Universidad Autnoma de ChiriquFacultad de Ciencias Naturales y ExactasEscuela de Qumica

Informe N 2

Bioqumica I

Propiedades Cualitativas de Aminocidos y Protenas

Presentado por:

Isamar Aguilar 4-764-606Sherlynn Petit 4-765-2209

Prof. Albertina Montenegro

Fecha de entrega: 22/04/2014

ResumenLos aminocidos son las unidades constituyentes de las protenas, estas ltimas de inters en las organizaciones estructurales y funcionales de clulas y tejidos (Mathews, 2002).En esta experiencia se realiz la caracterizacin de aminocidos tales como glicina, fenilalanina, tirosina, triptfano y cistena, mediante las reacciones: de ninhidrina, Xantoproteica, cido glioxilico y cistena.La prueba con la ninhidrina gener resultados positivos para la tirosina, cistena y fenilalanina, identificando la presencia de grupos aminos a travs de una coloracin azul-purpura. Por otra parte al aplicar la prueba de Xantoproteica a la tirosina glicina y triptfano, dio positiva para los aminocidos que tenan anillo bencnico.La formacin de un precipitado negro durante el anlisis con acetato de plomo indico la presencia de grupo sulfuro en la cistena.Las variaciones en los resultados se deben a la presencia de grupos qumicos en la estructura de los aminocidos a analizar.En esta experiencia tambin evaluamos la desnaturalizacin de las protenas presentes en el huevo (albumina) y en la leche (casena), mediante cambios bruscos de pH y uso de metales pesados (Plomo).En ambas pruebas se observ la formacin de grumos.Finalmente podemos decir que el reconocimiento de las caractersticas de los grupos presentes en un aminocido nos permite decidir al momento de realizar un anlisis de identificacin qumico cual es la mejor prueba para determinar la presencia de los mismos en una muestra.

Objetivos: Realizar pruebas cualitativas generales y especficas que permitan reconocer grupos qumicos en aminocido y protenas. Analizar la desnaturalizacin de protenas por procesos fsicos y qumicos Evaluar las caractersticas de los aminocidos y cmo influyen estas en el desarrollo de las reacciones. Reconocer la presencia de algunos aminocidos en la leche y el huevo.

Marco Terico:Segn Brown, 2009, los aminocidos, son sustancias en las que el grupo amino se localiza en el tomo de carbono inmediatamente adyacente al grupo cido carboxlico. Por lo tanto, siempre hay un tomo carbono entre el grupo amino y el grupo cido carboxlico. Para el anlisis bioqumico es importante conocer los componentes de los aminocidos y las protenas, ya que, as podemos saber de qu manera identificarlos.Para llevar a cabo el proceso de identificacin de aminocidos, es necesario el empleo de pruebas como: 1. Reaccin con la ninhidrina: Esta prueba permite identificar la presencia degrupos aminos libres de los aminocidos, en un pH entre 4 y 8.La formacin de una coloracin azul-prpura es indicativo de una prueba positiva.La prolina y la hidroxiprolina generan un color amarillo. 2. Reaccin xantoproteica: Los aminocidos, que contienen un ncleo aromtico forman nitroderivados de color amarillo cuando se calientan con cido ntrico concentrado. Las sales de estos derivados son de color naranja intenso en medio alcalino. La fenilalanina, la tirosina y en cierto grado el Triptfano, as como todas las protenas que los contienen, dan positiva la prueba.3. Reaccin del cido glioxlico: El cido actico expuesto a la luz contiene cido glioxilico. El grupo indlico del triptfano al reaccionar con el mismo genera un anillo de color prpura en la interfase.4. Reacciones para cistena: Cuando los aminocidos y las protenas que contienen grupos tilicos se calientan en medio fuertemente alcalino, el azufre presente reacciona para formar sulfuros. Este sulfuro puede detectarse por la formacin de un precipitado negro de sulfuro de plomo por adicin de acetato de plomo.Por otra parte las protenas son molculas formadas por cadenas lineales de aminocidos, los cuales influyen en las propiedades fsicas y qumicas que estas presentan. (BOHINSKI, 1991).Existen varios mtodos para el anlisis de la estructura de una protena dentro de estos podemos mencionar la prueba de biureth, en la cual los compuestos que tienen dos grupos carbamidos (-CONH-), ya sea unidos directamente o a travs de un tomo de carbono o nitrgeno, dan un color violeta con el sulfato de cobre alcalino (Reactivo de Biureth). Si en una disolucin de protenas se producen cambios de pH, alteraciones en la concentracin, agitacin molecular o variaciones bruscas de temperatura, la solubilidad de las protenas puede verse reducida hasta el punto de producirse su precipitacin (Mora, 2007) .Para confirmar esto someteremos la clara de huevo y la leche a cambios de pH y temperatura.Otra forma de desnaturalizar una protena es mediante el empleo de metales pesados, los cuales mediante un intercambio de cargas producen dicho fenmeno.A travs de todas las pruebas mencionadas anteriormente adquiriremos destrezas en el anlisis de protenas y aminocidos.

Materiales y Reactivos:Tubos de ensayo, gradillas, goteros, plancha, vasos qumicos de 100mL.NombreDescripcinToxicidad

Glicina 1%Es el aminocido ms pequeo y el nico no quiral de los 20 aminocidos presentes en la clula. Su frmula qumica es NH2CH2COOH y su masa es 75,07. Tener precaucin en dosis elevadas

Tirosina 1%Slido que forma cristales y que generalmente presenta un color blanquecino, aunque tambin puede ser incoloro. Tener precaucin en dosis elevadas

Triptfano 1%Es esencial para promover la liberacin del neurotransmisor serotonina, involucrado en la regulacin del sueo y el placer. Su punto isoelctrico se ubica a pH=5.89En exceso puede producir diarrea

Cistena 1%La parte de la cadena donde se encuentra la cistena es el tiol que es no polar y por esto la cistena se clasifica normalmente como un aminocido hidrofbico. Vmitos en grandes dosis

Fenilalanina 1%La cadena lateral caracterstica de este aminocido contiene un anillo bencnico, efectos laxantes.Uso excesivo produce efecto laxante.

Reactivo de Biuret

(H2N-CO-NH-CO-NH2),Inhalacin: Puede provocar dolor de garganta, tos, jadeo y dificultad respiratoria. Ingestin: Puede producir dolor de garganta, dolor abdominal.Contacto con la piel: Puede provocar enrojecimiento.

HNO3 concentradoEl HNO3 es un lquido incoloro que se descompone lentamente por la accin de la luz, adoptando una coloracin amarilla por el no2 que se produce en la reaccin. Inhalacin: produce estornudos, ronquera, laringitis, Contacto con ojos: Produce irritacin, dolor, lagrimeo, erosin de la crnea e incluso, ceguera.

Hidroxido de Sodio NaOH 10MFrmula: NaOHMasa molar: 39,997 g/molDensidad: 2,13 g/cmPunto de fusin: 318 CPunto de ebullicin: 1.388 CTener mucha precaucin al manejar soluciones concentradas, ya que es muy corrosivo (tanto en solucin como en slido)

cido actico glacialFrmula: C2H4O2Densidad: 1,05 g/cmMasa molar: 60,05 g/molPunto de fusin: 16 CPunto de ebullicin: 118 CPor contacto ocular: quemaduras, trastornos de visin, ceguera (lesin irreversible del nervio ptico)..Por ingestin: quemaduras en esfago y estmago. Espasmos.

Acetato de plomo II al 2%:CH3COOPbEn contacto con la piel: riesgo de absorcin cutnea. Por inhalacin: irritaciones.Por ingestin: irritaciones en mucosas de la boca, garganta, esfago y tracto intestinal.

ProcedimientoI. Reacciones para identificacin de aminocidosA. Reaccin con la Ninhidrina1. Colocamos en tubos de ensayo 20 gotas de Fenilalanina + 5 gotas de ninhidrina. 2. Calentamos el tubo de ensayo en bao mara y observamos que cambios presento la muestra. 3. Repetimos los pasos anteriores con Tirosina y cistena.Un color azul purpura indica prueba positiva.B. Reaccin del cido Glioxilico1. Para la obtencin de cido Glioxilico, colocamos cido actico glacial en un tubo de ensayo y lo llevamos al sol.2. Colocamos 1mL de Triptfano + 1mL del cido glioxilico.3. Agregamos 2mL de H2SO4 concentrado por las paredes y sin agitar.4. Observamos si hay cambio de coloracin en la interfase.5. Repetimos los pasos anteriores con Glicina Y TirosinaLa formacin de un anillo violeta en la interfase, se considera una reaccin positiva.C. Reaccin de Xantoproteica1. En un tubo de ensayo colocamos 10 gotas de Triptofano + 10 gotas de HNO32. Mezclamos y calentamos en bao mara, luego aadimos 10 gotas de NaOH 10M y observamos los cambios en la muestra. 3. Repetimos los pasos anteriores con FenilalaninaUn color amarillo/naranja nos indica un resultado positivo.D. Reaccin con Cistena1. Colocamos en un tubo de ensayo 1mL de Cistena +5 gotas de NaOH 10M +10 gotas de acetato de plomo y calentamos la muestra en bao mara.La prueba positiva se identifica mediante la formacin de un precipitado negro. II. Reacciones para la identificacin de ProtenasA. Prueba de Biureth1. Colocamos en un tubo de ensayo 10 gotas de biuret + 10 gotas de leche, mezclamos y observamos cambios que presento la muestra.2. Repetimos el proceso con clara de huevo.La presencia de un color morado indica la prueba positiva.B. Desnaturalizacin por calor y pH extremos1. Colocamos 5mL de leche + 10 gotas de HCl 1M en un tubo de ensayo.2. Colocamos en un tubo de ensayo 5mL de muestra + 10 gotas de NaOH 1M3. Calentamos ambos tubos de ensayo y dejamos enfriar para observar cambios en las muestras.4. Repetimos los pasos anteriores con la clara de huevoC. Desnaturalizacin por metales pesados1. En un tubo de ensayo colocamos 2mL de leche+ acetato de plomo. 2. Agitamos y observamos cambios en la muestra. 3. Repetimos los pasos anteriores con la clara de huevo

Resultados y Discusin

I. Identificacin de AminocidosCuadro 1: Reaccin con NinhidrinaMuestraObservacin

CistenaColor morado

FenilalaninaColor azul-morado

TirosinaColor morado

Una prueba positiva genera una coloracin azul-moradaDiscusinEl cuadro muestra que todos los aminocidos empleados para esta prueba dieron positivos, generando el prpura de Ruheman, debido a que, todos estos tienen grupos aminos libres, los cuales en presencia de la ninhidrina (hidrato de tricetohidrindeno), que es un oxidante energtico, sufren una desaminacin oxidativa conduciendo a la formacin del complejo coloreado, con liberacin de amoniaco y gas carbnico y formacin de la ninhidrina reducida o hidrindrantina. (Mora, 2007)

Cuadro 2: Reaccin de cido Glioxlico (Reaccin de Hopkins Cole)

MuestraObservacin

TriptfanoAnillo morado

Glicina Incoloro

TirosinaAnillo naranja

Nota: la formacin de un anillo de color morado o naranja significa una prueba positivaDiscusinPara el triptfano la prueba fue positiva, generando un anillo de coloracin morada, debido a que ste presenta anillo bencnico, el cual, se hace reaccionar con cido Glioxlico en presencia de cido Sulfrico concentrado y forma el anillo que observamos en la interfase. En este caso de la tirosina se debi formar un precipitado morado, sin embargo se dio la formacin de un anillo color naranja ladrillo en la superficie de separacin, esta coloracin pudo ser provocada Por su parte la Glicina no gener ninguna coloracin debido a que dentro de su estructura no hay un anillo indol, puesto que la estructura de esta es abierta.

Cuadro 3: Prueba XantoproteicaMuestraObservacin

TriptfanoNaranja

Fenilalanina Amarillo-naranja

Nota: La generacin de un color naranja es indicador de una prueba positiva.Discusin:La reaccin con Xantoproteica para el triptfano y fenilalanina da positiva debido a que ambos contienen un ncleo aromtico formando nitroderivados de color amarillo cuando se calientan con cido ntrico concentrado en medio bsico. (Armstrong, 1982).La reaccin se desempea primero generando un precipitado blanco que luego se convierte en amarillo al calentarlo y a medida que la solucin se vuelve bsica empieza a tornarse anaranjado formndose el cido pirmico o trinitrofenol.

Cuadro 4: Reaccin de la cistenaMuestraObservacin

CistenaPrecipitado negro

La formacin de un precipitado negro al mezclar la cistena con acetato de plomo en medio alcalino, se debe a la separacin del lcali del azufre presente en el aminocido, el cual al mezclarse con el acetato de plomo forma sulfuro de plomo. (BOHINSKI, 1991). Esta prueba nos permiti identificar que la cistena tiene grupos tiolicos.II. Reacciones para identificar ProtenasCuadro 5: Prueba de BiurethMuestraObservacin

AlbminaColor lila(+)

LecheMorado(+)

Nota: Una coloracin morada es indicativo de una prueba positiva.Discusin de ResultadosAl mezclar albumina y leche con el reactivo de Biuret, se gener una coloracin lila para la albumina y un morado para la leche, debido a que los iones cu+2 reaccionan con los pares de electrones no compartidos del nitrgeno que forma parte de los enlaces peptdicos. (BOHINSKI, 1991).La variacin en la coloracin de la leche y la albmina, se debe a que en la leche estn presentes gran cantidad de protenas (casena, beta-lactoalbmina, beta-lactoglobulina,etc),por lo que la coloracin es ms intensa.Cuadro 6: Desnaturalizacin por calor y pH extremosLecheHuevo

NaOH + Calor

HCl + Calor

NaOH + Calor

HCl + Calor

Formacin de grumos

Formacin de grumosFormacin de dos capas, luego masaSeparacin en dos capas

Discusin de ResultadosDebido a que la leche posee un pH bsico entre (6,6 y 6,8) al sufrir cambios bruscos de pH su estructura se distorsiona, ya que, los enlaces que mantienen la conformacin globular se rompen y las protenas presentes en la misma adoptan conformacin filamentosa, provocando que las molculas de agua no recubran totalmente las molculas proteicas, permitiendo que estas se unan entre si y formen grandes molculas que resultan en una precipitacin. Por esta razn durante la adicin de cido clorhdrico e hidrxido de sodio y posterior aumento en la temperatura, la casena presente en la leche se desnaturaliz, generando los grumos mencionados en el cuadro. (Mora, 2007)Al igual que en la leche al someter la clara de huevo a cambios de pH y temperatura la albumina presente en el mismo Las cadenas de protenas que hay en la clara de huevo, denominadas protenas globulares, se encuentran enrolladas adoptando una forma esfrica. Al aadir cido clorhdrico o hidrxido de sodio ocurre lo mismo que cuando se fre o cuece un huevo, las cadenas de protena se desenrollan y se forman enlaces que unen unas cadenas con otras. Este cambio de estructura da a la clara de huevo la consistencia una consistencia gruesa y firme.

Cuadro 7: Desnaturalizacin de Protenas por metales pesadosLeche+CH3COOPbHuevo+CH3COOPb

Formacin de precipitadoFormacin de precipitado

Discusin de ResultadosComo se presenta en el cuadro, tanto la casena presente en la leche como la albmina del huevo, al mezclarse con el plomo, formaron un precipitado debido a que, ambas protenas tienen cargas negativas y al combinarse con el plomo se neutralizaron las cargas.(Mora,2007)

Conclusiones:La realizacin de esta experiencia nos permiti llegar a las siguientes determinaciones: La albumina y la casena se desnaturalizan por cambios bruscos de pH y temperatura, en el campo de la bioqumica es importante ya que al analizar sueros humanos sabremos que no debemos exponerlos a cambios de pH y temperatura, si no la muestra podra daarse y perderamos el material de anlisis. El manejo de los grupos qumicos que forman un aminocido nos permite en el anlisis qumico, saber cul es la mejor forma para identificar la presencia de un aminocido dentro de una muestra. La mejor forma de identificar la presencia de azufre en un aminocido es mediante el empleo acetato de plomo. Se puede desnaturalizar una protena aumentando la temperatura o cambiando el pH.Cuestionario1. Dibujar la estructura de los aminocidos tirosina, triptfano, fenilalanina, y de los aminocidos ensayados.

Tirosina Triptfano Fenilalanina Glicina

Cistena2. Da un ejemplo (usando formulas qumicas) de la reaccin que se lleva a cabo entre uno de los aminocidos cualquiera que usaste para identificarlos (prueba de milln, reaccin con ninhidrina entre otros).Reaccin con la NinhidrinaReacCistena

Reaccin Xantoproteica

3. Si tienes tres muestras biolgicas no etiquetadas, en la cual una de ellas es un carbohidrato, otra un lpido y otra una protena, que prueba usaras para identificar rpidamente la protena.Se puede utilizar la reaccin Xantoproteica y tambin la prueba de Biuret, la cual identificara los pares de electrones libres del nitrgeno de los enlaces peptdicos.Bibliografa Armstrong, F. (1982) Bioqumica. Barcelona. Editorial Reverte. BOHINSKI. 1991 Bioqumica. Mxico. Pearson

Brown. (2009) Qumica La Ciencia Central. Mxico. Editorial Prentice Hall Mathews, K. E (2002).Bioqumica. Mxico. Editorial Pearson. Mora, G.A (2007).Principios de Bioqumica. Espaa. Editorial Reverte Wade, L.G.2005.Qumica Orgnica. Madrid. Editorial Pearson.