde éstas se encuentran en mayor cantidad. 4


CLASIFICACION Y ESTRUCTURA

ESTRUCTURA La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio. ESTRUCTURA PRIMARIA: La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína. Nos indica qué aas. componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aas. se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte. ESTRUCTURA SECUNDARIA: La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los A.A. a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria. Existen dos tipos de estructura secundaria:  la a(alfa)-hélice  la conformación beta Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue. En esta disposición los no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada. Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína. ESTRUCTURA TERCIARIA: La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc. Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:  El puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.  Los puentes de hidrógeno  Los puentes eléctricos  Las interacciones hifrófobas.

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ESTRUCTURA CUATERNARIA: Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero. El número de protómeros varía desde dos como en la hexoquinasa, cuatro como en la hemoglobina, o muchos como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de 60 unidades proteícas.

REACCION DE BIURET Los péptidos y proteínas producen una reacción coloreada muy usada para la valoración de los mismos, llamada reacción del Biuret. Las proteínas por sus uniones peptídicas reaccionan con los iones cúpricos del reactivo en medio alcalino formando un complejo de color violeta. Se necesitan 2 ó más uniones peptídicas para que se forme el complejo coloreado. Esta prueba sirve para la identificación de tripéptidos en adelante Un color violeta resulta cuando los iones cúpricos en medio alcalino se complejan con los electrones no saturados de los átomos de nitrógeno y oxígeno de los enlaces de todas las proteínas. La cantidad de color producido es proporcional a la concentración de proteínas.

REACCION XANTOPROTEINA La reacción xantoproteica es un método que se puede utilizar para determinar la presencia de proteínas solubles en una solución, empleando ácido nítrico concentrado. La prueba da resultado positivo en aquellas proteínas con aminoácidos portadores de grupos aromáticos, especialmente en presencia de tirosina. Si una vez realizada la prueba se neutraliza con un álcali, se torna color amarillo oscuro. La reacción xantoproteica se puede considerar como una sustitución electrofílica aromática de los residuos de tirosina de las proteínas por el ácido nítrico dando un compuesto coloreado amarillo a pH ácido. Según las guías químicas es una reacción cualitativa, mas no cuantitativa. Por ende, determina la presencia o no de proteínas. Para cuantificar se usa otra reacción, como la de Biuret, y se hace un análisis espectro fotométrico. 6


MATERIALES Y REACTIVOS Materiales     

Vasos 9 tubos de ensayos Gradilla Cocinilla Huevo

Reactivos            

Muestras= sacarosa , maltosa, glucosa, fructosa y almidón. Agua destilada Reactivo de Molisch Lugol CuSO4 0.5% , 5% HNO3 NH4OH Ácido acético Cloroformo NaOH 10% BaCl2 Acetato de plomo 5%

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PROCEDIMIENTO

1. Hidrolisis del almidón

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Se preparó una solución de 25mL de almidón al 5% en un vaso, para ello se pesó 1.25g de almidón y se agregó 25mL de agua Se agregó al vaso 1mL de HCl c

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Se llevó a calentar la solución hasta la ebullición



Luego se tomó una muestra de aproximadamente 1mL en un tubo de ensayo, se agregó unas gotas de ácido clorhídrico y unas gotas de Lugol ( prueba de Lugol), se observó una coloración azul.

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

Se tomaron otras dos muestras en intervalos de 5 minutos y se realizaron las pruebas de Lugol, en la segunda se observó una coloración parda.

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Se neutralizo la solución con 2 gotas de NaOH al 20%. Se tomó una muestra en un tubo de ensayo y se realizó la prueba de Fehling Se observó un precipitado rojo ladrillo.

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2. Hidrolisis de la celulosa  

 

En un vaso se pesó 1gramo de algodón Se agregó 5ml de H 2SO4 al vaso con algodón y con una bagueta se diluyo el algodón en el ácido.

Se agregó 25mL de agua destilada y se llevó a calentar a la cocinilla durante 25minutos aproximadamente. Se agregaba agua destilada a la solución de modo que se mantenga un volumen de 25mL.

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 

Se extrajo una muestra en un tubo de ensayo y se realizó la prueba de Fehling Se obtuvo un precipitado color rojo ladrillo.

3. Preparación de solución de Albúmina  



Se separó la clara de la yema de un huevo en una probeta y se agregó a esta la misma cantidad de agua destilada a la probeta. Se vació a un vaso de precipitado para así poder agitar hasta generar una pequeña espuma. Se filtró nuevamente a la probeta usando un embudo con algodón.

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I.

REACCIONES DE COLORACIÓN

A. Reacción de Biuret  En un tubo de ensayo se colocó 1ml de solución de albúmina y 1.5ml de NaOH al 10%.  Luego se añadió gota a gota CuSO 4 al 0.5%

Se Observa: Una coloración púrpura violeta

B. Reacción Xantoproteica  En un tubo de ensayo se agregó 1ml de albúmina y 0.5ml de HNO 3

Se Observa: Una coloración blanca espumosa

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

Se llevó el tubo a baño maría

Se Observa: Que se disuelve con la aparición de un precipitado de color amarillo 

Luego se enfrió y se añadió gota a gota NH 4OH

Se Observa: Que se torna una coloración naranja

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C. Reacción Ninhidrina  Se agregó a un tubo de ensayo 1ml de solución de albúmina y 0.25ml de ninhidrina.  De ahí se pasó a un baño maría.

Se Observa: Que se torna una coloración violeta 

Luego se agregó 1 gota de ácido acético y 0.5ml de cloroformo

Se Observa: Una coloración naranja melón. II. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN A. Reacciones de precipitación con sales metálicas.  En 3 tubos de ensayo se agregó 1ml de solución de albúmina preparada previamente, seguidamente se agregó sulfato de cobre (5%), cloruro de bario (5%) y acetato de plomo a cada tubo respectivamente hasta que aparezca un precipitado.

Figura 1: Albumina +CuSO4

Figura 2: Albumina +BaCl2

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Figura 3: Albumina +Acetato de Plomo


B. Precipitación de reactivos alcaloides  En 2 tubos de ensayo se agregó 1mL de albumina de solución preparada previamente, seguidamente se agregó 6 gotas de ácido pícrico y ácido fosfomolibdico a cada tubo respectivamente.

Figura 4: Albumina +ácido fosfomolibdico

Figura 4: Albumina +acido pícrico

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1. Hidrolisis del almidón

hidrolisis

a) Prueba de Fehling con el producto del hidrolisis del almidón(glucosa)

2. Hidrolisis de celulosa

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I.

REACCIONES DE COLORACIÓN A. Reacción de Biuret

B. Reacción Xantoproteica

C. Reacción Ninhidrina

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II. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN A. Reacciones de precipitación con sales metálicas. 

Tubo numero 1: 1mL albumina + gotas de sulfato de cobre (Precipitado celeste).

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Tubo número 2: 1mL albumina + gotas de cloruro de bario(Precipitado blanco)



Tubo numero 3: 1mL albumina + gotas de acetao de plomo(Precipitado blanco)

B. Precipitación de reactivos alcaloides 

Tubo numero 1: 1Ml albumina + acido picrico

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1. Hidrolisis del almidón Muestras tomadas cada 5 minutos

Coloración de la muestra con Lugol

1ra muestra

Azul

2da muestra

Azul virando a pardo

3ra muestra

pardo

En la hidrolisis del almidón, como se observa en el siguiente cuadro, la primera muestra nos indica la presencia del almidón, pero en segunda se observó aun un color azul, lo que nos muestra aun la presencia del almidón, en la tercera muestra se observó solo el color pardo indicando que ya no hay almidón, esto nos demuestra que el almidón se ha hidrolizado, los enlaces glucosídicos se rompieron y ahora se tienen moléculas de glucosas. La presencia de la glucosa se verifico con la prueba de Fehling, ya que la glucosa reduce al cobre de +2 a +1 observándose una coloración rojo ladrillo.

2. Hidrolisis de celulosa En la hidrolisis de la celulosa luego de calentar la solución, se logra romper los enlaces glucosídicos obteniéndose las moléculas de glucosa se hizo la prueba de Fehling, como en la experiencia anterior. I.

REACCIONES DE COLORACIÓN

A. Reacción de Biuret Se observó que la solución adquiere instantáneamente un color violeta intenso, luego al pasar los minutos se formó precipitado indicando que la reacción es positiva. Esto se debe a que la albumina contiene uniones peptídicas en su composición, y estos reaccionan con los iones cúpricos en medio alcalino, formando así el complejo violeta.

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B. Reacción Xantoproteica

Al reaccionar la albumina con el ácido nítrico se observó que la solución adquirió un tono blanco lechoso. Luego al llevar a baño maría la solución fue adquiriendo poco a poco un color amarillo. Luego se calentó la solución hasta que se disolviera y se le echó hidróxido de amonio, observando una coloración anaranjada de la solución. En esta reacción ocurre la nitración del compuesto (aminoácido aromático contenido en la albumina), obteniéndose un nitrocompuesto de coloración amarilla, y de pH acido, que, al neutralizar con hidróxido de amonio, se torna anaranjado. C. Reacción Ninhidrina Al reaccionar la albumina con la ninhidrina se observó una pequeña coloración blanca en la solución, luego al llevar a baño maria la solución adquiere un color purpura intenso; precipitándose al cabo de unos minutos. Durante la reacción la ninhidrina se reduce y vuelve a reaccionar con el aminoácido y con otra ninhidrina, formando así el compuesto violeta observado en el experimento. II.

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN A. Reacciones de precipitación con sales metálicas. En esta parte de la experiencia se observó la precipitación en los 3 tubos de ensayo, precipitación se da ya que en la muestra problema es una proteína, este es un método de identificación de proteínas mediante la precipitación.

B. Precipitación de reactivos alcaloides En las 2 pruebas dio un precipitado amarillento con los reactivos alcaloides y la albumina. Debido a su carácter anfótero, las proteínas reaccionan con los ácidos y con las bases. Los ácidos proteicos y álcali proteicos son insolubles en agua y en solución de sales neutras y se disocian en los ácidos y en las bases diluidas, pero precipitan en medio neutro. Las proteínas recuperadas resultan desnaturalizadas.

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La sacarosa, el almidón y la celulosa se hidrolizan dando monosacáridos.

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La celulosa y el almidón son polisacáridos formados por monosacáridos de glucosas. La glucosa es un agente reductor Las proteínas, debido al gran tamaño de sus moléculas, forman soluciones coloidales al reaccionar con el agua.

 



La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados.

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Los reactivos de alcaloides dan precipitado con la mayoría de las proteínas. Las sales metálicas al reaccionar con las proteínas dan precipitado y este es un método de identificación.

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Para limpiar los tubos de ensayo utilizar de preferencia un disolvente orgánico ya que para esta práctica se usó diferentes tipos de reactivos y podrían reaccionar de manera inesperada al no estar limpios los tubos de ensayo. Prestar suma atención a la hora de la reacción donde presenta una etapa de coloración de los reactivos. Realizar con cuidados los ensayos de la práctica, puede ocasionar quemaduras u otros daños

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H. Dupont Durst. ,´´Química Orgánica Experimental’. Editorial Reverte. Pg= 223.

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E. Solano Oria, E. Perez Pardo y F. Tomas Alonso, ”Practica de laboratorio de química organica”, 1991,pgs=137-141.

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David Gutshe, “Fundamentos e Química Orgánica” . pg: 381

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L.G.Wade. Jr. Química organica. Volumen 2.septima edición pag.219-820

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Robert C. Atkins, Francis A. Carey, Organic Chemistry Editorial McGraw-Hill Companies, The. Sexta Edición. 2005 pp 286-291. Robert C. Atkins, Francis A. Carey, Organic Chemistry Editorial McGraw-Hill Companies, The. Sexta Edición. 2005 pp 286-291.

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