Ikona domuStart / Blog / Wykrywanie i właściwości białek – doświadczenia

Wykrywanie i właściwości białek – doświadczenia

Szczegóły

Białka to wielkocząsteczkowe związki chemiczne o złożonej budowie, będące produktami reakcji kondensacji odpowiednich aminokwasów. „Wielkocząsteczkowość” białek przejawia się w ich rozmiarach i co za tym idzie - również w masach cząsteczkowych.

Cząsteczka białka składa się z co najmniej stu reszt cząsteczek aminokwasów, połączonych za pomocą wiązań peptydowych. Masy cząsteczkowe białek są zróżnicowane i wynoszą od około 10 tys., do nawet kilku milionów jednostek masy atomowej (unitów).

Nie wszystkie aminokwasy mogą wchodzić w skład białek. Te z nich, które w reakcjach kondensacji mogą utworzyć białka, nazywamy aminokwasami białkowymi.

Budowa Białek

Cząsteczki wszystkich aminokwasów białkowych zbudowane są z atomów węgla, wodoru, tlenu oraz azotu. Można zatem wnioskować, że cząsteczki białek również składają się z atomów tych samych pierwiastków chemicznych.

Analizując budowę danego białka, nie możemy ograniczać się jedynie do podania jego składu pierwiastkowego. Budowa białek jest dużo bardziej złożona.

Przeczytaj także: Rola białek w organizmie człowieka

Do opisu budowy białek stosuje się cztery stopnie (poziomy) organizacji białka, czyli cztery struktury - pierwszorzędową, drugorzędową, trzeciorzędową i (dla niektórych białek) czwartorzędową.

Wykrywanie Pierwiastków w Białkach

Aby potwierdzić obecność w białku węgla, wodoru i tlenu, wystarczy próbkę analizowanego białka (umieszczoną np. w probówce) ogrzewać ostrożnie w płomieniu palnika i obserwować zachodzące zmiany. W celu potwierdzenia obecności azotu w badanym białku, do wylotu probówki z ogrzewaną próbką można zbliżyć zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. Jednym z produktów termicznego rozkładu białka jest bowiem amoniak, którego reakcję z wodą można opisać równaniem:

NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-

Powstające w tej reakcji aniony wodorotlenkowe powinny spowodować odpowiednią zmianę zabarwienia uniwersalnego papierka wskaźnikowego.

Jeśli w analizowanym białku zawarta jest również siarka, to podczas jego długotrwałego ogrzewania powinien być wyczuwalny charakterystyczny zapach, przypominający zapach palących się włosów. W przypadku wątpliwości, czy ten zapach faktycznie jest wyczuwalny, można do wylotu probówki z ogrzewaną próbką zbliżyć zwilżony wodą papierek ołowiowy (pasek bibuły, nasączony wodnym roztworem soli ołowiu(II)). Jeśli w badanym białku znajdowała się siarka, na skutek zachodzącej na powierzchni papierka ołowiowego reakcji opisanej równaniem:

Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?

Pb2+ + S2- → PbS

papierek powinien przyjąć odpowiednie zabarwienie.

Metody Wykrywania Białek

Do identyfikacji i wykrywania białek stosuje się często dwie próby - próbę (reakcję) biuretową oraz próbę (reakcję) ksantoproteinową.

Próba Biuretowa

W próbie biuretowej, do identyfikacji białka wykorzystuje się zawiesinę świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) (CuOH2) w środowisku zasadowym. O pozytywnym wyniku próby biuretowej świadczy pojawienie się fioletowego zabarwienia. W rzeczywistości próba ta nie pozwala na wykrycie samego białka, ale pozwala na potwierdzenie obecności w cząsteczce białka wiązań (ugrupowań) peptydowych.

Pozytywny wynik próby biuretowej uzyskamy, poddając jej wszystkie te związki chemiczne, które w swojej strukturze posiadają co najmniej dwa wiązania peptydowe, położone bezpośrednio obok siebie lub przedzielone tylko jednym atomem węgla, tak jak w przypadku cząsteczek białek.

Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach

Próba Ksantoproteinowa

Odczynnikiem wykorzystywanym do wykrywania białek w próbie (reakcji) ksantoproteinowej jest stężony kwas azotowy(V) HNO3. O pozytywnym wyniku próby ksantoproteinowej świadczy pojawienie się żółtego zabarwienia. Podobnie jak próba biuretowa, również próba ksantoproteinowa nie pozwala na wykrycie samego białka. Próba ksantoproteinowa pozwala na wykrycie w próbce badanej substancji ugrupowań aromatycznych.

Pomimo, że opisane próby - biuretowa i ksantoproteinowa - nie są charakterystyczne wyłącznie dla białek, są powszechnie stosowane do ich wykrywania.

Właściwości Fizykochemiczne Białek

Białka są na ogół dobrze rozpuszczalne w wodzie. Po rozpuszczeniu w wodzie tworzą z nią roztwór koloidalny.

Charakterystycznym dla koloidów zjawiskiem fizycznym jest tak zwany efekt Tyndalla. Pokrótce zjawisko to polega na rozpraszaniu wiązki światła przechodzącej przez roztwór koloidalny na jego cząstkach. Dzięki temu obserwujemy charakterystyczny „stożek” (smugę).

W wyniku działania niektórych czynników (zarówno fizycznych jak i chemicznych), białka ulegają tak zwanej koagulacji, która polega na wytrącaniu się białka z roztworu na skutek agregacji (łączenia się w większe grupy) cząsteczek białka.

W przypadku, gdy proces koagulacji nie narusza żadnej ze struktur białka, nazywamy go wysalaniem. Wysalanie jest procesem odwracalnym - wytrącony z roztworu osad białka można rozpuścić poprzez wprowadzenie do roztworu dodatkowej porcji wody. Proces wysalania białka (koagulacji odwracalnej) wywoływany jest między innymi przez sole metali lekkich (np. chlorek sodu).

Pod wpływem działania niektórych czynników (np. wysokiej temperatury lub soli metali ciężkich), białko ulega procesowi tak zwanej denaturacji. Procesu tego nie da się cofnąć (odwrócić), dlatego też nazywany jest on często koagulacją nieodwracalną. Na skutek denaturacji, zostają zniszczone przestrzenne struktury białka - czwartorzędowa (o ile białko takową posiada), trzeciorzędowa oraz drugorzędowa. To z kolei rzutuje na zmiany właściwości fizykochemicznych białka. Pierwszorzędowa struktura białka, a więc kolejność (sekwencja) aminokwasów w łańcuchu peptydowym, pozostaje nienaruszona.

Czynniki Powodujące Koagulację Białek

  • Koagulacja Odwracalna (Wysalanie):
    • Sole metali lekkich (np. NaCl, Mg(NO3)2, KBr)
  • Koagulacja Nieodwracalna (Denaturacja):
    • Czynniki Fizyczne:
      • Podwyższona temperatura
      • Ultradźwięki
      • Promieniowanie (jonizujące, rentgenowskie, gamma, UV)
    • Czynniki Chemiczne:
      • Stężone kwasy (np. HCl, H2SO4)
      • Alkohole (np. etanol C2H5OH, metanol CH3OH)
      • Stężone zasady (np. wodne roztwory NaOH, Ba(OH)2)
      • Jony metali ciężkich (np. Cu2+, Hg2+)

tags: #u #wylotu #probowek #umieszczono #zwilzony #woda

Popularne posty: