Reconocimiento de Las Proteinas Por Precipitacion y Coloracion

RECONOCIMIENTO DE PROTEINAS POR PRECIPITACION Y COLORACION

INTRODUCCIÓN Las proteínas son biopolímeros de aminoácidos de alto peso molecular; en las proteínas naturales se encuentra 20 aminoácidos diferentes. En cuento al tamaño, las proteínas van desde un peso molecular mínimo de 6000 hasta un máximo de varios mi8llones, en la naturaleza existen numerosas proteínas que difieren entre sí. Las diferencias químicas son, en algunos casos evidentes muy marcados, por ejemplo, los que existen entre el conjunto de proteínas de tejido muscular, las proteínas específicas o enzimas que catalizan diversas reacciones y las proteínas de bajo peso molecular que actúan como hormonas específicas. Se encuentran tanto en el reino animal como vegetal. En la naturaleza existen más de 300 aminoácidos, en la proteína solo se encuentran 20 que difieren de su tamaño, forma, carga, capacidad de formar puentes de hidrogeno, bisulfuro y reactividad química. Las múltiples probabilidades de combinación de 20 aminoácidos en la cadena peptídica, permiten la gran diversidad e las funciones proteicas. La presencia de grupos químicos ip0nizados en los aminoácidos permite a las proteínas presentar características fisicoquímicas específicas en el medio ambiente biológico de ahí la importancia de su estudio. Existen aminoácidos denominados esenciales, los cuales no pueden ser sintetizados en el organismo, por lo tanto deben ser ingeridos en la dieta. Los aminoácidos no esenciales son aquellas que el cuerpo humano si es capaz de sintetizar. El catabolismo deficiente de los ami9noacidos causan la acumulación de estos en el plasma y su excreción e3xcesivo por la orina, a esto se le conoce como aminoaciduria. En el adulto normal la excreción urinaria de aminoácidos es constante un pro0medio de 200 mg de nitrógeno alfa-aminado excretado en el periodo de 24, horas y existen diversas condiciones en las cuales la cantidad de aminoácidos en orina esta aumenta.

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RECONOCIMIENTO DE LAS PROTEÍNAS POR PRECIPITACIÓN Y COAGULACIÓN I.

OBJETIVOS Utilizar técnicas analíticas que permitan el reconocimiento por precipitación y coloración de las proteínas, aminoácidos específicos y proteínas de origen biológico.

II.

FUNDAMENTO TEORICO 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. El valor químico (o "puntuación química") de una proteína se define como el cociente entre los miligramos del aminoácido limitante existentes por gramo de la proteína en cuestión y los miligramos del mismo aminoácido por gramo de una proteína de referencia. El aminoácido limitante es aquel en el que el déficit es mayor comparado con la proteína de referencia, es decir, aquel que, una vez realizado el cálculo, da un valor químico más bajo. Las proteínas de los cereales son en general severamente deficientes en lisina, mientras que las de las leguminosas lo son en aminoácidos azufrados (metionina y cisteína). Las proteínas animales tienen en general composiciones más próximas a la considerada ideal. El valor químico de una proteína no tiene en cuenta otros factores, como la digestibilidad de la proteína o el hecho de que algunos aminoácidos pueden estar en formas químicas no utilizables. Sin embargo, es el único fácilmente medible. Los otros parámetros utilizados para evaluar la calidad de una proteína (coeficiente de digestibilidad, valor biológico o utilización neta de proteína) se obtienen a partir de experimentos dietéticos con animales o con voluntarios humanos.

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En disolución acuosa, los aminoácidos muestran un comportamiento anfótero, es decir pueden ionizarse, dependiendo del pH, como un ácido liberando protones y quedando (-COO'), o como base, los grupos -NH2 captan protones, quedando como (-NH3+), o pueden aparecer como ácido y base a la vez. En este caso los aminoácidos se ionizan doblemente, apareciendo una forma dipolar iónica llamada zwitterion.

III.

DESARROLLO EXPERIMENTAL A. Coagulación por calor Algunas proteínas no presentan ningún cambio de solubilidad por debajo de 35° C todas las proteínas sufren u7n fenómeno de desnaturalización cuando la temperatura pasa de 35°C y la alteración es total al llegar a 80°C. La coagulación de proteínas es un proceso irreversible debido a la desnaturalización cambiando de su estructura nativa. Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5.

Enumerar dos tubos de ensayo. En el tubo 1 colocar 5ml de agua destilada En el tubo numero 2 colocar 5 ml de albumina de huevo a 25%. Poner 5ml de solución de albumina al 25% en un tubo de ensayo. Someter progresivamente los tubos en baño María colocando un termómetro en la solución de albumina.

Resultado esperado El tubo que contiene la proteína de albúmina será el único que presenta la coagulación de la proteína.

Tubo 1

Agua destilada 5ml

Ovoalbúmina al 25% 0

Baño María +

2

0

5ml

+

Observaciones No presenta cambios La albúmina se coagula viéndose una solución blanquecina.

B. Precipitación En Frio Con Ácidos Fuertes Cuando la solución de las proteínas se acidifica adquieren una carga neta positiva. Las proteínas actúan como base y pueden formar sales con los ácidos o los aniones que se les añade.

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Procediendo Con Los Ácidos Minerales 1. Enumerar dos tubos de ensayo 2. En el tubo numero 1 colocar 2ml de agua destilada y agregar 5 gotas de HNO3CC. por las paredes. 3. En el tubo 2 colocar 2ml de la solución de albúmina al 2% y agregar 5 gotas de HNO 3 CC. Por las paredes. Resultados Esperados Observar en la inter fase del tubo del tubo con la proteína un anillo de floculación (El precipitado está formado por nitrato de proteínas)

Tubo 1 2

Agua Ovoalbúmina HNO3CC Observaciones destilada al 2% 2ml 0 5 gotas No hay cambio de coloración 0 2ml 5 gotas Cambia la coloración de transparente a lechoso Procedimiento Con Ácidos Orgánicos 1. 2. 3. 4.

Enumerar dos tubos de ensayo El tubo numero 1 colocar 2ml de agua destilada. Al tubo numero 2 colocar 2ml de solución de albumina al 2%. A los tubos agregar 1ml de ácido trícloro acético al 10% mesclar y observar

Tubo

Agua Ovoalbúmina destilada al 2%

1

2ml

0

trícloro acético al 10% 1ml

2

0

2ml

1ml

Observaciones No hay cambio de coloración La solución se hace lechosa y se pueden observar precipitados blanquecinos

C. Precipitación por sales de metales pesados: Las proteínas en presencia de cationes de metales pesados se forman sales de proteínas metálicas que pueden ser solubles según su naturaleza metal. Cuando la solución es vuelve alcalina, la carga neta de la proteína se hace negativa. También constituye la base de la administración de leche o clara de huevo a individuos que hayan ingerido algún veneno metálico como la dicloruro de mercurio (HgCl2).

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Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5.

Enumerar tres tubos de ensayo. El tubo numero 1 colocar 2ml de agua destilada. Al tubo numero 2 colocar 2ml de solución de albumina al 2%. Al tubo numero 3 colocar 2ml de solución de albumina al 2%. A los 2 tubos agregar 5 gotas de HgCl2 al 5% observar la formación de proteinato de mercurio. 6. Al tubo numero 3 colocar 5 gotas de (CH 3COO)2Pb. Al 10% (acetato de plomo) observar. tubo

Agua destilada

Ovoalbúmina al 2%

HgCl2 al 5%

(CH3COO)2Pb al 10%

Observaciones

1 2

2ml 0

0 2ml

0 5 gotas

0 0

3

0

2ml

0

5 gotas

No hay cambio Se forman precipitados blanco casi transparente Se forman precipitados blancos pero en menor cantidad que el anterior

D. Reacción De Biuret El sulfato alcalino de cobre reacciona con compuestos que contienen dos o más enlace peptídicos dando un complejo de coloración violeta. La intensidad del color obtenido es una medida del número de enlaces peptídicos presentes en la proteína. El complejo está formado por enlaces de coordinación, donde los pares electrónicos proceden de los grupos amino de los aminoácidos de cade3nas polipeptídicas. El nombre de la prueba se ha tomado del compuesto de Biuret que da una reacción típicamente positiva. Procedimiento 1. Enumerar tres tubos de ensayo. 2. En el tubo número uno colocar 2ml de agua destilada 3. En el tubo numero dos colocar 2ml de solución de fenilalanina al 2% 4. En el tubo número uno colocar 2ml de albumina de huevo al 2%. 5. Añadir a cada tubo 2ml del reactivo de Biuret. 6. Mezclar y observar.

Resultados Esperados

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El tubo que contiene la proteína albumina será el único que presente Tubo

Agua fenilalanina Ovoalbúmina Reactivo destilada al 2% al 2% de Biuret

1 2 3

2ml 0 0

Observaciones

0 0 1ml ---------------------2ml 0 1ml ---------------------0 2ml 1ml ---------------------coloración violeta, debido a que contiene enlaces peptídicos.

E. Reacción xantoprotéica: Los aminoácidos que contienen un núcleo aromático forman nitro derivados de color amarillo cuando se calienta con ácido nítrico concentrado. Las sales de estos derivados son de color naranja. Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5.

Enumerar tres tubos de ensayo. En el tubo número uno colocar 2ml de agua destilada. En el tubo número dos colocar 3ml de albumina de huevo al 2%. Añadir a cada tubo 1ml de HNO3CC. Observar el precipitado blanco, hervir en baño María hasta que tome un color amarillo. 6. Alcalinizar con 3ml de solución de NaOH al 40%. tubo

Agua Ovoalbúmina destilada al 2%

HNO3CC

Hervir NaOH al 40%

1

2ml

0

1ml

+

3ml

2

0

3ml

1ml

+

3ml

IV.

Observaciones

No hay cambios Luego de estar en baño María la albumina se hace amarilla entonces se forman dos fases. Al añadir NaOH se forma una solución naranja además la reacción es exotérmica.

DISCUSIÓN

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A. Coagulación por calor La albúmina al ser sometido a calor forma una solución coloidal. Esto se debe a que la molécula de albumina es de gran tamaño. Por lo observado se puede decir que la reacción es irreversible. B. Precipitación En Frio Con Ácidos Fuertes Al ser tratadas con soluciones ácidos. Las albumina se desnaturaliza debido a la destrucción de sus estructuras. No solo con el ácido trícloro acético, sino con todos los ácidos las proteínas se desnaturalizan y se precipitan. En el ácido trícloro acético, los tres cloros están halando hacia ellos los electrones, dejando así al protón del grupo acido aún más acido; la fuerza que toma ese acido es más pronunciada y así aumenta su grado de disociación, o sea lo hace un ácido más fuerte.

C. Precipitación Por Sales De Metales Pesados La albúmina también se desnaturaliza.

D. Reacción De Biuret No se realizó el proceso experimental por falta de reactivos.

E. reacción xantoprotéica: Es debida a la formación de un compuesto aromático nitrado de color amarillo, cuando las proteínas son tratadas con ácido nítrico concentrado. La prueba da resultado positivo en aquellas proteínas con aminoácidos portadores de grupos bencénicos, especialmente en presencia de tirosina. Si una vez realizada la prueba se neutraliza con un álcali vira a un color anaranjado oscuro.

V. 



CONCLUSIONES Las proteínas, debido al gran tamaño de sus moléculas, forman con el agua soluciones coloidales. Estas soluciones pueden precipitar con formación de coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a los 70ºC o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc. La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados, que al actuar sobre la proteína la desordenan por la destrucción de su estructura terciaria y cuaternaria. La reacción xantoprotéica ayuda al reconocimiento de proteínas.

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VI. CUESTIONARIO 1. ¿Qué es desnaturalización de la proteína albumina del huevo? Se llama desnaturalización de las proteínas a la pérdida de las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipeptídica reducida a un polímero estadístico sin ninguna estructura tridimensional fija. Cualquier factor que modifique la interacción de la proteína con el disolvente disminuirá su estabilidad en disolución y provocará la precipitación. Así, la desaparición total o parcial de la envoltura acuosa, la neutralización de las cargas eléctricas de tipo repulsivo o la ruptura de los puentes de hidrógeno facilitarán la agregación intermolecular y provocará la precipitación. La precipitación suele ser consecuencia del fenómeno llamado desnaturalización y se dice entonces que la proteína se encuentra desnaturalizada

Estado nativo

Estado desnaturalizado

2. Especifique cuales son aminoácidos esenciales Los aminoácidos son sustancias químicas que contienen carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Son las unidades estructurales de las proteínas que el cuerpo sintetiza para cumplir con diversas funciones. Muchos de estos aminoácidos pueden ser producidos por el organismo, pero otros no, y éstos son los denominados aminoácidos esenciales. Existen nueve aminoácidos esenciales, cada uno de ellos tiene características distintas y cumplen con diferentes funciones. Los nueve aminoácidos esenciales son: Fenilalanina. Se trata de un aminoácido que tiene una cadena lateral característica que incluye un anillo bencénico, por lo tanto, pertenece al grupo de los aminoácidos esenciales aromáticos. La fenilalanina forma parte de importantes neuro-péptidos, como la hormona adrenocorticotrópica (ACTH), la angiotensina y la vasopresina, y también es precursora de las catecolaminas.

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Histidina. Es uno de los aminoácidos esenciales básicos a pH fisiológico, pues su grupo imdazol está cargado positivamente. La histidina puede sufrir un proceso de descarboxilación para transformarse en histamina, una sustancia que interviene en las reacciones alérgicas de las personas. La histidina también es uno de los aminoácidos esenciales que participan en el desarrollo y mantenimiento de diversos tejidos, especialmente la mielina que recubre las neuronas. Lisina Está en el grupo de los aminoácidos esenciales que se encuentran en mayor concentración en alimentos de origen animal, en comparación con los vegetales, aunque las legumbres pueden contener una buena cantidad de este aminoácido. La lisina, como muchos aminoácidos esenciales, cumple un rol fundamental en la síntesis de todas las proteínas del organismo, participa en el proceso de absorción el calcio, en la construcción de tejido muscular y en la producción de enzimas, hormonas y anticuerpos. Triptófano. Se encuentra entre los aminoácidos esenciales hidrófobos, no polares. Está presente en gran cantidad en alimentos tales como leche, cereales integrales, dátiles, garbanzos, chocolate y maní. Las personas que no incluyen estos alimentos en su dieta habitual podrían sufrir un déficit de triptófano, como sucede con las personas que tienen elevados niveles de estrés. Para el buen metabolismo de los aminoácidos esenciales se requiere la presencia de ciertas vitaminas y minerales. En el caso del triptófano, la vitamina B6 y el magnesio son necesarios para su metabolización. El triptófano es fundamental para la producción de serotonina, un importante neurotransmisor que favorece el sueño y reduce la ansiedad. Metionina La metionina es uno de los aminoácidos esenciales que contienen azufre. Se encuentra en las semillas de sésamo, las nueces brasileñas, carnes, pescados y otras semillas. Cumple una importante función manteniendo las uñas y la piel saludables. Al igual que otros aminoácidos esenciales, la metionina cumple un rol fundamental en el rendimiento muscular. Isoleucina Se trata de uno de los aminoácidos esenciales que tienen mayor importancia para los deportistas, pues ayudan en la recuperación del tejido muscular y óseo. Además, la isoleucina interviene en la formación de la hemoglobina, en la coagulación de la sangre y otros procesos vitales. Leucina

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La leucina es uno de los aminoácidos esenciales que participan activamente en los procesos de reparación del tejido muscular, en conjunto con la isoleucina y la valina. Todos estos aminoácidos esenciales son recomendados para aquellas personas que han sido sometidas a cirugías mayores, para que los tejidos se recuperen más rápidamente. Treonina Es uno de los aminoácidos esenciales que mantienen el hígado libre de grasas. También favorece la digestión y ayuda a que el sistema inmunológico funcione mejor. Hay mucha treonina en las carnes rojas y blancas, las lentejas y las semillas de sésamo. Valina Muchos aminoácidos esenciales participan en la creación de tejidos nuevos, incluyendo la valina, que favorece la recuperación muscular luego de una jornada de ejercicio o trabajo intenso. Si bien es uno de los aminoácidos más comunes en la naturaleza, el cuerpo humano es incapaz de producirla en cantidades suficientes, por eso la valina es clasificada como uno de los aminoácidos esenciales que deben estar presentes en los alimentos que se ingieren diariamente.

3. ¿Qué técnica ha permitido identificar los componentes de la proteína unido por enlaces peptídicos? Calentando una solución de proteína con un álcali concentrado y unas gotas de solución diluida de CuSO 4 se presenta una coloración que depende de la proteína y que fluctúa entre el rosado y el violeta purpura; el color se intensifica con el aumento de los enlaces peptídicos, pues ellos son los responsables de la reacción.

4. Mencione 7 importancias de las proteínas en la naturaleza a) Ser esenciales para el crecimiento. Las grasas y carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno. b) Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas. c) Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de diversos medios como el plasma. d) Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo. Son las enzimas. e) Actúan como defensa, los anticuerpos son proteínas de defensa natural contra infecciones o agentes extraños.

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f) Actúan como transporte de gases como oxígeno y dióxido de carbono en sangre. (hemoglobina). g) Permiten el movimiento celular a través de la miosina y actina (proteínas contráctiles musculares). h) Resistencia. El colágeno es la principal proteína integrante de los tejidos de sostén. i) Energéticamente, estas sustancias aportan 4 Kcal por gramo de energía al cuerpo.

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ANEXO Coagulación por calor

Precipitación En Frio Con Ácidos Fuertes

Precipitación Por Sales De Metales Pesados

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Reacción xantoprotéica

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Reconocimiento de Las Proteinas Por Precipitacion y Coloracion

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