Um die qualitative Zusammensetzung vieler Lebensmittel zu bestimmen, wird die Xantoprotein-Reaktion für Protein verwendet. Das Vorhandensein von aromatischen Aminosäuren in der Verbindung führt zu einer positiven Farbänderung der Testprobe.
Was ist Protein
Es wird auch als Protein bezeichnet, das ein Baumaterial für einen lebenden Organismus ist. Proteine erh alten das Muskelvolumen, stellen verletzte und abgestorbene Gewebestrukturen verschiedener Organe wieder her, seien es Haare, Haut oder Bänder. Mit ihrer Beteiligung werden rote Blutkörperchen produziert, die normale Funktion vieler Hormone und Zellen des Immunsystems wird reguliert.
Dies ist ein komplexes Molekül, bei dem es sich um ein Polypeptid mit einer Masse von mehr als 6103 D alton handelt. Die Proteinstruktur wird durch Aminosäurereste in großen Mengen gebildet, die durch eine Peptidbindung verbunden sind.
Proteinstruktur
Ein Unterscheidungsmerkmal dieser Substanzen im Vergleich zu niedermolekularen Peptiden ist ihre ausgeprägte räumliche dreidimensionale Struktur, unterstützt durch unterschiedliche EinflüsseGrad der Anziehungskraft. Proteine haben eine vierstufige Struktur. Jeder von ihnen hat seine eigenen Eigenschaften.
Die primäre Organisation ihrer Moleküle basiert auf der Aminosäuresequenz, deren Struktur durch die Xantoprotein-Reaktion auf das Protein erkannt wird. Eine solche Struktur ist eine sich periodisch wiederholende Peptidbindung -HN-CH-CO-, und die Seitenkettenreste in Aminocarbonsäuren sind der selektive Teil. Sie bestimmen in Zukunft die Eigenschaften des Stoffes als Ganzes.
Die primäre Proteinstruktur wird als stark genug angesehen, was auf das Vorhandensein starker kovalenter Wechselwirkungen in Peptidbindungen zurückzuführen ist. Die Bildung nachfolgender Ebenen erfolgt in Abhängigkeit von den im Anfangsstadium festgestellten Zeichen.
Die Ausbildung einer Sekundärstruktur ist möglich durch das Verdrillen der Aminosäuresequenz zu einer Spirale, bei der zwischen den Windungen Wasserstoffbrückenbindungen aufgebaut werden.
Die tertiäre Organisationsebene eines Moleküls wird gebildet, wenn ein Teil der Helix andere Fragmente überlagert, wobei alle Arten von Bindungen zwischen ihnen entstehen, mit einer Wasserstoff-, Disulfid-, kovalenten oder ionischen Verbindung. Das Ergebnis sind Assoziationen in Form von Kügelchen.
Die räumliche Anordnung von Tertiärstrukturen mit der Bildung chemischer Bindungen zwischen ihnen führt zur Bildung der endgültigen Form des Moleküls oder der quartären Ebene.
Aminosäuren
Sie bestimmen die chemischen Eigenschaften von Proteinen. Es gibt etwa 20 Hauptaminosäuren,in der Zusammensetzung der Polypeptide in unterschiedlichen Sequenzen enth alten. Dazu gehören auch seltene Aminocarbonsäuren in Form von Hydroxyprolin und Hydroxylysin, die Derivate basischer Peptide sind.
Als Zeichen der Xantoprotein-Reaktion der Proteinerkennung führt das Vorhandensein einzelner Aminosäuren zu einer Farbänderung der Reagenzien, was auf das Vorhandensein spezifischer Strukturen in ihrer Zusammensetzung hindeutet.
Wie sich herausstellte, sind das alles Carbonsäuren, bei denen das Wasserstoffatom durch eine Aminogruppe ersetzt wurde.
Ein Beispiel für den Aufbau eines Moleküls ist die Strukturformel von Glycin (HNH− HCH− COOH) als einfachster Aminosäure.
In diesem Fall kann einer der Wasserstoffatome CH2-Kohlenstoff durch einen längeren Rest ersetzt werden, einschließlich eines Benzolrings, Amino-, Sulfo-, Carboxygruppen.
Was bedeutet die Xantoprotein-Reaktion
Für die qualitative Proteinanalyse werden verschiedene Methoden verwendet. Dazu gehören Reaktionen:
- Biuret mit violetter Färbung;
- Ninhydrin zu einer blauvioletten Lösung;
- Formaldehyd mit Rotfärbung;
- Folie mit grauschwarzer Sedimentation.
Bei der Durchführung jeder Methode wird das Vorhandensein von Proteinen und das Vorhandensein einer bestimmten funktionellen Gruppe in ihrem Molekül nachgewiesen.
Es gibt eine Xantoprotein-Reaktion auf Protein. Er wird auch Mulder-Test genannt. Es bezieht sich auf Farbreaktionen auf Proteinen, inwelche aromatische und heterocyclische Aminosäuren sind.
Ein Merkmal eines solchen Tests ist der Vorgang der Nitrierung zyklischer Aminosäurereste mit Salpetersäure, insbesondere die Addition einer Nitrogruppe an den Benzolring.
Das Ergebnis dieses Prozesses ist die Bildung einer Nitroverbindung, die ausfällt. Dies ist das Hauptzeichen einer Xantoprotein-Reaktion.
Welche Aminosäuren werden bestimmt
Nicht alle Aminocarbonsäuren können mit diesem Test nachgewiesen werden. Das Hauptmerkmal der Xantoprotein-Reaktion der Proteinerkennung ist das Vorhandensein eines Benzolrings oder Heterocyclus im Aminosäuremolekül.
Aus Protein-Aminocarbonsäuren werden zwei aromatische Säuren isoliert, in denen sich eine Phenylgruppe (bei Phenylalanin) und ein Hydroxyphenylrest (bei Tyrosin) befinden.
Die Xantoprotein-Reaktion dient der Bestimmung der heterozyklischen Aminosäure Tryptophan, die einen aromatischen Indolkern besitzt. Das Vorhandensein der oben genannten Verbindungen im Protein führt zu einer charakteristischen Farbänderung des Testmediums.
Welche Reagenzien werden verwendet
Um die Xantoprotein-Reaktion durchzuführen, müssen Sie eine 1%ige Lösung aus Ei- oder Pflanzenprotein herstellen.
Verwenden Sie normalerweise ein Hühnerei, das aufgebrochen wird, um das Protein weiter vom Eigelb zu trennen. Um eine Lösung zu erh alten, wird 1 % Protein in der zehnfachen Menge gereinigtem Wasser verdünnt. Nach dem Auflösen des Proteins muss die resultierende Flüssigkeit durch mehrere Lagen Gaze filtriert werden. Diese Lösung sollte an einem kühlen Ort aufbewahrt werden.
Du kannst die Reaktion mit pflanzlichem Protein durchführen. Zur Herstellung der Lösung wird Weizenmehl in einer Menge von 0,04 kg verwendet. 0,16 l gereinigtes Wasser zugeben. Die Zutaten werden in einem Kolben gemischt, der 24 Stunden lang an einem k alten Ort mit einer Temperatur von etwa + 1 ° C aufgestellt wird. Nach einem Tag wird die Lösung geschüttelt, danach wird sie zuerst mit Watte und dann mit einem Papierf altenfilter filtriert. Die resultierende Flüssigkeit wird an einem k alten Ort aufbewahrt. In einer solchen Lösung befindet sich hauptsächlich eine Albuminfraktion.
Zur Durchführung der Xantoprotein-Reaktion wird konzentrierte Salpetersäure als Hauptreagenz verwendet. Zusätzliche Reagenzien sind eine Lösung aus 10 % Natriumhydroxid oder Ammoniak, eine Gelatinelösung und unkonzentriertes Phenol.
Methodik
In ein sauberes Reagenzglas eine 1%ige Lösung von Eiprotein oder Mehl in einer Menge von 2 ml geben. Um das Herausfallen der Flocken zu verhindern, werden etwa 9 Tropfen konzentrierte Salpetersäure hinzugefügt. Die resultierende Mischung wird erhitzt, wodurch der Niederschlag gelb wird und allmählich verschwindet und seine Farbe in Lösung geht.
Wenn die Flüssigkeit abkühlt, werden etwa 9 Tropfen konzentriertes Natriumhydroxid entlang der Wand in das Reagenzglas gegeben, was für den Prozess ein Überschuss ist. Die Reaktion des Mediums wird alkalisch. Der Inh alt der Tube wird orange.
Funktionen
Da wird Xantoprotein als qualitative Reaktion auf Proteine unter bezeichnetB. durch Einwirkung von Salpetersäure, dann erfolgt die Prüfung unter dem mitgelieferten Abzug. Beachten Sie alle Sicherheitsmaßnahmen beim Arbeiten mit konzentrierten ätzenden Stoffen.
Beim Erhitzen kann der Inh alt des Röhrchens herausspritzen, was bei der Fixierung in der H alterung und der Wahl der Neigung zu berücksichtigen ist.
Die Einnahme von konzentrierter Salpetersäure und Natronlauge sollte nur mit einer Glaspipette und einem Gummiball erfolgen, das Tippen mit dem Mund ist verboten.
Vergleichsreaktion mit Phenol
Um den Prozess zu veranschaulichen und das Vorhandensein der Phenylgruppe zu bestätigen, wird ein ähnlicher Test mit Hydroxybenzol durchgeführt.
Füge 2 ml verdünntes Phenol in ein Reagenzglas ein, dann füge nach und nach entlang der Wand 2 ml konzentrierte Salpetersäure hinzu. Die Lösung wird erhitzt, wodurch sie gelb wird. Diese Reaktion ist qualitativ für das Vorhandensein eines Benzolrings.
Bei der Nitrierung von Hydroxybenzol mit Salpetersäure bildet sich ein Gemisch aus Paranitrophenol und Orthonitrophenol in einem prozentualen Verhältnis von 15 zu 35.
Gelatine-Vergleich
Um zu beweisen, dass die Xantoprotein-Reaktion auf ein Protein nur Aminosäuren mit aromatischer Struktur erkennt, werden Proteine verwendet, die keine phenolische Gruppe haben.
In ein sauberes Reagenzglas 1%ige Gelatinelösung in einer Menge von 2 ml geben. Dazu werden etwa 9 Tropfen konzentrierte Salpetersäure gegeben. Die resultierende Mischung wird erhitzt. Die Lösung vergilbt nicht, was die Abwesenheit beweistAminosäuren mit aromatischer Struktur. Aufgrund von Proteinverunreinigungen wird manchmal eine leichte Gelbfärbung des Mediums beobachtet.
Chemische Gleichungen
Die Xantoproteinreaktion auf Proteine erfolgt in zwei Stufen. Die Formel der ersten Stufe beschreibt den Vorgang der Nitrierung eines Aminosäuremoleküls mit konzentrierter Salpetersäure.
Ein Beispiel ist die Addition einer Nitrogruppe an Tyrosin, um Nitrotyrosin und Dinitrotyrosin zu bilden. Im ersten Fall ist ein NO2-Radikal an den Benzolring gebunden, im zweiten Fall sind zwei Wasserstoffatome durch NO2 ersetzt. Die chemische Formel der Xantoprotein-Reaktion wird durch die Wechselwirkung von Tyrosin mit Salpetersäure dargestellt, um ein Nitrotyrosin-Molekül zu bilden.
Der Prozess der Nitrierung wird begleitet von einem Übergang von einer farblosen Farbe zu einem Gelbton. Bei einer ähnlichen Reaktion mit Proteinen, die Aminosäurereste von Tryptophan oder Phenylalanin enth alten, ändert sich auch die Farbe der Lösung.
In der zweiten Stufe interagieren die Nitrierungsprodukte des Tyrosinmoleküls, insbesondere Nitrotyrosin, mit Ammonium oder Natriumhydroxid. Das Ergebnis ist Natrium- oder Ammoniumsalz, das eine gelb-orange Farbe hat. Diese Reaktion ist mit der Fähigkeit des Nitrotyrosinmoleküls verbunden, in die chinoide Form überzugehen. Später bildet sich daraus ein Salpetersäuresalz, das ein Chinonsystem konjugierter Doppelbindungen aufweist.
So endet die Xantoprotein-Reaktion auf Proteine. Gleichung zweiStufe ist oben dargestellt.
Ergebnisse
Bei der Analyse von Flüssigkeiten in drei Reagenzgläsern dient verdünntes Phenol als Referenzlösung. Substanzen mit einem Benzolring reagieren qualitativ mit Salpetersäure. Dadurch verändert sich die Farbe der Lösung.
Wie Sie wissen, enthält Gelatine Kollagen in hydrolysierter Form. Dieses Protein enthält keine aromatischen Aminocarbonsäuren. Bei Wechselwirkung mit Säure ändert sich die Farbe des Mediums nicht.
Im dritten Reagenzglas wird eine positive Xantoprotein-Reaktion auf Proteine beobachtet. Die Schlussfolgerung kann wie folgt gezogen werden: Alle Proteine mit einer aromatischen Struktur, sei es eine Phenylgruppe oder ein Indolring, geben der Lösung einen Farbumschlag. Dies liegt an der Bildung gelber Nitroverbindungen.
Die Durchführung einer Farbreaktion beweist das Vorhandensein einer Vielzahl chemischer Strukturen in Aminosäuren und Proteinen. Das Gelatine-Beispiel zeigt, dass es Aminocarbonsäuren enthält, die keine Phenylgruppe oder eine zyklische Struktur haben.
Die Xantoprotein-Reaktion kann die Gelbfärbung der Haut erklären, wenn starke Salpetersäure darauf aufgetragen wird. Milchschaum wird die gleiche Farbe annehmen, wenn eine solche Analyse damit durchgeführt wird.
In der labormedizinischen Praxis wird diese Farbprobe nicht zum Nachweis von Eiweiß im Urin verwendet. Dies liegt an der gelben Farbe des Urins selbst.
Die Xantoprotein-Reaktion wird zunehmend verwendet, um Aminosäuren wie Tryptophan und Tyrosin in verschiedenen Proteinen zu quantifizieren.
