Lai noteiktu daudzu pārtikas produktu kvalitatīvo sastāvu, tiek izmantota ksantoproteīna reakcija uz olb altumvielām. Aromātisko aminoskābju klātbūtne savienojumā radīs pozitīvas testa parauga krāsas izmaiņas.
Kas ir proteīns
To sauc arī par proteīnu, kas ir dzīvā organisma būvmateriāls. Olb altumvielas uztur muskuļu apjomu, atjauno dažādu orgānu ievainoto un atmirušo audu struktūras, vai tie būtu mati, āda vai saites. Ar viņu līdzdalību tiek ražotas sarkanās asins šūnas, tiek regulēta daudzu hormonu un imūnsistēmas šūnu normāla darbība.
Šī ir sarežģīta molekula, kas ir polipeptīds, kura masa ir lielāka par 6103 d altoniem. Olb altumvielu struktūru veido aminoskābju atlikumi lielos daudzumos, kas saistīti ar peptīdu saiti.
Olb altumvielu struktūra
Šo vielu atšķirīga iezīme salīdzinājumā ar zemas molekulmasas peptīdiem ir to attīstītā telpiskā trīsdimensiju struktūra, ko atbalsta dažādas ietekmespievilcības pakāpe. Olb altumvielām ir četru līmeņu struktūra. Katram no tiem ir savas īpašības.
To molekulu primārā organizācija balstās uz aminoskābju secību, kuras struktūru atpazīst pēc ksantoproteīna reakcijas uz proteīnu. Šāda struktūra ir periodiski atkārtojoša peptīdu saite -HN-CH-CO-, un sānu ķēdes radikāļi aminokarbonskābēs ir selektīvā daļa. Tieši viņi turpmāk nosaka vielas īpašības kopumā.
Primārā proteīna struktūra tiek uzskatīta par pietiekami spēcīgu, tas ir saistīts ar spēcīgu kovalento mijiedarbību peptīdu saitēs. Nākamo līmeņu veidošanās notiek atkarībā no sākotnējā stadijā konstatētajām pazīmēm.
Sekundārās struktūras veidošanās iespējama, pateicoties aminoskābju secības savērpšanai spirālē, kurā starp pagriezieniem tiek izveidotas ūdeņraža saites.
Molekulas terciārais organizācijas līmenis veidojas, kad viena spirāles daļa tiek uzklāta uz citiem fragmentiem un starp tiem veidojas visa veida saites ar ūdeņraža, disulfīda, kovalento vai jonu savienojumu. Rezultāts ir asociācijas lodīšu veidā.
Terciāro struktūru telpiskais izvietojums ar ķīmisko saišu veidošanos starp tām noved pie molekulas galīgās formas jeb kvartārā līmeņa veidošanās.
Aminoskābes
Tie nosaka olb altumvielu ķīmiskās īpašības. Ir apmēram 20 galvenās aminoskābes,iekļauti polipeptīdu sastāvā dažādās secībās. Tas ietver arī retas aminokarbonskābes hidroksiprolīna un hidroksilizīna formā, kas ir bāzisko peptīdu atvasinājumi.
Kā proteīna atpazīšanas ksantoproteīna reakcijas pazīmi atsevišķu aminoskābju klātbūtne rada izmaiņas reaģentu krāsā, kas liecina par specifisku struktūru klātbūtni to sastāvā.
Kā izrādījās, tās visas ir karbonskābes, kurās ūdeņraža atoms ir aizstāts ar aminogrupu.
Molekulas struktūras piemērs ir glicīna (HNH−HCH−COOH) kā vienkāršākās aminoskābes strukturālā formula.
Šajā gadījumā vienu no ūdeņraža atomiem CH2- oglekli var aizstāt ar garāku radikāli, tostarp benzola gredzenu, aminogrupu, sulfogrupu, karboksigrupu.
Ko nozīmē ksantoproteīna reakcija
Proteīna kvalitatīvai analīzei tiek izmantotas dažādas metodes. Tās ietver šādas reakcijas:
- biurete ar violetu krāsojumu;
- ninhidrīns veido zili violetu šķīdumu;
- formaldehīds ar sarkanu krāsojumu;
- Folija ar pelēkmelnu sedimentāciju.
Izmantojot katru metodi, tiek pierādīta olb altumvielu klātbūtne un noteiktas funkcionālās grupas klātbūtne to molekulā.
Notiek ksantoproteīna reakcija uz olb altumvielām. To sauc arī par Muldera testu. Tas attiecas uz krāsu reakcijām uz olb altumvielāmkas ir aromātiskās un heterocikliskās aminoskābes.
Šāda testa iezīme ir ciklisko aminoskābju atlikumu nitrēšanas process ar slāpekļskābi, jo īpaši nitrogrupas pievienošana benzola gredzenam.
Šī procesa rezultātā veidojas nitro savienojums, kas izgulsnējas. Šī ir galvenā ksantoproteīna reakcijas pazīme.
Kādas aminoskābes tiek noteiktas
Ne visas aminokarbonskābes var noteikt, izmantojot šo testu. Proteīna atpazīšanas ksantoproteīna reakcijas galvenā iezīme ir benzola gredzena vai heterocikla klātbūtne aminoskābes molekulā.
No olb altumvielu aminokarbonskābēm tiek izdalītas divas aromātiskās skābes, kurās ir fenilgrupa (fenilalanīnā) un hidroksifenilgrupa (tirozīnā).
Ksantoproteīna reakciju izmanto, lai noteiktu heterociklisko aminoskābi triptofānu, kam ir aromātisks indola kodols. Iepriekš minēto savienojumu klātbūtne olb altumvielās rada raksturīgu testa barotnes krāsas maiņu.
Kādi reaģenti tiek izmantoti
Lai veiktu ksantoproteīna reakciju, jums būs jāsagatavo 1% olu vai augu proteīna šķīdums.
Parasti izmantojiet vistas olu, kuru salauž, lai vēl vairāk atdalītu olb altumvielas no dzeltenuma. Lai iegūtu šķīdumu, 1% olb altumvielu atšķaida desmitkārtīgā attīrīta ūdens daudzumā. Pēc proteīna izšķīdināšanas iegūtais šķidrums jāfiltrē caur vairākiem marles slāņiem. Šis šķīdums jāuzglabā vēsā vietā.
Reakciju var veikt ar augu proteīnu. Šķīduma pagatavošanai izmanto kviešu miltus 0,04 kg. Pievieno 0,16 l attīrīta ūdens. Sastāvdaļas sajauc kolbā, kuru uz 24 stundām ievieto aukstā vietā aptuveni + 1 ° C temperatūrā. Pēc dienas šķīdumu sakrata, pēc tam vispirms filtrē ar vati un pēc tam ar papīra kroku filtru. Iegūtais šķidrums tiek uzglabāts vēsā vietā. Šādā šķīdumā galvenokārt ir albumīna frakcija.
Lai veiktu ksantoproteīna reakciju, kā galveno reaģentu izmanto koncentrētu slāpekļskābi. Papildu reaģenti ir 10% nātrija hidroksīda vai amonjaka šķīdums, želatīna šķīdums un nekoncentrēts fenols.
Metodika
Tīrā mēģenē pievienojiet 1% olu proteīna vai miltu šķīdumu 2 ml daudzumā. Tam pievieno apmēram 9 pilienus koncentrētas slāpekļskābes, lai novērstu pārslu izkrišanu. Iegūto maisījumu karsē, kā rezultātā nogulsnes kļūst dzeltenas un pakāpeniski izzūd, un to krāsa izšķīst.
Kad šķidrums atdziest, mēģenē gar sieniņu pievieno apmēram 9 pilienus koncentrēta nātrija hidroksīda, kas ir procesa pārpalikums. Vides reakcija kļūst sārmaina. Caurules saturs kļūst oranžs.
Funkcijas
Tā kā ksantoproteīnu sauc par kvalitatīvu reakciju uz olb altumvielām saskaņā arar slāpekļskābes iedarbību, tad testu veic zem komplektā esošā velkmes pārsega. Strādājot ar koncentrētām kodīgām vielām, ievērojiet visus drošības pasākumus.
Karsēšanas procesā var tikt izvadīts tūbiņas saturs, kas jāņem vērā, fiksējot to turētājā un izvēloties slīpumu.
Koncentrētas slāpekļskābes un nātrija hidroksīda uzņemšana jāveic tikai ar stikla pipeti un gumijas spuldzi, ir aizliegts rakstīt ar muti.
Salīdzinošā reakcija ar fenolu
Lai ilustrētu procesu un apstiprinātu fenilgrupas klātbūtni, līdzīgu testu veic ar hidroksibenzolu.
Ielaidiet mēģenē 2 ml atšķaidīta fenola, pēc tam pakāpeniski gar sieniņu pievienojiet 2 ml koncentrētas slāpekļskābes. Šķīdumu karsē, kā rezultātā tas kļūst dzeltens. Šī reakcija ir kvalitatīva benzola gredzena klātbūtnei.
Hidroksibenzola nitrēšanas procesu ar slāpekļskābi pavada paranitrofenola un ortonitrofenola maisījuma veidošanās procentos no 15 līdz 35.
Želatīna salīdzinājums
Lai pierādītu, ka ksantoproteīna reakcija uz proteīnu nosaka tikai aminoskābes ar aromātisku struktūru, tiek izmantoti proteīni, kuriem nav fenola grupas.
Tīrā mēģenē ievadiet 1% želatīna šķīdumu 2 ml daudzumā. Tam pievieno apmēram 9 pilienus koncentrētas slāpekļskābes. Iegūtais maisījums tiek uzkarsēts. Šķīdums nekļūst dzeltens, kas pierāda neesamībuaminoskābes ar aromātisku struktūru. Dažkārt tiek novērota neliela barotnes dzeltenība olb altumvielu piemaisījumu klātbūtnes dēļ.
Ķīmiskie vienādojumi
Ksantoproteīna reakcija uz olb altumvielām notiek divos posmos. Pirmā posma formula apraksta aminoskābes molekulas nitrēšanas procesu, izmantojot koncentrētu slāpekļskābi.
Piemērs ir nitrogrupas pievienošana tirozīnam, veidojot nitrotirozīnu un dinitrotirozīnu. Pirmajā gadījumā benzola gredzenam ir pievienots viens NO2-radikālis, un otrajā gadījumā divi ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar NO2. Ksantoproteīna reakcijas ķīmisko formulu attēlo tirozīna mijiedarbība ar slāpekļskābi, veidojot nitrotirozīna molekulu.
Nitrēšanas procesu pavada bezkrāsainas krāsas pāreja uz dzeltenu toni. Veicot līdzīgu reakciju ar proteīniem, kas satur triptofāna vai fenilalanīna aminoskābju atlikumus, mainās arī šķīduma krāsa.
Otrajā posmā tirozīna molekulas nitrēšanas produkti, jo īpaši nitrotirozīns, mijiedarbojas ar amonija vai nātrija hidroksīdu. Rezultāts ir nātrija vai amonija sāls, kas ir dzeltenīgi oranžā krāsā. Šī reakcija ir saistīta ar nitrotirozīna molekulas spēju pāriet hinoīda formā. Vēlāk no tā veidojas nitronskābes sāls, kurā ir dubultkonjugētu saišu hinona sistēma.
Tā beidzas ksantoproteīna reakcija uz olb altumvielām. Otrais vienādojumsposms ir parādīts iepriekš.
Rezultāti
Trīs mēģenēs esošo šķidrumu analīzes laikā atšķaidīts fenols kalpo kā standartšķīdums. Vielas ar benzola gredzenu nodrošina kvalitatīvu reakciju ar slāpekļskābi. Tā rezultātā mainās šķīduma krāsa.
Kā jūs zināt, želatīns satur kolagēnu hidrolizētā veidā. Šis proteīns nesatur aromātiskās aminokarbonskābes. Mijiedarbojoties ar skābi, barotnes krāsa nemainās.
Trešajā mēģenē tiek novērota pozitīva ksantoproteīna reakcija uz olb altumvielām. Secinājumu var izdarīt šādi: visi proteīni ar aromātisku struktūru, neatkarīgi no tā, vai tā ir fenilgrupa vai indola gredzens, šķīdumam maina krāsu. Tas ir saistīts ar dzelteno nitro savienojumu veidošanos.
Krāsu reakcijas veikšana pierāda, ka aminoskābēs un olb altumvielās ir dažādas ķīmiskās struktūras. Želatīna piemērs parāda, ka tas satur aminokarbonskābes, kurām nav fenilgrupas vai cikliskas struktūras.
Ksantoproteīna reakcija var izskaidrot ādas dzeltēšanu, kad tai tiek uzklāta spēcīga slāpekļskābe. Piena putas iegūs tādu pašu krāsu, ja ar tām tiks veikta šāda analīze.
Medicīnas laboratorijas praksē šo krāsu paraugu neizmanto, lai urīnā noteiktu proteīnu. Tas ir saistīts ar paša urīna dzelteno krāsu.
Ksantoproteīna reakcija ir kļuvusi arvien vairāk izmantota, lai noteiktu aminoskābju, piemēram, triptofāna un tirozīna daudzumu dažādās olb altumvielās.
