Proteinas

PROTEINAS

1.-OBJETIVO

• Estudiar las propiedades químicas de la materia.

• Verificar las diversas reacciones coloreadas de reconocimiento de las proteínas.

• Verificar y distinguir las reacciones de precipitación de las proteínas

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO

Las proteínas son compuestos o productos muy complejos, que están formados total o parcialmente, por la unión de aminoácidos. Esto viene dado por su elevada masa molecular. Por ejemplo, y por nombra solo unos de muchos, la salmina, una de las proteínas mas simples, tiene una masa molecular de 8000. Las proteínas, a su vez, son compuestos indispensables de las células animales y vegetales, puesto que contienen elementos de vital importancia para los organismos; como ser: carbono, hidrogeno, nitrógeno y oxigeno, entre otros.

Por ejemplo, la proporción de nitrógeno en las proteínas varia entre 15 a casi 18%. Este valor , multiplicado por el método de Kjeldahl, por el valor 6.25, proporciona la cantidad de proteínas existentes en el mismo.

Un proceso importante en las proteínas, es el de hidrolisis; por este proceso de hidrolisis de las proteínas se obtienen los aminoácidos. Estas disoluciones tienen propiedades coloidales. Esto debido a que las proteínas presentan reacciones coloreadas con algunos reactivos. Estos colores no son propios de las proteínas, sino de algunos aminoácidos que los componen.

2.1.-Clasificacion Basada en la forma de las proteinas:

a) Proteinas globulares (esferoproteinas):

Estas proteinas no forman agregados. Las conformaciones principales del esqueleto peptidico incluyen la helice, las laminas y los giros. Estas proteinas tienen funcion metabolica: catalisis, transporte, regulacion, proteccion…Estas funciones requieren solubilidad en la sangre y en otros medios acuosos de celulas y tejidos. Todas las proteinas globulares estan constituidas con un interior y un exterior definidos. En soluciones acuosas, los aminoacidos hidrofobicos estan usualmente en el interior de la proteina globular, mientras que los hidrofilicos estan en el exterior, interactuando con el agua. Ejemplos de estas proteinas son la Hemoglobina, las enzimas, etc.

b) Proteinas fibrosas (escleroproteinas) :

Estas proteinas son insolubles en agua y forman estructuras alargadas.

Se agregan fuertemente formando fibras o laminas. La mayor parte desempenan un papel estructural y/o mecanico. Tienden a formar estructuras de alta regularidad, lo cual deriva a su vez de la alta regularidad de la estructura primaria. Usualmente son ricas en aminoacidos modificados. Ejemplos de estas proteinas son la queratina y el colageno.

2.2.- Basada en la composicion:

a) Proteinas Simples: Formadas solamente por aminoacidos que forman cadenas peptidicas.

b) Proteinas conjugadas: Formadas por aminoacidos y por un compuesto no peptidico. En estas proteinas, la porcion polipeptidica se denomina apoproteina y la parte no proteica se denomina grupo prostetico.

De acuerdo al tipo de grupo prostetico, las proteinas conjugados pueden clasificarse a su vez en:

- nucleoproteinas

- glycoproteinas

- flavoproteinas

- hemoproteinas,

- etc.

Cadenas peptidicas en rojo y azul. Grupos prosteticos (Hem) en verde.

2.3.- De acuerdo a su valor nutricional, las proteinas pueden clasificarse en:

a) Completas: Proteinas que contienen todos los aminoacidos esenciales. Generalmente provienen de fuentes animales.

b) Incompletas: Proteinas que carecen de uno o mas de los amino acidos esenciales. Generalmente son de origen vegetal.

Un error comun es suponer que una proteina completa debe tener todos los amino acidos: la falta de un amino acido no esencial no es significativa desde el punto de vista nutricional, ya que podemos sintetizar los amino acidos no esenciales).

Es posible seguir una dieta vegetariana y obtener en la dieta todos los amino acidos esenciales?

Si, es posible. Para aquellos que siguen una dieta ovo-lacto-vegetariana, ello no es ningun problema, ya que las proteinas contenidas en el huevo y en la leche son proteinas completas.

Para los que siguen una dieta vegetariana estricta, sin alimentos de origen animal, la solucion consiste en utilizar las pocas proteinas completas de origen no animal que se conocen (como proteinas de la soya) o combinar proteinas de diferente origen vegetal en la dieta para compensar la falta de aminoacidos especificos en alguna de ellas.

Se conoce que si se combinan dos proteinas de bajo valor nutricional (proteinas que carecen de algun aminoacido esencial), podemos obtener una mezcla con un valor superior al de las dos proteinas originales. Esto se conoce como accion suplementaria de las proteinas.

En otras palabras, si la Proteina A carece de Lysina y la Proteina B carece de Metionina, la combinacion de Proteinas A+B tendra un valor nutricional superior al de las dos proteinas por separado. Hoy en dia se considera que no es necesario combinar a las dos proteinas incompletas en la misma comida para aprovechar el valor suplementario de la mezcla.

3.-DATOS RECOPILADOS DEL LABORATORIO

Materiales

• 10 tubos de ensayo

• 3 vasos

• 1 espátula

• 1 probeta

• 1 pinza

• 1 pipeta aforada

• 1 varilla de vidrio

• Gradilla

Reactivos

• Etanol

• Acido nítrico

• Sulfato cúprico

• Hidroxido de sodio

• Ácido clorhídrico

• Acetato plumboso

• Nitrato de plata

• Carbonato de sodio

4.- Análisis de los resultados

a) PREPARACION DE LA DISOLUCION DE ALBUMINA

PROCEDIMIENTO

• Batir la clara de un huevo ( aporximadamente 35 mL) durante un instante

• Mezclar con un volumen 5 veces mayor de agua, aproximadamente (175 mL)

• Filtrar la mezcla

• En 5 tubos de ensayo agregar 2 ml de la solucion.

b) COAGULACION DE LA ALBUMINA

Preparación.- El reactivo de Fehling A se prepara disolviendo 34.64 g de sulfato cúprico pentahidratado en 350 ml de agua destilada luego la disolución restante se disuelve en 500 ml.

El reactivo de Fehling B se prepara disolviendo 173 g de sal de Rochelle (tartrato de sodio y potasio) y 65 g de hidróxido de sodio en 350 ml de agua destilada y la disolución se lleva hasta 500 ml.

Al efectuar los ensayos se utilizan volúmenes iguales de ambas soluciones

R - C = O + 2Cu2- + 5 OH ------------ R - C = O + Cu2O + 3 H2O

PROCEDIEMIENTO

• En un tubo de ensayo mezcle 1 ml de la solución A con 1 ml de la solución B

• En 3 tubos de ensayo coloque 1 ml de la solución de carbohidrato (las 3 soluciones anteriormente preparadas) por separado y en el sexto 1 ml de agua destilada para fines de control

• A cada uno de ellos adiciones en reactivo de fehling en una cantidad especificada en el punto A

• Introduzca los tubos de ensayo en baño maría a ebullición y continúe el calentamiento por un tiempo máximo de 25 min

• Observe si existe cambios de color, formación de precipitados y registre el tiempo necesario para la aparición del precipitado de color rojizo

OBSERVACIONES EN LABORATORIO

Al agregar el reactivo de fehling a las soluciones de carbohidrato se puede ver que la soluciones cambian a un color azul, al introducirlos a un baño de agua caliente la lactosa cambia a un precipitado rojo mientras que las otras no cambian, tal vez por un error en laboratorio.

c) ENSAYO CON LA DISOLUCION DE TOLLENS

Preparación.- El reactivo de Tollens se prepara disolviendo 30 g de nitrato de plata en 500 ml de agua, luego se adiciona hidróxido de amonio hasta que el precipitado de óxido de plata se haya disuelto total y completamente

La disolución restante se diluye en 1litro si se requiere mayor sensibilidad se puede mezclar con la solución anterior con un volumen igual de la solución de hidróxido de sodio al 5%

R - C = O + 2 Ag 1+ + 3OH- -------- R - C = O + 2Ag + 2H2O

• En los tubos de ensayo coloque 2 ml de las disoluciones de carbohidrato al 1 % (glucosa, fructosa, sacarosa, lactosa, maltosa ) por separado

• A cada uno de ellos adicione 1 ml del reactivo de Tollens

• Caliente los tubos de ensayo en baños de agua hirviente, durante 10 a 15 min

• Observe si existe formación de espejos de plata y tome note de cuales carbohidratos dan experiencia negativa

• Registre los resultados

Observaciones en laboratorio

Al agregar a las soluciones el reactivo de tollems se puede apreciar que todas las soluciones son incoloras mientras que al someterles a un baño de agua caliente la sacarosa cambia a un color oscuro mientras que la lactosa cambia a un color espejo de plata.

6.-Observaciones Técnicas

1. En la parte introductoria de esta experiencia, se han indicado algunos carbohidratos mayormente conocidos. Investigue para cada uno de ellos sus propiedades físicas y químicas más comunes

Glucosa.-azúcar monosacárido, de fórmula C6H12O6. Se encuentra en la miel y en el jugo de numerosas frutas. Es un sólido cristalino de color blanco, algo menos dulce que el azúcar destinado al consumo. Las disoluciones de glucosa giran el plano de polarización de la luz a la derecha. La glucosa cristaliza en tres formas diferentes y cada una de ellas gira el plano de polarización de la luz en distinto grado.

Fructosa.-también denominada levulosa o azúcar de las frutas. Monosacárido cuya fórmula química es C6H12O6, que aparece junto con la glucosa en las frutas dulces y en los jugos de fruta. Se produce junto con la glucosa durante la degradación de la sacarosa, y también como consecuencia de la hidrólisis de distintos hidratos de carbono, pero la mejor manera de obtener esta molécula consiste en tratar la inulina con un ácido diluido. La fructosa cristaliza con dificultad y los cristales se funden en un rango de temperatura que varía entre los 102 ºC y los 104 ºC. La molécula de fructosa es levógira, es decir, las disoluciones de fructosa hacen rotar el plano de la luz polarizada hacia la izquierda.

Maltosa.-azúcar de fórmula C12H22O11, que se forma por la acción de la amilasa sobre el almidón. La maltosa es soluble en agua, ligeramente soluble en alcohol y cristaliza en finas agujas. Gira el plano de polarización de la luz a la derecha (dextrógira). Por hidrólisis forma un único producto: la glucosa.

Sacarosa.-azúcar de fórmula C12H22O11 que pertenece a un grupo de hidratos de carbono llamados disacáridos. Es el azúcar normal de mesa, extraída de la remolacha azucarera o la caña de azúcar. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y éter

Lactosa.-azúcar de fórmula C12H22O11, presente en la leche. Se obtiene de la leche en forma de cristales arenosos duros, de composición C12H22O11•H2O, mediante la evaporación del suero residual una vez extraída la grasa, y por la precipitación de la caseína. Los cristales pierden agua al calentarse a 140 °C, y se funden y descomponen a 202 °C. En la hidrólisis, la lactosa produce glucosa y galactosa. En presencia de las enzimas apropiadas fermenta a ácido láctico y a ácido butírico. La lactosa es menos dulce que la sacarosa, gira el plano de polarización de la luz a la derecha (dextrógira), y es menos soluble en agua que la glucosa y la sacarosa

7.- Conclusiones

Se llegó a la conclusión que los 4 reactivos demuestran el poder reductor y no reductor de los carbohidratos, siendo la glucosa, la lactosa, reductores, mientras la sacarosa no es reductora.

8.- Bibliografía

- Brewster, Ray Q., Vanderwerf, Calvin A. y McEwen, William e.; Curso Práctico de Química Orgánica, Ed. Alhambra S.A.

- Universidad de Alcalá (España); Manual de Practicas de Química Orgánica.

- Dominguez, Xorge A.; Experimentos de Química Orgánica, Ed. Limusa-Wiley S.A.

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