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La práctica 6 de química bioanalítica en la que se estudian las reacciones químicas específicas para la identificación de aminoácidos y proteínas. Se presentan las figuras 1 y 2 que muestran la estructura general de aminoácidos y su clasificación en polares y no polares, respectivamente. Se explican las reacciones químicas de xantoproteica, biuret, hopkins-cole, precipitación con sales metálicas y ninhidrina, y se detalla su significado para la detección de aminoácidos y proteínas. Además, se incluye una prueba de biuret para identificar la proteína de la leche.
Tipo: Ejercicios
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Doctora María Isabel Perez Sánchez. 29 septiembre 202 3
Los aminoácidos son moléculas orgánicas que contienen un grupo amino (NH2) en uno de los extremos de la molécula y un grupo ácido carboxílico (COOH) en el otro extremo. Los aminoácidos son las unidades que forman las proteínas, pero también participan en otras funciones celulares muy diversas como lo son la biosíntesis de porfirinas, purinas, pirimidinas y urea. En general los aminoácidos están constituidos por un carbono alfa al cual se une un grupo funcional amino, y carboxilo, un hidrógeno y un grupo R (lateral); lo que diferencia cada uno de los aminoácidos es sus grupos laterales (R) que es el resto de la molécula. Figura 1. Todos los aminoácidos naturales tienen la configuración estereoquímica L, y los aminoácidos sintéticos se encuentran como la mezcla racémica de los isómeros L y D (Olvera, s.f.). Figura 1.1- Estructura general que representa a todos los aminoácidos. Los grupo carboxilo que los componen existen casi por completo como R-COO(-) y los grupos amino usualmente como R-NH3(+),y esto les permite poseer, en la misma molécula tanto cargas positivas, como negativas, lo cual le da su capacidad de ser una molécula bipolar. Como la molécula no contiene una carga neta, ya que posee una cantidad igual de grupos ionizables de carga opuesta, es considerada una sustancia anfótera o zwitterion.
Los aminoácidos se diferencian en su estructura por sus cadenas laterales R y de acuerdo a sus clasificaciones; se clasifican en base a la polaridad de la cadena lateral R, esto nos da:
produce una complejación entre los enlaces peptídicos y los iones de cobre, formando un complejo de color violáceo; esta prueba se basa en que el enlace peptídico, que une los aminoácidos en una cadena de proteínas, contiene dos enlaces carbono-nitrógeno. Estos enlaces reaccionan con los iones de cobre presentes en la solución de Biuret, produciendo una oxidación-reducción y formando un complejo coloreado.
Figura 2. Diagrama con procedimientos de la prueba de biuret. PRUEBA DE BIURET “Es un reactivo que detecta la presencia de proteínas, péptidos cortos y otros compuestos con dos o más enlaces peptídicos en sustancias de composición desconocida. Está hecho de hidróxido potásico (KOH) y sulfato cúprico (CuSO 4 ), junto con tartrato de sodio y potasio (KNaC 4 O 6 ·4H 2 O). El reactivo, de color azul, cambia a violeta en presencia de proteínas, y
Figura 3.2. muestras con prueba de biuret Al finalizar la mezcla se observa que en cada tubo cambia el color del compuesto ligeramente. “La reacción es positiva cuando la molécula contiene dos uniones peptídicas o mas, cercanas entre si (es decir, tripéptidos en adelante). Se realiza tratando la solución a ensayar con CuSO 4 en medio alcalino de NaOH, y visualmente nos da un color violeta o morado. “- (Ruiz, 2013). Resultados
Figura 3.3. Resultados de las multiples pruebas de Biueret. PRUEBA DE NINHIDRINA Es una prueba utilizada en los laboratorios con la finalidad de detectar la presencia de aminoácidos, péptidos y proteínas. En esta prueba se utiliza el reactivo hidrato de tricetohidrindeno, conocido como ninhidrina (C9H6O4), el cual es el encargado de identificar la presencia de aminoácidos. En la primera parte de la reacción, el aminoácido se oxida, descarboxilándose y liberando amoníaco, mientras que una de las moléculas de ninhidrina se reduce a hidrindantina (Figura 4 ). Figura 4 : Primera etapa de la reacción de ninhidrina para aminoácidos
1.- Se toman 4 tubos de ensayo y se vierte en cada uno 2ml de cada solución de aminoácidos (triptófano, cisteína, arginina, albúmina) para obtener cuatro muestras diferentes, una en cada tubo de ensayo (Figura 3. 5 ). 2..- Agregar 0.5 ml al 0.1% (10 gotas) del reactivo de ninhidrina a cada tubo de ensayo con las muestras diferentes. 3.- Mezclar las pruebas con el reactivo (Figura 3.6 ) 4.- Prender el mechero de Bunsen 5.- Calentar las muestras directamente en la flama hasta ebullición (Figura 3.5 y 3.6) 6.- Notar cambios en el color de las muestras. Figura 3.5: Solución de aminoácidos Figura 3,6: Soluciones de aminoácidos con reactivo de ninhidrina en cada tubo de ensayo
Figura 3.7: Muestra de arginina en la llama Figura 3.8: Muestra de triptófano en la llama Figura 3.9: Muestra de cisteína en la llama
La caseína es una fosfoproteína que se encuentra presente en la leche y en algunos de sus derivados; contiene minerales importantes como el calcio y el fósforo, así como los 9 aminoácidos esenciales.
Si se añade ácido a la leche, la carga negativa de la superficie de la micela se neutraliza ( los grupos fosfato se protonan) y la proteína neutra precipita RESULTADOS La prueba de leche tomó un color ligeramente lila lo que demuestra que es positivo a proteína. Figura: Se calentó la leche 40° hasta haber grumos Figura: Filtración de los grumos Figura:Líquido diltrado de la muestra Figura: Muestra con etanol
Se entendió atraves de las diversas pruebas como reaccionan las proteinas en conjunto con los reactivos y como identificarlas. Por otro lado, se entendio como es el proceso de separacion de la caseina de la leche y el proceso por el que pasa para lograrlo.
