PROTEINE

Proteinele sunt produsi naturali cu structura macromoleculara si masa moleculara mare, care prin hidroliza se transforma in - aminoacizi.
Moleculele proteinelor sunt formate din catene polipeptidice lungi, resturile de - aminoacizi, fiind unite intre ele prin legaturi amidice, -CO-NH-:

HN  CH  CO  NH  CH  CO  ...  NH  CH  COOH
  
R R R

Proprietatile proteinelor sunt influentate de natura, numarul si locul grupelor functionale in catenele laterale, determinand caracterul acestora.

PREPARAREA SOLUTIILOR DE PROTEINE

Prepararea solutiilor de proteine se poate realiza usor folosind o serie de produse naturale usor accesibile.
• Proteine din albusul de ou. Intr-un balon de 250 ml se amesteca albusul unui ou de gaina cu 100- 150 ml apa distilata si se agita. Solutia opalescenta, astfel obtinuta, se filtreaza printr0o panza udata cu apa, din care s-a indepartat, in prealabil, eventual apret format. Solutia de albumina se intrebuinteaza pentru experiente.
• Proteine din lapte. La 100 ml lapte se adauga un volum egal de apa si apoi prin agitare continua, picatura cu picatura, 0,5-0,6 ml acid acetic glacial pana la formarea unui precipitat floconos. Se lasa in repaus 10-15 min. Si se filtreaza amestecul printr-o panza, iar pentru obtinerea unei solutii cat mai limpezi se repeta filtrarea.
O alta metoda de obtinere a proteinelor din lapte este urmatoarea:
Se adauga in laptele proaspat un volum egal de solutie saturata de sulfat de amoniu. In acest caz se formeaza flocni de cazeina si globulina care antreneaza cu ei si grasimi. Suspensia obtinuta se filtreaza si se obtine o solutie complet limpede care da toate reactiile albuminelor.
• Proteine din faina de grau. Se amesteca 50 gr faina de grau cu 200 ml apa si dupa 30-40 min se agita din cand in cand si apoi se filtreaza pe un filtru cret, obtinandu-se o solutie clara de proteina. In acelasi mod se obtib proteine din diverse produse naturale.
• Proteina din tuberculul de cartof.
Se curata de coaja un tubercul mare de cartof, se razuieste si se pune intr-un vas Erlenmeyer, peste care se adauga 100 ml apa distilata. Se agita amestecul timp de ½ ora, apoi se filtreaza si se obtine o solutie de albumina vegetala din cartof. Pentru identificarea proteinelor se folosesc diferite reactii de culoare cum sunt:
Reactia biuretica sau biuretului. Este reactia de formare a unei coloratii violete sau albastru- violeta, ce apare la tratarea unei solutii puternic alcaline de proteine cu cateva picaturi dintr-o solutie de sulfat de cupru. Culoarea apare la tioti compusii care contin gruparile:
—CO—NH—, —CH—NH—, —CS—NH— si se datoreste formarii unui complex intern.
Substante necesare: solutie de proteine; hidroxid de sodiu; sulfat de cupru, solutie diluata.
Experienta: Intr-o eprubeta se trateaza 2-3 ml solutie de proteine cu un volum egal de hidroxid de sodiu 20-30% si apoi cu 1-2 picaturi de solutie apoasa de sulfat de cupru 1%. Apare o coloratie rosie- violeta caracteristica.

Reactia Pauly. Ea consta in aparitia unei coloratii rosii la tratarea unei solutii de proteine alcalinizate cu carbonat de de sodiu, cu acid sulfanilic diazotat.
Substante necesare: solutie de proteina; carbonat de sodiu, solutie; reactiv Pauly( acid sulfanilic 2%, 5 ml si 0,5 ml azotit de sodiu 10%).

Experienta: Intr-o eprubeta peste 2-3 ml solutie de proteina, se adauga 1 ml solutie de carbonat de sodiu si 8-10 picaturi reactiv Pauly. Se formeaza o coloratie rosie care, dupa acidulare, se transforma intr-o coloratie galbena.

Reactia xantoproteica. Ea consta in aparitia uneicoloratii galbene intense la tratarea unei solutii de proteina cu acid azotic concentrat la rece sau la cald. Culoarea se intensifica la adaugarea de hidroxid alcalin, trecand in portocaliu in prezenta resturilor fenolice de triptofan, tirozina, fenilalanina etc.
Substante necesare: solutie de proteina; acid azotic concentrat; amoniac; hidroxid de sodiu sau potasiu solutie 20-30%.

Experienta: Se trateaza 1 ml solutie proteina cu cateva picaturi de acid azotic concentrat (d=1,40). Se formeaza un precipitat alb sau o tulbureala galbuie. Se incalzeste amestecul pana la fierbere si se observa ca solutia precipita si se coloreaza in galben viu. Dupa racire, se trateaza solutia cu hidroxid de sodiu sau amoniac, obtinandu-se o coloratie oranj viu.

Reactia Millon e reactia de formare a unui precipitat rosu la incalzirea proteinelor cu o solutie concentrata de azotat mercuric in acid azotic ce contine si putin acid azotos.
Substante necesare: solutie de proteine; reactiv Millon (se dizolava 4 gr mercur metalic in 6 ml acid azoticocncentrat si se incalzeste foarte putin, numai daca este necesar, se dilueaza solutia pana la un volum de 20 ml si se obtine astfel reactivul Millon necesar).
Experienta. Se trateaza 2-3 ml solutie de proteina intr-o eprubeta cu 1 ml reactiv Millon, se fierbe cateva secunde si se observa aparitia unui precipitat alb- floconos care se aglomereaza si se coloreaza in rosu- caramiziu. Reactia e foarte sensibila si apare in solutii cu urme foarte slabe de proteine.
Reactia Adamkiewics- Hopkins. Ea consta in aparitia unei coloratii violet-albastra la tratatrea proteinelor cu 1 ml acid sulfuric concentrat continand urme de acid glioxilic. Reactia se datoreste nucleului indolic din triptofan si se executa practic cu acid acetic care contine urme de acid glioxilic.
Substante necesare: albus de ou nediluat; acid acetic concentrat; acid sulfuric concentrat.
Experienta: Intr-o eprubeta , peste cateva picaturi de albus de ou nediluat se adauga 1 ml acid acetic concentrat si se agita. Se inclina eprubeta si se adauga cu atentie 1 ml acid sulfuric concentrat, astfel ca lichidele sa nu se amestece. Se observa formarea unui inel violet la limita de separare a celor 2 lichide. Culoarea se datoreste acidului glioxilic care sec gaseste in urme in acidul acetic.
Reactia sulfului din proteine. Sulful din cisteina si cistina se recunoaste prin precipitatul negru din sulfura de plumb ce se formeaza la fierberea unei proteine cu acetat de plumb in solutie alcalina.
Substante necesare: proteine; acetat de plumb; hidroxid de sodiu.
Experienta: Intr-o eprubeta , peste 1 ml de solutie acetat de plumb 0,5% se adauga in picaturi o solutie de hidroxid de sodiu 20% pana la dizolvarea precipitatului care se formeaza initial. Peste amestecul format se aduga cateva picaturi solutie de albus de ou si se incalzeste pe o baie de apa. Datorita sulfurii de plumb care se formeaza, va apare o coloratie neagra sau bruna in solutie.
Reactia Lieberman. Prin tratarea solutiilor coagulate cu acid clorhidric concentrat se obtin coloratii violete, datorita reactiei de condensare a nucleelor furfurolice (obtinute prin incalzirea cu acid clorhidric a zaharuruilor existente in molecula substantelor proteice) cu fenolii existenti in molecula proteinelor.
Substante necesare: solutia de proteina; acid clorhidric concentrat (clorura de hidrogen).
Experienta: Se coaguleaza prin incalzire aproximativ 5 ml solutie proteica, se decanteaza cat mai bine lichidul si coagulatul ramas se introduce in 5 ml acid clorhidric concentrat. Se fierbe cu atentie pana la dizolvarea coagulatului si se observa aparitia dupa un timp scurt a unei coloratii violete cu tendinta spre brun.
Reactia Sakaguchi. Ea consta in aparitia unei coloratii rosii caracteristice la tratatrea proteinelor cu α- naftol in prezenta hipobromitului sau hipocloritului de sodiu.
Substante necesare: solutie de proteina hidrolizata; solutie de hipobromit de sodiu.
Experienta: In circa 6 ml solutie de hidroxid de sodiu 33% se adauga 12 picaturi de brom, obtinem astfel hipobromitul de sodiu. Amestecand 5-6 picaturi de α-naftol 2% cu 3-4 picaturi de hipobrimit, prezenta argininei indica o coloratie rosie.

PROPRIETATILE PROTEINELOR

Reactiile de precipitare cu acizi minerali. Acizii minerali concentrati precipita proteinele din solutii apoase datorita deshidratarii moleculei si formare de proteine acide.
Substante necesare: solutie proteine; acid clorhidric concentrat; acid sulfuric concentrat; acid azotic concentrat.
Experienta: In 3 eprubete se pune din solutie de albumina cate 1 ml peste care se adauga: in prima 1 ml acid clorhidric concentrat, in a doua 1 ml acid sulfuric concentrat, iar in a treia 1 ml acid azotic concentrat.
Acizii se toarna cu atentie pe peretii eprubetelor, care se inclina in timpul turnarii. La limita de separare a lichidelor apare imediat sau treptat un inel alb de precipitat de proteina. Prin agitare in eprubetele 1si 2 se dizolva precipitatul , iar in a treia precipitayul se mareste mult.

Reactia proteinelor cu bazele. Substante necesare: solutii de proteine; hidroxid de sodiu sau potasiu 30%; azotat sau acetat de plumb solutie 10%.
Experienta: In 1-2 ml solutie proteina se adauga un volum de 2 ori mai mare solutie concentrata de alcalii si se fierbe continutul 2-3 min. Se formeaza un precipitat care prin firbere se dizolva si se degaja amoniac care se identifica foarte clar la solutiile albusului de ou, ale cazeinei si ale extrasului apos din carne. In solutia puternic alcalina, fierbinte obtinuta, se adauga 1 ml solutie de sare de plumb si se fierbe din nou. Se formeaza un precipitat alb de hidroxid de plumb care se dizolva in excesul de alcalii. Daca proteina, sub actiunea alcaliilor, a separat sulful, se formeaza sulfura de plumb, iar lichidul se coloreaza in brun sau brun- inchis. Reactia poate constitui o metoda de identificare a sulfului din proteine.

Reactia proteinelor cu sarurile metalelor grele. Substante necesare: solutie de proteine; sulfat de cupru; acetat de plumb; solutie de amoniu.
Experienta: In 2 eprubete ce contin 1-2 ml solutie de proteina se adauga treptat in picaturi: in prima solutie saturata de sulfat de cupru, iar in cealalta solutie apoasa 20% acetat de plumb. In prima eprubeta se observa aparitia unui precipitat albastru, iar in a doua are loc precipitarea cu formarea unui precipitat de culoare alba. Prin adaugarea reactivilor in exces, precipitatele formate se dizolva. Intr-o alta eprubeta peste 2-3 ml solutie proteina se adauga o cantitate egala de solutie saturata de sulfat de amoniu. Se observa imediat aparitia unui precipitat care se dizolva prin adaugare de apa.
Reactiile de precipitare a proteinelor prin incalzire. Prin incalzire la fierbere, proteinele se coaguleaza suferind o transformare ireversibila. Proteinele isi pierd proprietatile initiale iar precipitatele obtinute nu mai pot fi dizolvate. Coagularea proteinelor prin incalzire are loc mult mai usor in apropierea punctului izoelectric care se afla de obicei in domeniul unui ph slab acid. Precipitarea in mediu neutru decurge mai greu iar in mediu acid sau bazic puternic, proteinele nu coaguleaza chiar daca incalzirea se prelungeste.
Substante necesare: solutie de proteine; acid acetic concentrat; sulfat de amoniu 15%; hidroxid de sodiu 10%.
Experienta. Intr-o eprubeta se introduc 2-3 ml solutie de proteina si se incalzeste pana la fierbere timp de 1 minut, obtinandu-se un precipitat sub forma de tulbureala sau flocon. Se imparte produsul obtinut dupa racire in doua parti si se adauga in prima eprubeta 1-2 picaturi acid acetic, in a doua 1-2 picaturi sulfat de amoniu. Incalzind din nou amestecurile din cele 2 eprubete, cantitatile de proteine coagulate se maresc. Daca intr-una din eprubete se adauga un volum egal de apa, precipitatul proteinei coagulate e insolubil. Prin adaugarea 1 ml solutie hidroxid de sodiu, proteina coagulata se dizolva repede. Prin fierberea solutiei alcaline proteinele nu mai coaguleaza.
Reactia de hidroliza a proteinelor. Proteinele au proprietatea de a hidroliza prin fierbere indelungata cu formare de molecule mai mici ca peptone, polipeptide si aminoacizi.
Substante necesare: proteine, acid sulfuric, hidroxid de sodiu si sulfat de cupru.
Experienta. Intr-un balon se introduc 2-3 ml solutie de proteine si cca 16-20 ml acid sulfuric 25%. Se ataseaza balonului un refrigerent ascendent si se incalzeste cu ajutorul unui resou electric. Din solutie se ia o cantitate mica, se neutralizeaza cu hidroxid de sodiu 10% si se verifica din cand in cand reactia biuretului caracteristica proteinelor.
Hidroliza se considera terminata cand reactia biuretului e negativa.