Bioquimica

BIOQUIMICA

PREINFORME LABORATORIO

MARIBEL SANCHEZ JAIMES

maribelsaj@hotmail.es

63528143

GRUPO 201103_29

TUTOR VIRTUAL:

ALBERTO GARCIA JEREZ

alberto.garcia@unad.edu.co

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD-

BUCARAMANGA

ABRIL DE 2011

PRACTICA No. 1: METODOS CUALITATIVOS PARA LA IDENTIFICACION DE AMINOACIDOS Y PROTEINAS

Objetivos

• Que el estudiante reconozca los aminoácidos como unidades estructurales de las proteínas.

• Que el estudiante analice, mediante reacciones cualitativas coloreadas la presencia de aminoácidos y enlaces peptídicos en las muestras.

• Que el estudiante establezca la relación entre la estructura y la función de las proteínas y pérdida de esta al variar su pH y solubilidad (precipitación y desnaturalización).

Resumen de la información teórica.

1. Capítulo 1 y 2 de la Unidad 1: Biomoléculas del módulo del curso, enfatizando en:

Clasificación de aminoácidos

Desde el punto de vista fisiológico- alimentario, es importante saber si determinados aminoácidos son esenciales o no para el hombre y los animales.

Dentro del grupo de aminoácidos comúnmente encontrados en los alimentos son clasificados en dos grupos:

ESCENCIALES NO ESCENCIALES

Treonina Serina

Metionina Alanina

Leucina Glicina

Valina Acido glutamico

Lisina Acido aspartico

Arginina Prolina

Fenilalanina Cisteina

Histidina Tirosina

Isoleucina

Triptofano

La clasificación de los aminoácidos proteínicos se puede hacer teniendo en cuenta la relación de grupos COO-/NH3 +, o considerando criterios que tienen que ver con su polaridad, presencia o no de cargas positivas o negativas; todo lo cual, en ultimo termino, depende de la naturaleza de su cadena lateral (o grupo R).

Aminoácidos no polares o hidrofobicos

En estos aminoácidos la cadena lateral, alifática o aromática, no tiene grupos que interactúen fácilmente con solventes acuosos y de ahí el nombre de hidrofobicos.

A este grupo pertenecen los siguientes aminoácidos:

AMINOACIDO ABREVIATURA AMINOACIDO ABREVIATURA

Alanina Ala Prolina Pro

Valina Val Fenilanina Phe

Leucina Leu Triptofano Trp

Isoleucina Ile Metionina Met

Aminoácidos polares no cargados

A diferencia de los anteriores, estos AA se solubilizan con mayor facilidad en solventes acuosos y su grupo R no posee cargas positivas o negativas a pH fisiológico, es decir, pH cercanos a 6,5 y 7,0. Aquí incluimos los siguientes AA:

AMINOACIDO ABREVIATURA AMINOACIDO ABREVIATURA

Glicina Serina Treonina Cisterna

Cistina Gly Ser Thr

CySH CySSCy Tirosina Asparagina

Glutamina Hidroxi prolina Tyr Asn

Gln OH - Pro

Aminoácidos ácidos

Se caracterizan porque su grupo R -(COOH) esta cargado negativamente a pH

fisiológico. Los aminoácidos con sus respectivos pKa son:

AMINOACIDO ABREVIATURA PKa

Aspartico

Glutaminico Asp

Glu 3,9

4,2

Aminoácidos básicos

En ellos, el grupo R (generalmente —NH) esta cargado positivamente a pH fisiológico. A este grupo pertenece:

AMINOACIDO ABREVIATURA PKa

Histidina His 6,0

Lisina Lys 10,5

Arginina Arg 12,5

Enlace peptídico

El enlace peptidico se forma por la condensación del α-COOH de un aminoácido con el α-NH2 de otro aminoácido:

Figura 6: Formacion del enlace peptidico.

Fuente: Ramirez, R.- segunda edicion (2009). Quimica de alimentos. Bogota: Universidad Nacional

Abierta y a Distancia.

El enlace peptidico posee especiales características: Es polar, plano y esta estabilizado por resonancia. Es un hibrido de resonancia; el enlace C-N del enlace peptidico tiene un carácter parcial de doble enlace, por esta razón no hay libertad de movimiento. El doble enlace entre el carbono y el oxigeno del grupo carbonilo, busca la estabilidad electrónica de la molécula.

Fuente: Ramirez, R.- segunda edicion (2009). Quimica de alimentos. Bogota: Universidad Nacional

Abierta y a Distancia.

Niveles de estructuración

Se considera que cuando un péptido sobrepasa los 40-50 aminoácidos tenemos una cadena polipeptidica que llamamos proteína. Estos polímeros poseen un considerable grado de complejidad que se expresa en todas las proteínas en por lo menos tres niveles de estructura y en algunas hasta cuatro.

Estructura primaria. Está definida por la composición en AA y su secuencia en la proteína.

Estructura secundarla. Es el ordenamiento espacial de las cadenas polipeptidicas resultante de interacciones por puentes de hidrogeno formados únicamente entre los átomos que intervienen en el enlace peptidico.

Estructura terciaria. Consiste en la distribución espacial de todos los grupos de la proteína, es decir, su conformación tridimensional.

Estructura cuaternaria. Esta dada por la asociación reversible de varias cadenas polipeptidicas (monómeros) iguales o diferentes. Este tipo de estructura solo la poseen algunas proteínas.

Solubilidad de proteínas: desnaturalización por calor y pH extremos. Precipitación por metales pesados, Precipitación acídica

Las proteínas globulares se pueden subdividir, según Osborn, de acuerdo con su solubilidad en:

• Albuminas: Son proteínas solubles en agua y en soluciones salinas; precipitan a altas concentraciones de sales, 80%S (porcentaje de solubilidad). Ejemplo: (NH4)2.SO4, Na2SO4 y están ampliamente distribuidos en tejidos animales y vegetales (albumina de huevo, albumina sérica).

• Globulinas: Son insolubles en agua y solubles en soluciones salinas diluidas (NaCI 1%); precipitan a concentraciones medianas de sales (40 a 50%) y se encuentran prácticamente en todos los tipos de células y tejidos.

• Prolaminas: Insolubles en agua y soluciones salinas; son solubles en etanol 50-90% y se encuentran solo en vegetales (ej: zeina de maíz, hordeina de la cebada, gliadina del trigo). Son ricas en Glu y en Pro (10%).

• Glutelinas: Solo se solubilizan en ácidos o bases diluidos; están presentes solo en tejidos vegetales (gluten del trigo) y tienen buenos contenidos de CySHo CySSCy.

Solubilidad

La solubilidad de las proteínas depende de varios factores:

• pH: A mayor interacción con el solvente mayor será la solubilidad, por esto en el pl (donde la carga neta es cero) la solubilidad es mínima.

• Fuerza Iónica (μ) de la solución: La mayoría de las proteínas presenta un comportamiento como el ilustrado en la figura 17, donde se grafica el logaritmo de la solubilidad en función de la fuerza iónica:

• Temperatura: En el intervalo 0-60°C la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura pero a valores superiores las proteínas precipitan debido a que la energía térmica es suficiente para destruir los enlaces no covalentes que estabilizan la estructura terciaria, exponiendo al solvente los grupos Rhidrofobicos del interior y puesto que estos no interactúan apreciablemente con el agua, precipitándose.

• Solventes orgánicos miscibles con el agua: Estos solventes (etanol, acetona, metanol) disminuyen la constante dieléctrica del solvente acuoso y por tanto causan la precipitación. Para que la proteína permanezca en solución se requiere, como en el caso de las Prolaminas, que tenga una composición en aminoácidos muy particular.

Desnaturalización:

La actividad biológica de las proteínas depende de la conservación de su estructura en los diferentes niveles (primaria, secundaria, terciaria y aun cuaternaria en las proteínas que la poseen). Es lógico pensar que condiciones ambientales (hidrolisis, oxidación, reducción) que provoquen la destrucción de enlaces covalentes causaran una pérdida de la actividad; sin embargo esta pérdida se puede presentar también sin necesidad de romper enlaces covalentes y en estos casos es imputable a modificaciones profundas de su estructura terciaria y/o cuaternaria.

Estos cambios se conocen como desnaturalización (o perdida de su estructura nativa) que en algunos casos puede ser reversible al eliminar el agente causal. Cambios extremados en los factores que afectan la solubilidad, presencia de metales pesados (Hg+2, Ag+1, Pb+2, etc.) o de detergentes, son algunas de las causas que pueden desnaturalizar una proteína u ocasionar su precipitación, es prácticamente imposible recuperar posteriormente la conformación nativa y por ende la actividad biológica.

2. Pruebas cualitativas: enfatizar en las reacciones químicas que tienen lugar y el principio del método.

Reacción de la Ninhidrina La ninhidrina (hidrato de triceohidrindeno), un agente oxidante poderoso, reacciona con todos los aminoácidos a un pH entre 4- 8 para dar un compuesto de color purpura. Esta reacción se efectúa con aminas primarias y amoniaco pero sin desprendimiento de CO2.

La reacción es

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