Per stabilire la composizione qualitativa di molti prodotti alimentari, viene utilizzata la reazione xantoproteina per le proteine. La presenza di amminoacidi aromatici nel composto darà un viraggio di colore positivo al campione da testare.
Cos'è la proteina
Si chiama anche proteina, che è un materiale da costruzione per un organismo vivente. Le proteine mantengono il volume muscolare, ripristinano le strutture tissutali ferite e morte di vari organi, che si tratti di capelli, pelle o legamenti. Con la loro partecipazione, vengono prodotti i globuli rossi, viene regolato il normale funzionamento di molti ormoni e cellule del sistema immunitario.
Questa è una molecola complessa, che è un polipeptide con una massa maggiore di 6103 d alton. La struttura proteica è formata da residui di amminoacidi in grandi quantità, collegati da un legame peptidico.
Struttura proteica
Una caratteristica distintiva di queste sostanze rispetto ai peptidi a basso peso molecolare è la loro struttura tridimensionale spaziale sviluppata, supportata da influenze di diversigrado di attrazione. Le proteine hanno una struttura a quattro livelli. Ognuno di loro ha le sue caratteristiche.
L'organizzazione primaria delle loro molecole si basa sulla sequenza amminoacidica, la cui struttura è riconosciuta dalla reazione della xantoproteina alla proteina. Tale struttura è un legame peptidico -HN-CH-CO- che si ripete periodicamente e i radicali della catena laterale negli acidi amminocarbossilici sono la parte selettiva. Sono loro che determinano le proprietà della sostanza nel suo insieme in futuro.
La struttura proteica primaria è considerata abbastanza forte, ciò è dovuto alla presenza di forti interazioni covalenti nei legami peptidici. La formazione dei livelli successivi avviene a seconda dei segni stabiliti nella fase iniziale.
La formazione di una struttura secondaria è possibile a causa della torsione della sequenza amminoacidica in una spirale, in cui si stabiliscono legami idrogeno tra le spire.
Il livello terziario di organizzazione di una molecola si forma quando una parte dell'elica si sovrappone ad altri frammenti con l'emergere di tutti i tipi di legami tra di loro, con un composto idrogeno, disolfuro, covalente o ionico. Il risultato sono associazioni sotto forma di globuli.
La disposizione spaziale delle strutture terziarie con la formazione di legami chimici tra di esse porta alla formazione della forma finale della molecola o livello quaternario.
Aminoacidi
Determinano le proprietà chimiche delle proteine. Ci sono circa 20 amminoacidi principali,inclusi nella composizione dei polipeptidi in diverse sequenze. Questo include anche rari acidi aminocarbossilici sotto forma di idrossiprolina e idrossilisina, che sono derivati dei peptidi di base.
Come segno della reazione xantoproteica di riconoscimento proteico, la presenza di singoli amminoacidi determina un cambiamento nel colore dei reagenti, che suggerisce la presenza di strutture specifiche nella loro composizione.
Come si è scoperto, sono tutti acidi carbossilici, in cui l'atomo di idrogeno è stato sostituito da un gruppo amminico.
Un esempio della struttura di una molecola è la formula strutturale della glicina (HNH− HCH− COOH) come amminoacido più semplice.
In questo caso, uno degli idrogeni CH2- carbonio può essere sostituito da un radicale più lungo, comprendente un anello benzenico, gruppi amminici, sulfo, carbossilici.
Cosa significa la reazione alle xantoproteine
Per l'analisi qualitativa delle proteine vengono utilizzati metodi diversi. Questi includono le reazioni:
- biureto con colorazione viola;
- ninidrina per formare una soluzione blu-viola;
- formaldeide con colorazione rossa;
- Foglio con sedimentazione grigio-nera.
Quando si esegue ogni metodo, viene dimostrata la presenza di proteine e la presenza di un determinato gruppo funzionale nella loro molecola.
C'è una reazione xantoproteina alle proteine. Viene anche chiamato il test di Mulder. Si riferisce alle reazioni del colore sulle proteine, inche sono aminoacidi aromatici ed eterociclici.
Una caratteristica di tale test è il processo di nitrazione dei residui di amminoacidi ciclici con acido nitrico, in particolare l'aggiunta di un gruppo nitro all'anello benzenico.
Il risultato di questo processo è la formazione di un composto nitro, che precipita. Questo è il principale segno di una reazione xantoproteica.
Quali amminoacidi vengono determinati
Non tutti gli acidi aminocarbossilici possono essere rilevati utilizzando questo test. La caratteristica principale della reazione xantoproteica del riconoscimento proteico è la presenza di un anello benzenico o eterociclo nella molecola dell'amminoacido.
Dagli acidi aminocarbossilici proteici si isolano due acidi aromatici, in cui è presente un gruppo fenilico (nella fenilalanina) e un radicale idrossifenile (nella tirosina).
La reazione xantoproteina viene utilizzata per determinare l'amminoacido eterociclico triptofano, che ha un nucleo di indolo aromatico. La presenza dei suddetti composti nella proteina dà un caratteristico cambiamento di colore del mezzo di prova.
Quali reagenti vengono utilizzati
Per effettuare la reazione delle xantoproteine, dovrai preparare una soluzione all'1% di uova o proteine vegetali.
Usare solitamente un uovo di gallina, che viene rotto per separare ulteriormente la proteina dal tuorlo. Per ottenere una soluzione, l'1% di proteine viene diluito in dieci volte la quantità di acqua purificata. Dopo aver sciolto la proteina, il liquido risultante deve essere filtrato attraverso diversi strati di garza. Questa soluzione deve essere conservata in un luogo fresco.
Puoi effettuare la reazione con proteine vegetali. Per preparare la soluzione, viene utilizzata farina di frumento nella quantità di 0,04 kg. Aggiungere 0,16 l di acqua purificata. Gli ingredienti vengono mescolati in un pallone, che viene posto per 24 ore in un luogo freddo con una temperatura di circa + 1°C. Dopo un giorno, la soluzione viene agitata, dopodiché viene filtrata prima con un batuffolo di cotone e poi con un filtro pieghettato di carta. Il liquido risultante viene conservato in un luogo freddo. In tale soluzione c'è principalmente una frazione di albumina.
Per effettuare la reazione delle xantoproteine, come reagente principale viene utilizzato acido nitrico concentrato. Ulteriori reagenti sono una soluzione di idrossido di sodio al 10% o ammoniaca, una soluzione di gelatina e fenolo non concentrato.
Metodologia
In una provetta pulita aggiungere una soluzione all'1% di proteine dell'uovo o farina in una quantità di 2 ml. Ad esso vengono aggiunte circa 9 gocce di acido nitrico concentrato per impedire la caduta dei fiocchi. La miscela risultante viene riscaldata, di conseguenza, il precipitato diventa giallo e scompare gradualmente e il suo colore va in soluzione.
Quando il liquido si raffredda, vengono aggiunte circa 9 gocce di idrossido di sodio concentrato alla provetta lungo la parete, che è un eccesso per il processo. La reazione del mezzo diventa alcalina. Il contenuto nel tubo diventa arancione.
Caratteristiche
Poiché la xantoproteina è chiamata reazione qualitativa alle proteine sottostantidall'azione dell'acido nitrico, quindi il test viene eseguito sotto la cappa aspirante inclusa. Rispettare tutte le misure di sicurezza quando si lavora con sostanze caustiche concentrate.
Durante il processo di riscaldamento, il contenuto del tubo può essere espulso, cosa da tenere in considerazione quando lo si fissa nel supporto e si sceglie un'inclinazione.
L'assunzione di acido nitrico concentrato e idrossido di sodio deve essere eseguita solo con una pipetta di vetro e un bulbo di gomma, è vietato digitare per bocca.
Reazione comparativa con fenolo
Per illustrare il processo e confermare la presenza del gruppo fenilico, viene eseguito un test simile con idrossibenzene.
Introdurre 2 ml di fenolo diluito in una provetta, quindi aggiungere gradualmente, lungo la parete, 2 ml di acido nitrico concentrato. La soluzione è sottoposta a riscaldamento, per cui diventa gialla. Questa reazione è qualitativa per la presenza di un anello benzenico.
Il processo di nitrazione dell'idrossibenzene con acido nitrico è accompagnato dalla formazione di una miscela di paranitrofenolo e ortonitrofenolo in un rapporto percentuale da 15 a 35.
Confronto di gelatina
Per dimostrare che la reazione delle xantoproteine a una proteina rileva solo gli amminoacidi con una struttura aromatica, vengono utilizzate proteine che non hanno un gruppo fenolico.
Introdurre una soluzione di gelatina all'1% in una quantità di 2 ml in una provetta pulita. Ad esso vengono aggiunte circa 9 gocce di acido nitrico concentrato. La miscela risultante viene riscaldata. La soluzione non ingiallisce, il che dimostra l'assenzaamminoacidi con struttura aromatica. Talvolta si osserva un leggero ingiallimento del terreno dovuto alla presenza di impurità proteiche.
Equazioni chimiche
La reazione delle xantoproteine alle proteine avviene in due fasi. La formula del primo stadio descrive il processo di nitrazione di una molecola di amminoacido utilizzando acido nitrico concentrato.
Un esempio è l'aggiunta di un gruppo nitro alla tirosina per formare nitrotirosina e dinitrotirosina. Nel primo caso, un NO2-radicale è attaccato all'anello benzenico, e nel secondo caso due atomi di idrogeno sono sostituiti da NO2. La formula chimica della reazione della xantoproteina è rappresentata dall'interazione della tirosina con l'acido nitrico per formare una molecola di nitrotirosina.
Il processo di nitrazione è accompagnato dal passaggio da un colore incolore a un tono giallo. Quando si esegue una reazione simile con proteine contenenti residui di amminoacidi di triptofano o fenilalanina, cambia anche il colore della soluzione.
Nel secondo stadio, i prodotti della nitrazione della molecola della tirosina, in particolare la nitrotirosina, interagiscono con l'ammonio o l'idrossido di sodio. Il risultato è un sale di sodio o di ammonio, di colore giallo-arancio. Questa reazione è associata alla capacità della molecola di nitrotirosina di passare nella forma chinoide. Successivamente, da esso si forma un sale di acido nitronico, che ha un sistema chinone di doppi legami coniugati.
Così finisce la reazione delle xantoproteine alle proteine. Equazione duelo stadio è presentato sopra.
Risultati
Durante l'analisi dei liquidi contenuti in tre provette, il fenolo diluito funge da soluzione di riferimento. Le sostanze con un anello benzenico danno una reazione qualitativa con l'acido nitrico. Di conseguenza, il colore della soluzione cambia.
Come sai, la gelatina contiene collagene in forma idrolizzata. Questa proteina non contiene acidi aminocarbossilici aromatici. Quando si interagisce con l'acido, non vi è alcun cambiamento nel colore del mezzo.
Nella terza provetta si osserva una reazione positiva delle xantoproteine alle proteine. La conclusione si può trarre come segue: tutte le proteine con una struttura aromatica, sia esso un gruppo fenilico o un anello indolo, danno un viraggio di colore alla soluzione. Ciò è dovuto alla formazione di composti nitro gialli.
L'esecuzione di una reazione cromatica dimostra la presenza di una varietà di strutture chimiche negli aminoacidi e nelle proteine. L'esempio della gelatina mostra che contiene acidi aminocarbossilici che non hanno un gruppo fenilico o una struttura ciclica.
La reazione delle xantoproteine può spiegare l'ingiallimento della pelle quando viene applicato un forte acido nitrico. La schiuma di latte acquisirà lo stesso colore quando viene eseguita tale analisi.
Nella pratica di laboratorio medico, questo campione di colore non viene utilizzato per rilevare le proteine nelle urine. Ciò è dovuto al colore giallo dell'urina stessa.
La reazione delle xantoproteine è stata sempre più utilizzata per quantificare gli amminoacidi come il triptofano e la tirosina in varie proteine.
