Pour établir la composition qualitative de nombreux produits alimentaires, la réaction de la xantoprotéine pour les protéines est utilisée. La présence d'acides aminés aromatiques dans le composé donnera un changement de couleur positif à l'échantillon d'essai.
Qu'est-ce que les protéines
C'est aussi appelé une protéine, qui est un matériau de construction pour un organisme vivant. Les protéines maintiennent le volume musculaire, restaurent les structures tissulaires blessées et mortes de divers organes, que ce soit les cheveux, la peau ou les ligaments. Avec leur participation, des globules rouges sont produits, le fonctionnement normal de nombreuses hormones et cellules du système immunitaire est régulé.
Il s'agit d'une molécule complexe, qui est un polypeptide d'une masse supérieure à 6103 d altons. La structure protéique est formée de résidus d'acides aminés en grande quantité, reliés par une liaison peptidique.
Structure des protéines
Une caractéristique distinctive de ces substances par rapport aux peptides de faible poids moléculaire est leur structure tridimensionnelle spatiale développée, soutenue par des influences de différentsdegré d'attractivité. Les protéines ont une structure à quatre niveaux. Chacun d'eux a ses propres caractéristiques.
L'organisation primaire de leurs molécules est basée sur la séquence d'acides aminés, dont la structure est reconnue par la réaction de la xantoprotéine à la protéine. Une telle structure est une liaison peptidique à répétition périodique -HN-CH-CO-, et les radicaux de la chaîne latérale dans les acides aminocarboxyliques sont la partie sélective. Ce sont eux qui déterminent les propriétés de la substance dans son ensemble à l'avenir.
La structure primaire de la protéine est considérée comme suffisamment solide, cela est dû à la présence de fortes interactions covalentes dans les liaisons peptidiques. La formation des niveaux suivants se produit en fonction des signes établis au stade initial.
La formation d'une structure secondaire est possible grâce à la torsion de la séquence d'acides aminés en une spirale, dans laquelle des liaisons hydrogène sont établies entre les spires.
Le niveau tertiaire d'organisation d'une molécule se forme lorsqu'une partie de l'hélice se superpose à d'autres fragments avec l'émergence de toutes sortes de liaisons entre eux, avec un composé hydrogène, disulfure, covalent ou ionique. Il en résulte des associations sous forme de globules.
L'agencement spatial des structures tertiaires avec la formation de liaisons chimiques entre elles conduit à la formation de la forme finale de la molécule ou du niveau quaternaire.
Acides aminés
Ils déterminent les propriétés chimiques des protéines. Il existe environ 20 acides aminés principaux,inclus dans la composition des polypeptides dans différentes séquences. Cela inclut également les acides aminocarboxyliques rares sous forme d'hydroxyproline et d'hydroxylysine, qui sont des dérivés de peptides basiques.
Signe de la réaction xantoprotéique de reconnaissance des protéines, la présence d'acides aminés individuels modifie la couleur des réactifs, ce qui suggère la présence de structures spécifiques dans leur composition.
Il s'est avéré que ce sont tous des acides carboxyliques, dans lesquels l'atome d'hydrogène a été remplacé par un groupe amino.
Un exemple de la structure d'une molécule est la formule structurale de la glycine (HNH− HCH− COOH) en tant qu'acide aminé le plus simple.
Dans ce cas, l'un des hydrogènes CH2- carbone peut être remplacé par un radical plus long, comprenant un cycle benzénique, des groupes amino, sulfo, carboxy.
Que signifie la réaction de la xantoprotéine
Différentes méthodes sont utilisées pour l'analyse qualitative des protéines. Ceux-ci incluent les réactions:
- biuret à coloration violette;
- ninhydrine pour former une solution bleu-violet;
- formaldéhyde avec coloration rouge;
- Feuille avec sédimentation gris-noir.
Lors de l'exécution de chaque méthode, la présence de protéines et la présence d'un certain groupe fonctionnel dans leur molécule sont prouvées.
Il y a une réaction de la xantoprotéine à la protéine. Il est aussi appelé test de Mulder. Il fait référence aux réactions colorées sur les protéines, enqui sont des acides aminés aromatiques et hétérocycliques.
Une caractéristique d'un tel test est le processus de nitration des résidus d'acides aminés cycliques avec de l'acide nitrique, en particulier l'ajout d'un groupe nitro au cycle benzénique.
Le résultat de ce processus est la formation d'un composé nitré, qui précipite. C'est le signe principal d'une réaction xantoprotéique.
Quels acides aminés sont déterminés
Tous les acides aminocarboxyliques ne peuvent pas être détectés avec ce test. La principale caractéristique de la réaction xantoprotéique de reconnaissance des protéines est la présence d'un cycle benzénique ou d'un hétérocycle dans la molécule d'acide aminé.
Des acides aminocarboxyliques protéiques, deux acides aromatiques sont isolés, dans lesquels se trouvent un groupe phényle (dans la phénylalanine) et un radical hydroxyphényle (dans la tyrosine).
La réaction des xantoprotéines est utilisée pour déterminer l'acide aminé hétérocyclique tryptophane, qui possède un noyau indole aromatique. La présence des composés ci-dessus dans la protéine donne un changement de couleur caractéristique du milieu d'essai.
Quels réactifs sont utilisés
Pour effectuer la réaction de la xantoprotéine, vous devrez préparer une solution à 1 % d'œuf ou de protéine végétale.
Utilisez généralement un œuf de poule, qui est cassé pour séparer davantage la protéine du jaune. Pour obtenir une solution, 1% de protéine est diluée dans dix fois la quantité d'eau purifiée. Après dissolution de la protéine, le liquide résultant doit être filtré à travers plusieurs couches de gaze. Cette solution doit être conservée dans un endroit frais.
Vous pouvez effectuer la réaction avec des protéines végétales. Pour préparer la solution, de la farine de blé est utilisée à raison de 0,04 kg. Ajouter 0,16 l d'eau purifiée. Les ingrédients sont mélangés dans un flacon, qui est placé pendant 24 heures dans un endroit froid avec une température d'environ + 1 ° C. Après une journée, la solution est secouée, après quoi elle est d'abord filtrée avec du coton, puis avec un filtre plissé en papier. Le liquide résultant est conservé dans un endroit froid. Dans une telle solution, il y a principalement une fraction d'albumine.
Pour effectuer la réaction de la xantoprotéine, l'acide nitrique concentré est utilisé comme réactif principal. Les réactifs supplémentaires sont une solution d'hydroxyde de sodium à 10 % ou d'ammoniaque, une solution de gélatine et du phénol non concentré.
Méthodologie
Dans un tube à essai propre, ajoutez une solution à 1 % de protéines d'œuf ou de farine dans une quantité de 2 ml. Environ 9 gouttes d'acide nitrique concentré y sont ajoutées pour empêcher les flocons de tomber. Le mélange résultant est chauffé, en conséquence, le précipité jaunit et disparaît progressivement, et sa couleur passe en solution.
Lorsque le liquide refroidit, environ 9 gouttes d'hydroxyde de sodium concentré sont ajoutées au tube à essai le long de la paroi, ce qui est un excès pour le processus. La réaction du milieu devient alcaline. Le contenu du tube devient orange.
Caractéristiques
Étant donné que la xantoprotéine est appelée une réaction qualitative aux protéines souspar l'action de l'acide nitrique, puis le test est effectué sous la hotte fournie. Respectez toutes les mesures de sécurité lorsque vous travaillez avec des substances caustiques concentrées.
Pendant le processus de chauffage, le contenu du tube peut être éjecté, ce qui doit être pris en compte lors de sa fixation dans le support et du choix de l'inclinaison.
La prise d'acide nitrique concentré et de soude ne doit se faire qu'avec une pipette en verre et une poire en caoutchouc, il est interdit de taper à la bouche.
Réaction comparative avec le phénol
Pour illustrer le processus et confirmer la présence du groupe phényle, un test similaire est effectué avec l'hydroxybenzène.
Introduire 2 ml de phénol dilué dans un tube à essai, puis progressivement, le long de la paroi, ajouter 2 ml d'acide nitrique concentré. La solution est soumise à un chauffage, à la suite de quoi elle devient jaune. Cette réaction est qualitative pour la présence d'un cycle benzénique.
Le processus de nitration de l'hydroxybenzène avec l'acide nitrique s'accompagne de la formation d'un mélange de paranitrophénol et d'orthonitrophénol dans un rapport de pourcentage de 15 à 35.
Comparaison de la gélatine
Pour prouver que la réaction xantoprotéique à une protéine ne détecte que les acides aminés à structure aromatique, on utilise des protéines qui n'ont pas de groupe phénolique.
Introduire une solution de gélatine à 1 % à raison de 2 ml dans un tube à essai propre. Environ 9 gouttes d'acide nitrique concentré y sont ajoutées. Le mélange résultant est chauffé. La solution ne jaunit pas, ce qui prouve l'absenceacides aminés à structure aromatique. Un léger jaunissement du milieu est parfois observé en raison de la présence d'impuretés protéiques.
Équations chimiques
La réaction des xantoprotéines aux protéines se déroule en deux étapes. La formule de la première étape décrit le processus de nitration d'une molécule d'acide aminé à l'aide d'acide nitrique concentré.
Un exemple est l'ajout d'un groupe nitro à la tyrosine pour former la nitrotyrosine et la dinitrotyrosine. Dans le premier cas, un radical NO2 est attaché au cycle benzénique, et dans le second cas, deux atomes d'hydrogène sont remplacés par NO2. La formule chimique de la réaction de la xantoprotéine est représentée par l'interaction de la tyrosine avec l'acide nitrique pour former une molécule de nitrotyrosine.
Le processus de nitration s'accompagne de la transition d'une couleur incolore à un ton jaune. Lors d'une réaction similaire avec des protéines contenant des résidus d'acides aminés de tryptophane ou de phénylalanine, la couleur de la solution change également.
Au deuxième stade, les produits de nitration de la molécule de tyrosine, en particulier la nitrotyrosine, interagissent avec l'ammoniaque ou l'hydroxyde de sodium. Le résultat est un sel de sodium ou d'ammonium, qui est de couleur jaune-orange. Cette réaction est associée à la capacité de la molécule de nitrotyrosine à passer sous la forme quinoïde. Plus tard, un sel d'acide nitronique en est formé, qui possède un système quinone de doubles liaisons conjuguées.
C'est ainsi que se termine la réaction des xantoprotéines aux protéines. Équation Deuxla scène est présentée ci-dessus.
Résultats
Lors de l'analyse des liquides contenus dans trois éprouvettes, le phénol dilué sert de solution de référence. Les substances avec un cycle benzénique donnent une réaction qualitative avec l'acide nitrique. En conséquence, la couleur de la solution change.
Comme vous le savez, la gélatine contient du collagène sous une forme hydrolysée. Cette protéine ne contient pas d'acides aminocarboxyliques aromatiques. Lors de l'interaction avec l'acide, il n'y a aucun changement dans la couleur du milieu.
Dans le troisième tube à essai, une réaction positive des xantoprotéines aux protéines est observée. La conclusion peut être tirée comme suit: toutes les protéines à structure aromatique, qu'il s'agisse d'un groupe phényle ou d'un cycle indole, donnent un changement de couleur à la solution. Cela est dû à la formation de composés nitrés jaunes.
La réalisation d'une réaction colorée prouve la présence d'une variété de structures chimiques dans les acides aminés et les protéines. L'exemple de la gélatine montre qu'elle contient des acides aminocarboxyliques qui n'ont pas de groupe phényle ni de structure cyclique.
La réaction des xantoprotéines peut expliquer le jaunissement de la peau lorsqu'on y applique de l'acide nitrique fort. La mousse de lait acquiert la même couleur lorsqu'une telle analyse est effectuée avec elle.
Dans la pratique des laboratoires médicaux, cet échantillon de couleur n'est pas utilisé pour détecter les protéines dans l'urine. Cela est dû à la couleur jaune de l'urine elle-même.
La réaction des xantoprotéines est de plus en plus utilisée pour quantifier les acides aminés tels que le tryptophane et la tyrosine dans diverses protéines.
