Лабораторная работа № 6. Строение и свойства аминокислот, пептидов и белков.
Цель работы: Научиться экспериментально доказывать наличие функциональных групп в аминокислотах, пептидной связи и индивидуальных аминокислот в белках; определять степень набухания биополимеров и изоэлектрическую точку белков.
Реактивы: 1 %-ный раствор глицина, 1 %-ные растворы яичного белка и желатина; 5 %-ный раствор нитрита натрия, 5 %-ный раствор сульфата меди (II), 10 %-ный раствор гидроксида натрия, 10 %-ный раствор ацетата свинца (II); концентрированная уксусная кислота; индикатор метиловый красный; желатин порошкообразный; кусочки резины; толуол; буферные растворы с разным значением рН (от 1 до 12).
Опыт 6.1. Реакция глицина с формальдегидом.
В пробирку поместите 5 капель 1 %-ного раствора глицина и добавьте 1 каплю индикатора метилового красного. Раствор окрашивается в желтый цвет (нейтральная среда). К полученной смеси добавьте равный объем формалина. Наблюдайте за изменением окраски индикатора. Сделайте вывод о реакции среды в растворе и напишите уравнение реакции.
Уравнения реакций:
Опыт 6.2. Реакция глицина с азотистой кислотой.
В пробирку поместите 5 капель 1 %-ного водного раствора глицина и равный объем 5 %-ного водного раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты и осторожно взболтайте смесь. Наблюдается выделение газа.
Уравнения реакций:
NаNО2 + СH3СООН ® НNO2 + СH3СООNа
Н2N–CH2–СООН + НNO2 ® ОН–CH2–СOOH + N2 + Н2О
глицин гидроксиуксусная кислота
Опыт 6.3. Биуретовая реакция на пептидную связь.
В 2 пробирки поместите по 5 - 6 капель раствора яичного белка и желатина; добавьте равный объем 10 %-ного водного раствора гидроксида натрия и 1 - 2 капли раствора сульфата меди(II). Наблюдается появление красно-фиолетовой окраски.
Опыт 6.4. Ксантопротеиновая реакция белков.
В 2 пробирки поместите по 10 капель раствора яичного белка и желатина; добавьте 2 - 3 капли концентрированной азотной кислоты, осторожно нагрейте, все время встряхивая. Раствор и осадок окрашиваются в желтый цвет. Охладив пробирку, осторожно добавьте 2 - 3 капли 10 %-ного водного раствора гидроксида натрия до появления ярко-оранжевой окраски.
Опыт 6.5. Реакция на наличие серусодержащих a- аминокислот (реакция Фоля).
В 2 пробирки поместите по 10 капель раствора яичного белка и желатина; добавьте вдвое больший объем 10 %-ного раствора гидроксида натрия; перемешайте, нагрейте до кипения (1 - 2 мин). К полученному щелочному раствору добавьте 5 капель 10 %-ного раствора ацетата свинца (II) и вновь прокипятите. Наблюдается появление серо-черного осадка.
Опыт 6.6. Изучение влияния природы растворителя на степень набухания полимера.
Возьмите четыре сухие пробирки одинакового диаметра. В пробирки № 1 и 2 поместите примерно одинаковое количество порошкообразного желатина, в пробирки № 3 и 4 – одинаковые по размеру кусочки резины. В пробирки № 1 и 3 отмерьте с помощью бюретки по 5 мл дистиллированной воды; в пробирки № 2 и 4 добавьте по 5 мл толуола. Через 20 мин измерьте высоту слоя набухшего желатина и сравните размеры кусочков резины.
Опыт 6.7. Определение изоэлектрической точки желатина.
В шесть сухих пробирок поместите примерно одинаковое количество желатина; измерьте и запишите высоту слоя сухого желатина в каждой пробирке h0. В каждую пробирку налейте с помощью бюретки по 7 мл растворов с различными значениями рН. Через 1 - 2 мин содержимое пробирок осторожно перемешайте, а через 20 мин добейтесь, чтобы осели всплывшие частицы желатина и измерьте высоту слоя набухшего желатина (h).
Для определения изоэлектрической точки желатина постройте график зависимости Dh = h – h0 = f(рН), опустите из точки минимума на кривой перпендикуляр к оси абсцисс.
Контрольные вопросы
1. Хорошо ли растворяются аминокислоты в воде? Ответ поясните. Почему водные растворы моноаминокислот имеют практически нейтральную реакцию?
2. Каким образом связаны остатки a-аминокислот в белковых молекулах? Можно ли с помощью биуретовой реакции отличить раствор аминокислоты от раствора белка?
3. Напишите схему синтеза трипептида, образованного аланином, глицином и лейцином.
4. О наличии каких аминокислот в белках и полипептидах свидетельствует реакция Фоля? А ксантопротеиновая реакция?
5. В каком из растворителей: воде, спирте, толуоле, физиологическом растворе – желатин будет набухать, а в каком – нет?