For å etablere den kvalitative sammensetningen av mange matvarer, brukes xantoproteinreaksjonen for protein. Tilstedeværelsen av aromatiske aminosyrer i forbindelsen vil gi en positiv fargeendring til testprøven.
Hva er protein
Det kalles også et protein, som er et byggemateriale for en levende organisme. Proteiner opprettholder muskelvolum, gjenoppretter skadede og døde vevsstrukturer i ulike organer, enten det er hår, hud eller leddbånd. Med deres deltakelse produseres røde blodceller, normal funksjon av mange hormoner og celler i immunsystemet reguleres.
Dette er et komplekst molekyl, som er et polypeptid med en masse større enn 6103 d alton. Proteinstrukturen dannes av aminosyrerester i store mengder, forbundet med en peptidbinding.
Proteinstruktur
Et særtrekk ved disse stoffene sammenlignet med lavmolekylære peptider er deres utviklede romlige tredimensjonale struktur, støttet av påvirkninger fra forskjelligegrad av tiltrekning. Proteiner har en struktur på fire nivåer. Hver av dem har sine egne egenskaper.
Den primære organiseringen av molekylene deres er basert på aminosyresekvensen, hvis struktur gjenkjennes av xantoproteinreaksjonen til proteinet. En slik struktur er en periodisk repeterende peptidbinding -HN-CH-CO-, og sidekjederdikalene i aminokarboksylsyrer er den selektive delen. Det er de som bestemmer egenskapene til stoffet som helhet i fremtiden.
Den primære proteinstrukturen anses som sterk nok, dette skyldes tilstedeværelsen av sterke kovalente interaksjoner i peptidbindinger. Dannelsen av påfølgende nivåer skjer avhengig av tegnene som ble etablert i det innledende stadiet.
Dannelsen av en sekundær struktur er mulig på grunn av vridningen av aminosyresekvensen til en spiral, der hydrogenbindinger etableres mellom svingene.
Det tertiære organiseringsnivået til et molekyl dannes når en del av helixen legges over andre fragmenter med fremveksten av alle slags bindinger mellom dem, med en hydrogen, disulfid, kovalent eller ionisk forbindelse. Resultatet er assosiasjoner i form av kuler.
Det romlige arrangementet av tertiære strukturer med dannelse av kjemiske bindinger mellom dem fører til dannelsen av den endelige formen til molekylet eller det kvartære nivået.
Aminosyrer
De bestemmer de kjemiske egenskapene til proteiner. Det er omtrent 20 hovedaminosyrer,inkludert i sammensetningen av polypeptidene i forskjellige sekvenser. Dette inkluderer også sjeldne aminokarboksylsyrer i form av hydroksyprolin og hydroksylysin, som er derivater av basiske peptider.
Som et tegn på xantoproteinreaksjonen for proteingjenkjenning, gir tilstedeværelsen av individuelle aminosyrer en endring i fargen på reagensene, noe som antyder tilstedeværelsen av spesifikke strukturer i deres sammensetning.
Som det viste seg, er de alle karboksylsyrer, der hydrogenatomet ble erstattet med en aminogruppe.
Et eksempel på strukturen til et molekyl er strukturformelen til glycin (HNH− HCH− COOH) som den enkleste aminosyren.
I dette tilfellet kan en av hydrogenene CH2- karbon erstattes med et lengre radikal, inkludert en benzenring, amino, sulfo, karboksygrupper.
Hva betyr xantoproteinreaksjonen
Ulike metoder brukes for kvalitativ proteinanalyse. Disse inkluderer reaksjoner:
- biuret med lilla farge;
- ninhydrin for å danne en blåfiolett løsning;
- formaldehyd med rødfarging;
- Folie med grå-svart sedimentering.
Når man utfører hver metode, bevises tilstedeværelsen av proteiner og tilstedeværelsen av en viss funksjonell gruppe i molekylet deres.
Det er en xantoproteinreaksjon på protein. Det kalles også Mulder-testen. Det refererer til fargereaksjoner på proteiner, isom er aromatiske og heterosykliske aminosyrer.
Et trekk ved en slik test er prosessen med nitrering av sykliske aminosyrerester med salpetersyre, spesielt tilsetningen av en nitrogruppe til benzenringen.
Resultatet av denne prosessen er dannelsen av en nitroforbindelse som utfelles. Dette er hovedtegnet på en xantoproteinreaksjon.
Hvilke aminosyrer bestemmes
Ikke alle aminokarboksylsyrer kan påvises med denne testen. Hovedtrekket ved xantoproteinreaksjonen for proteingjenkjenning er tilstedeværelsen av en benzenring eller heterosykkel i aminosyremolekylet.
Fra proteinaminokarboksylsyrer isoleres to aromatiske syrer, der det er en fenylgruppe (i fenylalanin) og et hydroksyfenylradikal (i tyrosin).
Xantoproteinreaksjonen brukes til å bestemme den heterosykliske aminosyren tryptofan, som har en aromatisk indolkjerne. Tilstedeværelsen av de ovennevnte forbindelsene i proteinet gir en karakteristisk fargeendring av testmediet.
Hvilke reagenser brukes
For å utføre xantoproteinreaksjonen, må du tilberede en 1 % løsning av egg eller vegetabilsk protein.
Bruker vanligvis et kyllingegg, som knuses for å skille proteinet fra eggeplommen ytterligere. For å oppnå en løsning fortynnes 1% protein i ti ganger mengden renset vann. Etter å ha oppløst proteinet, må den resulterende væsken filtreres gjennom flere lag med gasbind. Denne løsningen bør oppbevares på et kjølig sted.
Du kan utføre reaksjonen med vegetabilsk protein. For å tilberede løsningen brukes hvetemel i mengden 0,04 kg. Tilsett 0,16 l renset vann. Ingrediensene blandes i en kolbe, som plasseres i 24 timer på et kaldt sted med en temperatur på omtrent + 1 ° C. Etter en dag ristes løsningen, hvoretter den først filtreres med bomullsull, og deretter med et papirfoldet filter. Den resulterende væsken oppbevares på et kaldt sted. I en slik løsning er det hovedsakelig en albuminfraksjon.
For å utføre xantoproteinreaksjonen brukes konsentrert salpetersyre som hovedreagens. Ytterligere reagenser er en løsning av 10 % natriumhydroksid eller ammoniakk, en gelatinløsning og ikke-konsentrert fenol.
Metode
I et rent reagensrør tilsett en 1 % løsning av eggeprotein eller mel i en mengde på 2 ml. Omtrent 9 dråper konsentrert salpetersyre tilsettes for å hindre at flakene faller ut. Den resulterende blandingen varmes opp, som et resultat blir bunnfallet gult og forsvinner gradvis, og fargen går i oppløsning.
Når væsken avkjøles tilsettes ca 9 dråper konsentrert natriumhydroksid i reagensrøret langs veggen, som er et overskudd for prosessen. Reaksjonen til mediet blir alkalisk. Innholdet i røret blir oransje.
Funksjoner
Siden xantoprotein kalles en kvalitativ reaksjon på proteiner underved påvirkning av salpetersyre, så utføres testen under den medfølgende avtrekkshetten. Overhold alle sikkerhetstiltak når du arbeider med konsentrerte kaustiske stoffer.
Under oppvarmingsprosessen kan innholdet i røret kastes ut, noe som bør tas i betraktning når du fester det i holderen og velger en helning.
Inntak av konsentrert salpetersyre og natriumhydroksid bør kun gjøres med en glasspipette og en gummipære, det er forbudt å skrive gjennom munnen.
Komparativ reaksjon med fenol
For å illustrere prosessen og bekrefte tilstedeværelsen av fenylgruppen, utføres en lignende test med hydroksybenzen.
Introduser 2 ml fortynnet fenol i et reagensglass, og tilsett deretter gradvis, langs veggen, 2 ml konsentrert salpetersyre. Løsningen utsettes for oppvarming, som et resultat av at den blir gul. Denne reaksjonen er kvalitativ for tilstedeværelsen av en benzenring.
Prosessen med nitrering av hydroksybenzen med salpetersyre er ledsaget av dannelsen av en blanding av paranitrofenol og ortonitrofenol i et prosentforhold på 15 til 35.
Gelatinsammenligning
For å bevise at xantoproteinreaksjonen til et protein bare oppdager aminosyrer med en aromatisk struktur, brukes proteiner som ikke har en fenolgruppe.
Innfør 1 % gelatinløsning i en mengde på 2 ml i et rent reagensrør. Omtrent 9 dråper konsentrert salpetersyre tilsettes den. Den resulterende blandingen oppvarmes. Løsningen blir ikke gul, noe som beviser fraværetaminosyrer med en aromatisk struktur. Noen ganger observeres lett gulfarging av mediet på grunn av tilstedeværelsen av proteinurenheter.
kjemiske ligninger
Xantoproteinreaksjonen til proteiner skjer i to trinn. Formelen for det første trinnet beskriver prosessen med nitrering av et aminosyremolekyl ved bruk av konsentrert salpetersyre.
Et eksempel er tilsetning av en nitrogruppe til tyrosin for å danne nitrotyrosin og dinitrotyrosin. I det første tilfellet er ett NO2-radikal festet til benzenringen, og i det andre tilfellet erstattes to hydrogenatomer med NO2. Den kjemiske formelen for xantoproteinreaksjonen er representert ved interaksjonen mellom tyrosin og salpetersyre for å danne et nitrotyrosinmolekyl.
Nitreringsprosessen er ledsaget av overgangen fra en fargeløs farge til en gul tone. Når man utfører en lignende reaksjon med proteiner som inneholder aminosyrerester av tryptofan eller fenylalanin, endres også fargen på løsningen.
På det andre trinnet interagerer produktene av nitrering av tyrosinmolekylet, spesielt nitrotyrosin, med ammonium- eller natriumhydroksid. Resultatet er natrium- eller ammoniums alt, som er gul-oransje i fargen. Denne reaksjonen er assosiert med evnen til nitrotyrosinmolekylet til å gå over i kinoidformen. Senere dannes et s alt av nitronsyre av det, som har et kinonsystem av dobbeltkonjugerte bindinger.
Slik ender xantoproteinreaksjonen på proteiner. Ligning totrinn er presentert ovenfor.
Resultater
Under analysen av væsker i tre reagensrør, fungerer fortynnet fenol som en referanseløsning. Stoffer med benzenring gir en kvalitativ reaksjon med salpetersyre. Som et resultat endres fargen på løsningen.
Som du vet, inkluderer gelatin kollagen i hydrolysert form. Dette proteinet inneholder ikke aromatiske aminokarboksylsyrer. Ved interaksjon med syre er det ingen endring i fargen på mediet.
I det tredje reagensglasset observeres en positiv xantoproteinreaksjon på proteiner. Konklusjonen kan trekkes som følger: alle proteiner med en aromatisk struktur, det være seg en fenylgruppe eller en indolring, gir en fargeendring til løsningen. Dette skyldes dannelsen av gule nitroforbindelser.
Å utføre en fargereaksjon beviser tilstedeværelsen av en rekke kjemiske strukturer i aminosyrer og proteiner. Gelatineksemplet viser at det inneholder aminokarboksylsyrer som ikke har en fenylgruppe eller en syklisk struktur.
Xantoproteinreaksjonen kan forklare gulfarging av huden når sterk salpetersyre påføres den. Melkeskum vil få samme farge når en slik analyse utføres med det.
I medisinsk laboratoriepraksis brukes ikke denne fargeprøven til å oppdage protein i urinen. Dette skyldes den gule fargen på selve urinen.
Xantoproteinreaksjonen har blitt stadig mer brukt til å kvantifisere aminosyrer som tryptofan og tyrosin i ulike proteiner.
