ปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนต่อโปรตีน: สัญญาณและสูตรสมการ

2024 ผู้เขียน: Curtis Blomfield | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 06:04

เพื่อสร้างองค์ประกอบเชิงคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด จะใช้ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนสำหรับโปรตีน การปรากฏตัวของกรดอะมิโนอะโรมาติกในสารประกอบจะทำให้สีในตัวอย่างเปลี่ยนไปในทางบวก

โปรตีนคืออะไร

เรียกอีกอย่างว่าโปรตีนซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างสำหรับสิ่งมีชีวิต โปรตีนช่วยรักษาปริมาตรของกล้ามเนื้อ ฟื้นฟูโครงสร้างเนื้อเยื่อที่บาดเจ็บและตายของอวัยวะต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นผม ผิวหนัง หรือเอ็น ด้วยการมีส่วนร่วมของพวกเขา เซลล์เม็ดเลือดแดงจะถูกสร้างขึ้น ควบคุมการทำงานปกติของฮอร์โมนและเซลล์ต่างๆ ของระบบภูมิคุ้มกัน

นี่คือโมเลกุลที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นโพลีเปปไทด์ที่มีมวลมากกว่า 6103 d altons โครงสร้างโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนตกค้างในปริมาณมาก เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์

โครงสร้างโปรตีน

คุณสมบัติที่โดดเด่นของสารเหล่านี้เมื่อเปรียบเทียบกับเปปไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำคือโครงสร้างสามมิติเชิงพื้นที่ที่พัฒนาขึ้น โดยได้รับอิทธิพลจากอิทธิพลที่แตกต่างกันระดับของแรงดึงดูด โปรตีนมีโครงสร้างสี่ระดับ แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

การจัดเรียงตัวหลักของโมเลกุลนั้นขึ้นอยู่กับลำดับของกรดอะมิโน โครงสร้างที่รับรู้โดยปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนต่อโปรตีน โครงสร้างดังกล่าวเป็นพันธะเปปไทด์ที่เกิดซ้ำเป็นระยะ -HN-CH-CO- และอนุมูลของสายโซ่ด้านข้างในกรดอะมิโนคาร์บอกซิลิกเป็นส่วนที่เลือก เป็นผู้กำหนดคุณสมบัติของสารโดยรวมในอนาคต

โครงสร้างโปรตีนหลักถือว่าแข็งแรงเพียงพอ เนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ของโควาเลนต์ที่รุนแรงในพันธะเปปไทด์ การก่อตัวของระดับที่ตามมานั้นขึ้นอยู่กับสัญญาณที่กำหนดไว้ในระยะเริ่มต้น

การก่อตัวของโครงสร้างรองเป็นไปได้เนื่องจากการบิดของลำดับกรดอะมิโนเป็นเกลียว ซึ่งพันธะไฮโดรเจนจะถูกสร้างขึ้นระหว่างทางเลี้ยว

ระดับตติยของการจัดระเบียบของโมเลกุลเกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของเกลียวถูกซ้อนทับบนชิ้นส่วนอื่น ๆ โดยเกิดพันธะทุกชนิดระหว่างพวกมันด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์โควาเลนต์หรือสารประกอบไอออนิก ผลลัพธ์คือความสัมพันธ์ในรูปทรงกลม

การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของโครงสร้างตติยภูมิที่มีพันธะเคมีระหว่างกันทำให้เกิดรูปแบบสุดท้ายของโมเลกุลหรือระดับควอเทอร์นารี

กรดอะมิโน

พวกมันกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของโปรตีน มีกรดอะมิโนหลักประมาณ 20 ชนิดรวมอยู่ในองค์ประกอบของพอลิเปปไทด์ในลำดับที่ต่างกัน นอกจากนี้ยังรวมถึงกรดอะมิโนคาร์บอกซิลิกที่หายากในรูปแบบของไฮดรอกซีโพรลีนและไฮดรอกซีไลซีน ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของเปปไทด์พื้นฐาน

เป็นสัญญาณของปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนของการรู้จำโปรตีน การมีกรดอะมิโนแต่ละตัวทำให้สีของรีเอเจนต์เปลี่ยนไป ซึ่งบ่งชี้ว่ามีโครงสร้างเฉพาะในองค์ประกอบ

ปรากฏว่ามันเป็นกรดคาร์บอกซิลิกทั้งหมด ซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยหมู่อะมิโน

ตัวอย่างโครงสร้างของโมเลกุลคือสูตรโครงสร้างของไกลซีน (HNH− HCH− COOH) เป็นกรดอะมิโนที่ง่ายที่สุด

ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนตัวใดตัวหนึ่ง CH_{2- คาร์บอนสามารถถูกแทนที่ด้วยอนุมูลที่ยาวกว่า รวมทั้งวงแหวนเบนซีน อะมิโน ซัลโฟ กลุ่มคาร์บอกซี}

ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนหมายความว่าอย่างไร

ใช้วิธีการต่างๆ ในการวิเคราะห์โปรตีนเชิงคุณภาพ ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยา:

• biuret สีม่วง;
• นินไฮดรินเพื่อสร้างสารละลายสีน้ำเงินม่วง
• ฟอร์มาลดีไฮด์ที่มีคราบสีแดง;
• ฟอยล์ตกตะกอนสีเทาดำ

เมื่อทำแต่ละวิธี จะพิสูจน์การมีอยู่ของโปรตีนและการมีอยู่ของกลุ่มฟังก์ชันบางอย่างในโมเลกุลของพวกมัน

มีปฏิกิริยา xantoprotein ต่อโปรตีน เรียกอีกอย่างว่าการทดสอบ Mulder มันหมายถึงปฏิกิริยาสีบนโปรตีนในซึ่งเป็นอะโรมาติกและกรดอะมิโนเฮเทอโรไซคลิก

คุณลักษณะของการทดสอบดังกล่าวคือกระบวนการไนเตรชั่นของกรดไนตริกที่ตกค้างในกรดไนตริก โดยเฉพาะการเพิ่มกลุ่มไนโตรลงในวงแหวนเบนซีน

ผลลัพธ์ของกระบวนการนี้คือการก่อตัวของสารประกอบไนโตรซึ่งตกตะกอน นี่คือสัญญาณหลักของปฏิกิริยาแซนโทโปรตีน

กรดอะมิโนที่กำหนด

ตรวจไม่พบกรดอะมิโนคาร์บอกซิลิกทั้งหมดโดยใช้การทดสอบนี้ คุณสมบัติหลักของปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนในการจดจำโปรตีนคือการมีวงแหวนเบนซีนหรือเฮเทอโรไซเคิลอยู่ในโมเลกุลกรดอะมิโน

จากโปรตีนกรดอะมิโนคาร์บอกซิลิก กรดอะโรมาติกสองชนิดถูกแยกออก ซึ่งมีกลุ่มฟีนิล (ในฟีนิลอะลานีน) และไฮดรอกซีฟีนิลเรดิคัล (ในไทโรซีน)

ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนถูกใช้เพื่อตรวจหาทริปโตเฟนของกรดอะมิโนเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งมีนิวเคลียสอินโดลอะโรมาติก การปรากฏตัวของสารประกอบข้างต้นในโปรตีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีของสื่อทดสอบ

ใช้น้ำยาอะไร

ในการทำปฏิกิริยาแซนโทโปรตีน คุณจะต้องเตรียมสารละลายไข่หรือโปรตีนจากพืช 1%

มักใช้ไข่ไก่ที่หักเพื่อแยกโปรตีนออกจากไข่แดง เพื่อให้ได้สารละลาย โปรตีน 1% จะถูกเจือจางในปริมาณน้ำบริสุทธิ์สิบเท่า หลังจากละลายโปรตีนแล้ว ของเหลวที่ได้จะต้องกรองผ่านผ้ากอซหลายชั้นควรเก็บสารละลายนี้ไว้ในที่เย็น

คุณสามารถทำปฏิกิริยากับโปรตีนจากพืชได้ ในการเตรียมสารละลายจะใช้แป้งสาลีในปริมาณ 0.04 กก. เติมน้ำบริสุทธิ์ 0.16 ลิตร ส่วนผสมถูกผสมในขวดซึ่งวางเป็นเวลา 24 ชั่วโมงในที่เย็นโดยมีอุณหภูมิประมาณ + 1 ° C หลังจากผ่านไปหนึ่งวันสารละลายจะถูกเขย่าหลังจากนั้นจะถูกกรองด้วยสำลีก่อนแล้วจึงกรองด้วยกระดาษกรอง ของเหลวที่ได้จะถูกเก็บไว้ในที่เย็น ในการแก้ปัญหาดังกล่าว ส่วนใหญ่จะมีเศษอัลบูมิน

ในการทำปฏิกิริยาแซนโทโปรตีน กรดไนตริกเข้มข้นถูกใช้เป็นรีเอเจนต์หลัก น้ำยาเพิ่มเติมคือสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือแอมโมเนีย 10% สารละลายเจลาตินและฟีนอลที่ไม่เข้มข้น

วิธีการ

ในหลอดทดลองที่สะอาด เติมสารละลาย 1% ของโปรตีนไข่หรือแป้งในปริมาณ 2 มล. เติมกรดไนตริกเข้มข้นประมาณ 9 หยดลงไปเพื่อป้องกันไม่ให้สะเก็ดหลุดออกมา ส่วนผสมที่ได้จะถูกให้ความร้อน ตะกอนจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองและค่อยๆ หายไป และสีจะกลายเป็นสารละลาย

เมื่อของเหลวเย็นตัวลง โซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นประมาณ 9 หยดจะถูกเติมลงในหลอดทดลองตามแนวผนัง ซึ่งเป็นส่วนเกินสำหรับกระบวนการ ปฏิกิริยาของตัวกลางจะกลายเป็นด่าง ของในหลอดเปลี่ยนเป็นสีส้ม

คุณสมบัติ

เนื่องจากแซนโทโปรตีนเรียกว่าปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อโปรตีนภายใต้โดยการกระทำของกรดไนตริก จากนั้นทำการทดสอบภายใต้ตู้ดูดควันที่ให้มา ปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัยทั้งหมดเมื่อทำงานกับสารกัดกร่อนเข้มข้น

ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน เนื้อหาของหลอดอาจถูกขับออกมา ซึ่งควรพิจารณาเมื่อทำการยึดเข้ากับที่จับและเลือกความเอียง

การทานกรดไนตริกเข้มข้นกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ควรใช้ปิเปตแก้วและหลอดยางเท่านั้น ห้ามพิมพ์ด้วยปาก

ปฏิกิริยาเปรียบเทียบกับฟีนอล

เพื่อแสดงกระบวนการและยืนยันการมีอยู่ของกลุ่มฟีนิล ทำการทดสอบที่คล้ายกันกับไฮดรอกซีเบนซีน

แนะนำฟีนอลเจือจาง 2 มล. ลงในหลอดทดลอง จากนั้นค่อยๆ เติมกรดไนตริกเข้มข้น 2 มล. ตามแนวผนัง สารละลายต้องได้รับความร้อนซึ่งเป็นผลให้เปลี่ยนเป็นสีเหลือง ปฏิกิริยานี้เป็นเชิงคุณภาพสำหรับการมีอยู่ของวงแหวนเบนซิน

กระบวนการไนเตรชั่นของไฮดรอกซีเบนซีนกับกรดไนตริกจะมาพร้อมกับการก่อตัวของส่วนผสมของพาราไนโตรฟีนอลและออร์โธนิโทรฟีนอลในอัตราส่วนร้อยละ 15 ถึง 35

เปรียบเทียบเจลาติน

เพื่อพิสูจน์ว่าปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนกับโปรตีนจะตรวจจับเฉพาะกรดอะมิโนที่มีโครงสร้างอะโรมาติกเท่านั้น จึงใช้โปรตีนที่ไม่มีหมู่ฟีนอล

แนะนำสารละลายเจลาติน 1% จำนวน 2 มล. ลงในหลอดทดลองที่สะอาด เติมกรดไนตริกเข้มข้นประมาณ 9 หยดลงไป ส่วนผสมที่ได้จะถูกให้ความร้อน สารละลายไม่เปลี่ยนเป็นสีเหลืองซึ่งพิสูจน์ว่าไม่มีอยู่กรดอะมิโนที่มีโครงสร้างอะโรมาติก บางครั้งตัวกลางจะเหลืองเล็กน้อยเนื่องจากมีโปรตีนเจือปน

สมการเคมี

ปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนต่อโปรตีนเกิดขึ้นในสองขั้นตอน สูตรของขั้นตอนแรกอธิบายกระบวนการไนเตรตของโมเลกุลกรดอะมิโนโดยใช้กรดไนตริกเข้มข้น

ตัวอย่างคือการเพิ่มกลุ่มไนโตรลงในไทโรซีนเพื่อสร้างไนโตรไทโรซีนและไดไนโตรไทโรซีน ในกรณีแรก NO₂-radical หนึ่งตัวติดอยู่กับวงแหวนเบนซิน และในกรณีที่สอง อะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมจะถูกแทนที่ด้วย NO_{2. สูตรทางเคมีของปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนแสดงโดยปฏิกิริยาของไทโรซีนกับกรดไนตริกเพื่อสร้างโมเลกุลไนโตรไทโรซีน}

กระบวนการไนเตรทมาพร้อมกับการเปลี่ยนจากสีที่ไม่มีสีเป็นโทนสีเหลือง เมื่อทำปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกันกับโปรตีนที่มีทริปโตเฟนหรือฟีนิลอะลานีนตกค้างของกรดอะมิโน สีของสารละลายก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน

ในขั้นตอนที่สอง ผลิตภัณฑ์ไนเตรตของโมเลกุลไทโรซีน โดยเฉพาะไนโตรไทโรซีน จะมีปฏิกิริยากับแอมโมเนียมหรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ ผลที่ได้คือเกลือโซเดียมหรือแอมโมเนียมซึ่งมีสีเหลืองส้ม ปฏิกิริยานี้สัมพันธ์กับความสามารถของโมเลกุลไนโตรไทโรซีนในการผ่านเข้าสู่รูปแบบควินอยด์ ต่อมาเกิดเกลือของกรดไนตรอนซึ่งมีระบบควิโนนของพันธะคอนจูเกตคู่

นี่คือวิธีที่ปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนต่อโปรตีนสิ้นสุดลง สมการที่สองแสดงบนเวทีด้านบน

ผลลัพธ์

ระหว่างการวิเคราะห์ของเหลวที่บรรจุอยู่ในหลอดทดลองสามหลอด ฟีนอลเจือจางทำหน้าที่เป็นสารละลายอ้างอิง สารที่มีวงแหวนเบนซีนทำปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับกรดไนตริก ส่งผลให้สีของสารละลายเปลี่ยนไป

อย่างที่คุณทราบ เจลาตินรวมคอลลาเจนในรูปแบบไฮโดรไลซ์ โปรตีนนี้ไม่มีกรดอะโรมาติกอะมิโนคาร์บอกซิลิก เมื่อทำปฏิกิริยากับกรด สีของตัวกลางจะไม่เปลี่ยนแปลง

ในหลอดทดลองที่สาม จะสังเกตเห็นปฏิกิริยาของแซนโทโปรตีนที่เป็นบวกต่อโปรตีน ข้อสรุปสามารถสรุปได้ดังนี้: โปรตีนทั้งหมดที่มีโครงสร้างอะโรมาติก ไม่ว่าจะเป็นกลุ่มฟีนิลหรือวงแหวนอินโดล ทำให้สารละลายเปลี่ยนสีได้ นี่เป็นเพราะการก่อตัวของสารประกอบไนโตรสีเหลือง

การทำปฏิกิริยาสีพิสูจน์ให้เห็นถึงโครงสร้างทางเคมีที่หลากหลายในกรดอะมิโนและโปรตีน ตัวอย่างเจลาตินแสดงให้เห็นว่าเจลาตินประกอบด้วยกรดอะมิโนคาร์บอกซิลิกที่ไม่มีหมู่ฟีนิลหรือโครงสร้างเป็นวัฏจักร

ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนสามารถอธิบายความเหลืองของผิวหนังได้เมื่อใช้กรดไนตริกอย่างแรง โฟมนมจะได้สีเดียวกันเมื่อทำการวิเคราะห์ดังกล่าว

ในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ ตัวอย่างสีนี้ไม่ได้ใช้เพื่อตรวจหาโปรตีนในปัสสาวะ นี่เป็นเพราะสีเหลืองของปัสสาวะเอง

ปฏิกิริยาแซนโทโปรตีนถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อหาปริมาณกรดอะมิโน เช่น ทริปโตเฟนและไทโรซีนในโปรตีนต่างๆ