Ю.И.Пахомов.Практическая работа 17. Белки.10 класс

рактическая работа 17.
Белки

Цели. Повторить и закрепить на основе эксперимента понятия о составе и структуре белковых молекул, приготовить водный раствор яичного альбумина, изучить способы его коагуляции и цветные качественные реакции.
Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками (2 шт.), держатель для пробирок, водяная баня (электрическая), пипетка на 5–10 мл, двойной слой марли (2 фильтра), воронка стеклянная, трубка стеклянная, санитарная склянка, химический стакан на 50–100 мл, железный штатив с кольцом и лапкой; лакмусовая бумага нейтральная, растворы формалина ( [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]= 40%, нейтрализованный),
NaCl ( [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]= 10%), NaCl (насыщ.), Pb(CH3COO)2, Pb(NO3)2, CH3COOH ( = 1%), CH₃COOH ( [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]= 10%), водный аммиак (конц.), нитропруссид натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] ([Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение] = 5%), CH₃COOH (ледяная),
H2O (дистил.), NaOH ( [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]= 15%), NaOH (конц.), CuSO₄ ([Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение] = 5%), яичный белок (свежий), H₂SO₄ (конц.), HNO₃ (конц.), соляная кислота, трихлоруксусная кислота, 5-сульфосалициловая кислота.

Белки – высокомолекулярные соединения, состоящие из макромолекул, в которых пептидной связью соединены между собой остатки аминокислот. Белки при гидролизе распадаются с образованием -[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]аминокислот.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Первичная структура макромолекулы белка
(последовательность чередования аминокислотных остатков)


Задание 1. Многообразие (и трудности в синтезе) белков объясняется возможностями перестановки остатков аминокислот относительно друг друга. Число перестановок P_n = 1•2•3•… •n = n! Если, например, остатков аминокислот 4, Р₄ = 24, если 10, то Р₁₀ = 6 328 800. Составить формулы возможных первичных структур трипептида из остатков глицина, аланина и цистеина, назвать эти трипептиды.

Вследствие одновременного наличия в молекуле групп –СООН и –NH₂ белки амфотерны. Многие белки растворимы в воде, другие – только в растворах нейтральных солей, третьи – в кислотах и щелочах. Устойчивость растворов белков зависит от заряда и степени гидратации белковой молекулы. Уменьшение такой устойчивости ведет к коагуляции (осаждению) белков, т. е. к разрушению вторичной структуры. Коагуляция может быть и обратимой. Денатурация (необратимая коагуляция) происходит при действии концентрированных минеральных и органических кислот, фенола, формалина, спирта, алкалоидов, механических факторов, при нагревании.
Различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную белковые структуры.
Свойства белков полностью зависят от их аминокислотного состава. Присутствие в белках определенных атомных групп (остатков аминокислот) определяется характерными для них цветными реакциями.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Вторичная структура белковой молекулы


Ксантопротеиновая реакция. К 1 мл раствора белка добавить 5–6 капель концентрированной НNО₃ до появления белого осадка (или мути от свернувшегося под влиянием кислоты белка). При нагревании раствор и осадок окрасятся в ярко-желтый цвет (осадок почти полностью гидролизуется и растворится). Смесь охладить, добавить (осторожно, не взбалтывая) по каплям избыток концентрированного водного аммиака (или едкой щелочи) до щелочной реакции. Выпадающий сначала осадок кислотного альбумината растворится, жидкость окрасится в ярко-оранжевый цвет. Реакция протекает при наличии в белках остатков ароматических аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан).
Биуретовая реакция. К 1–2 мл раствора белка добавить равный объем щелочи, затем 2–3 капли разбавленного (почти бесцветного) раствора медного купороса. Жидкость окрасится в красно-фиолетовый цвет (при малом содержании белка к его раствору в щелочи осторожно прибавить 0,5–1 мл раствора CuSO₄, окраска появится на границе слоев). Реакция обусловлена наличием в молекуле белка пептидных группировок –СО–NН– и характерна для всех белков. Окраска объясняется образованием комплексных соединений меди.
Примечание. Такой же эффект наблюдается у веществ небелкового происхождения, если в них содержатся группировки –СО–NH–, –СS–NH–, например, у биурета NH₂–CO–NH–СО–NH₂.
Расщепление щелочью. В пробирку налить 0,5–1 мл неразбавленного белка, добавить двойной объем концентрированного раствора щелочи, несколько «кипелок» (кусочков пемзы), осторожно кипятить смесь на водяной бане. Незначительный осадок растворится, выделится NH₃ (запах, посинение влажной красной лакмусовой бумажки). Жидкость разделить на две части. К первой пробе прилить раствор плюмбита натрия (к 1 мл раствора Pb(СН3СОО)2 прибавить по каплям раствор едкой щелочи до растворения Pb(ОН)₂). Появится желто-бурое или черное окрашивание. Во вторую пробу прибавить 2–3 капли свежеприготовленного Na2[Fe(CN)5NO], возникает красно-фиолетовое окрашивание.
При действии едких щелочей белки подвергаются частичному гидролизу. Одновременно происходит отщепление аминогрупп с образованием NH₃. При наличии в белке остатков цистина или цистеина из них отщепляется ион S^2–, обнаруживаемый с помощью Pb²⁺:

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

(Нитропруссид натрия – реактив на S2–.)

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]