Качественные реакции на белки

Существует универсальные (на все аминокислоты и белки) и специфические (на определенные α-аминокислоты) качественные реакции.

 

Универсальные качественные реакции

• Биуретовая - реакция обнаружения пептидных связей в белках.

В реакцию вступают все вещества, содержащие в молекуле не менее двух пептидных связей, так как для  нее возможна лактам-лактимная таутомерия. При взаимодействии белка со свежеприготовленным  раствором гидроксида меди (II) образуется хелатный комплекс фиолетового цвета:

• Нингидриновая реакция - это общая качественная реакция на аминогруппу в α-аминокислотах. При нагревании α-аминокислот с избытком нингидрина происходит дезаминирование, декарбоксилирование и превращение её в альдегид. Выделившийся аммиак конденсируется с двумя молекулами нингидрина, образуя сине-фиолетовый комплекс, интенсивность окраски которого пропорциональна количеству аминокислоты:

 

 

Специфические качественные реакции

• Ксантопротеиновая реакция - используется для обнаружения ароматических и гетероциклических α-аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин). При нагревании белка с концентрированной азотной кислотой образуются нитропроизводные, окрашенные в желтый цвет. При добавлении к ним водной щелочи окраска становится оранжевой:

 

• Реакция Фоля  - подтверждает присутствие в белках серосодержащих         α-аминокислот (цистеина, цистина, метионина). При кипячении белка со щелочью от цистеина легко отщепляется сера с образованием сульфида натрия Na₂S. Последний, взаимодействуя с ацетатом свинца (СН₃СОО)₂РЬ, образует осадок сульфида свинца PbS черного цвета.

 

• Реакция Милона - используется для обнаружения тирозина, в составе которого имеется фенольный гидроксил. При добавлении к раствору белка реактива Миллона (раствор HgN0₃ и Hg(N0₃)₂ в разбавленной HN0₃, содержащей примесь HN0₂) образуется осадок, сначала окрашенный в розовый, а затем в пурпурно-красный цвет. Нагревание до 50°С ускоряет эту реакцию.

• Реакция Паули -  используется для определения   имидазольного   кольца (гистидин,   гистамин).   В  имидазоле возможна таутомерия азолов, связанная  с переходом   атома   водорода между  атомами азота.  При   смешении    раствора белка  со  свежеприготовленным   раствором  4-диазобензолсульфокислоты  в присутствии Na₂C0₃    получают вишнёво-красное окрашивание, в результате реакции азосочетания. 
  
• Реакция Эрлиха - при взаимодействии белка с 4-(N,N-диметиламино)       бензальдегидом (реактив Эрлиха) в кислой среде определяют наличие триптофана. Это цветная реакция на индол.

• Реакция Ваузене - Триптофан, содержащийся в белке, конденсируется с формальдегидом, а затем окисляется нитритом натрия до соединения, которое в присутствии минеральных кислот образует соли сине-фиолетового цвета.

• Реакция Адамкевича - реакция используется для обнаружения триптофана в белках. Индольное кольцо триптофана взаимодействует в кислой среде с альдегидной группой глиоксиловой кислоты (являющейся примесью в ледяной уксусной кислоте) с образованием продуктов конденсации красно-фиолетового цвета.
• Реакция Сакагучи - реакцию используют для определения аргинина в белке. Гуанидиновая группа аргинина сначала окисляется NaOBr, и уже окисленный аргинин при взаимодействии с α-нафтолом образует продукт конденсации красного цвета:

 

 

 

 

 

 

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ БЕЛКОВ

 

Ферментативная - обмен веществ (пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и жизнь клетки в целом неразрывно связаны с активностью ферментов - высокоспецифичных катализаторов биохимических реакций, являющихся белками.

Строительная - основу костной и соединительной тканей, шерсти, роговых образований составляют структурные белки. Они же формируют остов клеточных органелл (митохондрий, мембран и др.).

Сократительная - расхождение хромосом при делении клетки, движение жгутиков, работа мышц животных и человека осуществляются по единому механизму при посредстве белков сократительной системы (актина и миозина).

Регуляторная - важную группу составляют регуляторные белки, контролирующие биосинтез белка и нуклеиновых кислот. К регуляторным белкам относятся также пептидно-белковые гормоны, которые секретируются эндокринными железами.

Рецепторная - информация о состоянии внешней среды, различные регуляторные сигналы (в т. ч. гормональные) воспринимаются клеткой с помощью специализированных рецепторных белков, располагающихся на наружной поверхности плазматической мембраны. Эти белки играют важную роль в передаче нервного возбуждения и в ориентированном движении клетки (хемотаксисе).

Транспортная - в активном транспорте ионов, липидов, сахаров и аминокислот через биологические мембраны участвуют транспортные белки, или белки-переносчики. К последним относятся также гемоглобин и миоглобин, осуществляющие перенос кислорода.

Защитная - защитные системы высших организмов формируются защитными белками, к которым относятся иммуноглобулины (ответственны за иммунитет), белки комплемента (ответственны за лизис чужеродных клеток и активацию иммунологической функции), белки системы свертывания крови (например, тромбин, фибрин) и противовирусный белок интерферон.

Специальная - преобразование и утилизация энергии, поступающей в организм с питанием, а также энергии солнечного излучения происходят при участии белков биоэнергетической системы (например, родопсин, цитохромы).

Питательная – большое значение имеют пищевые и запасные белки (например, казеин, проламины), играющие важную роль в развитии и функционировании организмов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. Учебное пособие для вузов. — М. : Высшая школа, 1999.

2. Биохимия: учебник для студентов медицинских вузов / под ред. Е.С. Северин. – 5-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2008. – 784 с. 

3. Органическая  химия: учеб.для вузов: В 2 кн. Кн.2:Специальный курс / Н.А. Тюкавкина,  С.Э. Зурабян, В.Л. Белобородов  и др.; под ред. Н.А. Тюкавкиной. – 2-е изд., стереотипное. – М.: Дрофа, 2009. – 592с.

4. Тейлор  Д., Грин Н., Стаут У. Биология: В  3-х т. Т.1: Пер. с англ./ Под  ред. Р. Сопера – 3-е изд., - М.: Мир,2008. – 454 с.

5. Химия  биологически активных соединений: учебное пособие / И.Л. Филимонова, Г.А. Жолобова, А.С. Галактионова, М.С. Юсубов, - 2-е изд., стереотипное. – Томск: СибГМУ, 2012. – 162 с