1. Лабораторна робота № 13.
Якісні реакції на амінокислоти та білки
Реактиви й матеріали: амінооцтова кислота (гліцин); білок яйця; оксид купруму
(ІІ); лакмус; сульфат купруму (ІІ); ацетат плюмбуму; хлорид ртуті (ІІ); сульфат амонію;
амоніак; гідроксид натрію; хлоридна, нітратна й сульфатна кислоти; фільтрувальний папір.
Дослід 1. Реакція амінооцтової кислоти
(гліцину) на лакмус
У пробірку до 4 мл свіжоприготовленого 2%-го розчину амінооцтової
кислоти добавляють кілька крапель водного розчину лакмусу. Зміна
забарвлення не спостерігається, що вказує на нейтральний характер гліцину в
результаті утворення внутрішньої солі або біполярного йона:
NH2
CH2 C
OH
O
CH2
H3
N C
O
O
N
H
O
CCH2
O
H
H
+
Біполярний йон
гліцину
.
Внутрішня сіль
гліцину
Дослід 2. Реакція амінооцтової кислоти з формальдегідом
В пробірку з 2 мл 2%-им розчином амінооцтової кислоти добавляють 1
краплю індикатора метилового червоного. Розчин забарвлюється в жовтий
колір. Цей індикатор використовують для виявлення в розчинах кислот: в
кислому середовищі в інтервалі рН 4,2 – 6,2 жовте забарвлення індикатору
змінюється на червоне. Водний розчин амінооцтової кислоти має нейтральну
реакцію.
До розчину добавляють амінооцтової кислоти 1 мл нейтралізованого
формаліну. Жовте забарвлення розчину перетворюється в червоне, що свідчить
про наявність кислого середовища. Формальдегід приєднується до аміногруп,
тим самим їх зв’язує, а карбоксильні групи при цьому звільняються й
обумовлюють кисле середовище розчину:
NH2
CH2
C
OH
O
C
H
O
H CH2
OH NH CH C
OH
O
+
N-Моногідроксиметиламінооцтова
кислота
;
NH2
CH2 C
OH
O
C
H
O
H C
OH
O
CH2
OH N
CH2
OH
CH2+ 2
N,N-Дигідроксидиметил-
амінооцтова кислота
.
Дослід 3. Реакція амінокислот з нітритною кислотою
2. Амінокислоти, як і первинні аміни, реагують з нітритною з виділенням
азоту. Цю реакцію використовують для кількісного визначення амінокислот.
До 2 мл 10%-го розчину амінооцтової кислоти додають 2 мл 10%-го
розчину нітриту натрію і 2 краплі льодової оцтової кислоти. При струшуванні
вмісту пробірки бурхливо виділяються бульбашки газу (азоту):
H2N–CH2–COOH + HNO2 HO–CH2–COOH + N2 + H2O.
Дослід 4. Реакція α-амінокислот з нінгідрином (трикетогідринденгідратом)
До 2 мл 1%-го розчину амінооцтової кислоти додають 2 – 3 краплі 0,1%-
го розчину нінгідрину. Вміст пробірки струшують і ставлять у штатив. Через
деякий час з’являється фіолетове забарвлення з синім відтінком.
На першій стадії цієї реакції амінокислоти розкладаються на альдегіди,
оксид карбону (IV) й амоніак:
C
C(OH)2
C
O
O
C
CHOH
C
O
O
NH2
CH2
COOH C
O
H
H
NH3
CO2+ +++
Нінгідрин
.
Барвник утворюється в результаті конденсації кетоалкоголя, що
утворився при відновленні нінгідрину, з новою молекулою нінгідрину і, певне,
з молекулою амоніаку (Рухеманн, 1910 р.):
C
CHOH
C
O
O
C
(HO)2
C
C
O
O
NH3
C
C
C
O
ONH4
C
C
C
O
O
N
+ 2
.
+
+ 3 H2O
Різні α-амінокислоти з нінгідрином утворюють забарвлені сполуки, які
відрізняються відтінком.
Реакція з нінгідрином дуже чутлива, має велике значення. Її
використовують для якісного та кількісного аналізу α-амінокислот.
Дослід 5. Реакція на тіогрупу в амінокислотах і білках
В одну пробірку наливають 2 мл розчину хлориду цистеїну, в другу –
розчину амінооцтової кислоти і в третю – розчину білка. Потім у всі пробірки
додають по 2 мл розчину сульфату амонію, по 2 – 4 краплі розчину
нітропрусиду натрію і трохи амоніаку. Пробірки з сумішшю струшують. За
наявності в досліджуваній сполуці тіогрупи з’являється пурпурове забарвлення.
Дослід 6. Утворення комплексної солі купруму
з амінооцтовою кислотою
3. У пробірку насипають 0,2 – 0,3 г гліцину, розчиняють у 5 мл води,
добавляють 1 г порошкоподібного оксиду купруму (ІІ) і кип’ятять кілька
хвилин. Утворюється розчин яскраво-синього кольору. Надлишок оксиду
купруму (ІІ) відфільтровують через складчастий фільтр, а фільтрат виливають у
фарфорову чашку і випаровують на водяній бані до початку кристалізації.
Після охолодження випадають кристали солі міді гліцину у вигляді маленьких
блакитних голочок. Сіль міді гліцину має комплексну будову і належить до
внутрішньокомплексних солей:
NH2
CH2
C
OH
O
C O
NCH2
O
H H
N CH2
CO O
H H
Cu2
CuO
+ H2O .
Дослід 7. Коагуляція білків під час нагрівання
У пробірку наливають 3 – 4 мл свіжоприготовленого розчину яєчного
білка й обережно нагрівають на полум'ї пальника. Спостерігається поступове
помутніння розчину й утворення осаду білка. Коагуляція білка під час
нагрівання — процес незворотний.
Дослід 8. Осадження білків солями важких металів
У три пробірки наливають по 1 – 2 мл розчину білка і повільно, краплями,
добавляють в одну пробірку 5%-ий розчин сульфату купруму (ІІ), у другу —
5%-ий розчин ацетату плюмбуму, у третю — 5%-ий розчин хлориду ртуті.
В усіх пробірках утворюється осад. За надлишку реактивів осад знову
розчиняється.
Дослід 9. Осадження білків мінеральними кислотами
У три пробірки наливають по 1 – 2 мл концентрованих кислот —
нітратної, хлоридної та сульфатної. В кожну з них обережно по стінках
приливають по 1 мл розчину білка. Під час збовтування сумішей і за надлишку
хлоридної й сульфатної кислоти осад білка розчиняється. У нітратній кислоті
осад білка не розчиняється.
Дослід 10. Висолювання білків
До розчину білка в пробірці добавляють насичений розчин сульфату
амоніаку. Суміш мутніє й випадає осад. З добавлянням води осад білка знову
розчиняється.
Дослід 11. Кольорові реакції на білки
Ксантопротеїнова реакція. У пробірку, що містить 3 – 5 мл розчину
яєчного білка, додають 1 – 2 мл концентрованої нітратної кислоти. Суміш
нагрівають на полум’ї пальника. Випадає осад жовтого кольору. Жовте
забарвлення зумовлене нітруванням ароматичних груп білкових молекул. У разі
додавання амоніаку до охолодженого розчину жовтий колір переходить в
оранжевий. Ксантопротеїнова реакція зумовлена наявністю в білках залишків
таких ароматичних амінокислот, як фенілаланін, тирозин, триптофан.
4. Біуретова реакція. Пробірку, що містить 3 мл розчину яєчного білка, 2
мл 10%-го розчину гідроксиду натрію і кілька крапель 2%-го розчину сульфату
купруму (ІІ), обережно нагрівають на полум'ї пальника. Суміш набуває
червоно-фіолетового забарвлення.
Біуретова реакція зумовлена наявністю в молекулі білка пептидних груп
–CO–NH–.
Реакція на наявність сірки в білку. У пробірку наливають 0,5 мл 1%-го
розчину ацетату плюмбуму і по краплях добавляють 10%-ий розчин гідроксиду
натрію до розчинення гідроксиду плюмбуму. Потім додають кілька крапель
білка або 2 – 3 мл розчину білка. Суміш перемішують і обережно нагрівають до
кипіння протягом 2 – 3 хвилин. Поява бурого, а під кінець реакції чорного
забарвлення вказує на утворення сульфіду плюмбуму, що свідчить про
наявність сірки в білку.
