Práctica 2. Reconocimiento de aminoácidos y proteínas
Práctica 2. Reconocimiento de aminoácidos y proteínas
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Introducción
Introducción
Las proteínas son las biomoléculas más abundantes después del agua y desempeñan un gran número de funciones, que las caracterizan como componentes esenciales e indispensables para la vida. Virtualmente, todos los procesos en los organismos vivos dependen de este tipo de moléculas. Por ejemplo, las enzimas y las hormonas polipeptídicas dirigen y regulan el metabolismo en el cuerpo, mientras que las proteínas contráctiles del músculo permiten el movimiento. En el torrente sanguíneo, las proteínas como la hemoglobina y la albúmina plasmática son imprescindibles para la vida. Desde el punto de vista de su composición, todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Casi todas contienen además azufre y solo algunas contienen elementos como fósforo, cobre, zinc, hierro, etc.
Se caracterizan por su elevado peso molecular (macromoléculas) y presentan una estructura química compleja. Sin embargo, cuando se someten a hidrólisis ácida, se descomponen en una serie de compuestos orgánicos sencillos de bajo peso molecular: los α-aminoácidos. Existen 20 α-aminoácidos diferentes que forman parte de las proteínas. Dichos aminoácidos se hallan unidos covalentemente entre sí formando largos polímeros no ramificados. El tipo de enlace que los une recibe el nombre de enlace peptídico. Las cadenas de aminoácidos de las proteínas no son polímeros al azar, de longitud indefinida, sino que cada una de ellas posee una determinada composición química, un peso molecular y una secuencia ordenada de aminoácidos.
Objetivos
Explicar la estructura, clasificación y propiedades de los aminoácidos, péptidos y proteínas, mediante interacción monitor-estudiante, con la finalidad de afianzar las bases funcionales de dichas moléculas, apoyándose de la bibliografía de base.
Aplicar el protocolo experimental en el laboratorio, con el fin de identificar aminoácidos y proteínas utilizando pruebas específicas, a partir de bibliografía sugerida y lecturas libres.
Demostrar el efecto de la desnaturalización de las proteínas por acción del pH, metales pesados y la temperatura, empleando el protocolo experimental en el laboratorio, para razonar su importancia clínica-fisiológica, basándose en las referencias bibliográficas propuestas.
Materiales
Bureta
5 gotas de la solución de ninhidrina.
2 ml del reactivo de Biuret
3 a 4 gotas del reactivo de Millón
1 ml de ácido nítrico concentrado.
2 ml de agua destilada
2 ml de la solución de glicina
2 ml de la solución de albúmina de huevo diluida
Resultados
Procedimiento de la parte A:
Ejercicio 1. Identificación de aminoácidos y proteínas
1. Proceda a realizar las pruebas de Ninhidrina, Biuret, Millón y Xantoproteica:
- Tome 4 tubos de ensayo y añada 2ml de agua destilada a cada uno de ellos.
- Tome 4 tubos de ensayo y añada 2ml de la solución de glicina a cada uno de ellos.
- Tome 4 tubos de ensayo y añada 2 ml de la solución de albúmina de huevo diluida a cada uno de ellos
2. Anote y analice los resultados obtenidos:
Ejercicio 2. Desnaturalización de las proteínas por acción del pH
1. Tome 3 tubos de ensayo y agregue 2 ml de solución de albúmina de huevo a cada uno de ellos.
2. Al tubo de ensayo número 1 agregue 10 gotas de HCl concentrado y observe si hay algún cambio.
3. Al tubo de ensayo número 2 agregue 10 gotas de ácido acético glacial y observe si hay algún cambio.
4. Al tubo de ensayo número 3 agregue 10 gotas de agua destilada como control.
5. Luego realice la prueba de Biuret a cada tubo.
6. Anote y analice los resultados obtenidos.
Ejercicio 3. Desnaturalización de las proteínas por acción de los metales pesados
1. Tome 1 tubo de ensayo y agregue 2 ml de solución de albúmina de huevo.
2. Al tubo de ensayo número 1 agregue 10 gotas de Nitrato de plata y observe si hay algún cambio.
3. Al tubo de ensayo número 2 agregue 10 gotas de Nitrato de potasio y observe si hay algún cambio.
4. Al tubo de ensayo número 3 agregue 10 gotas de agua destilada como control.
5. Luego realice la prueba de Biuret a cada tubo.
6. Anote y analice los resultados obtenidos.
Ejercicio 4. Desnaturalización de las proteínas por acción de la temperatura
1. Tome 3 tubos de ensayo y agregue 2 ml de solución de albúmina de huevo al tubo de ensayo.
2. Llevar el tubo de ensayo al calor y observe.
3. Luego realice la prueba de Biuret a cada tubo.
4. Anote y analice los resultados obtenidos.
Discusión
Lamentablemente, el reactivo de Biuret que se tenía con la intención de usar en esta práctica se encontraba en mal estado. Por esta razón, ninguna de las pruebas con dicho reactivo pudieron ser realizadas para estos experimentos. En esa misma línea, el laboratorio carecía de reactivos como la glicina y xantoproteíca, por lo que gran parte del ejercicio #1 no pudo ser completado. Sin embargo, las observaciones y datos que se pudieron registrar pueden dar una idea de las propiedades proteicas de estos reactivos.
En el primer ejercicio, solo se pudo poner a reaccionar la albúmina con la ninhidrina y el millón. Con la ninhidrina, se pudo observar que la albúmina dio un resultado positivo cambiando al color azul. Esto comprueba que efectivamente la albúmina está compuesta de aminoácidos, ya que, como indica el protocolo de esta práctica, estos tuvieron que reaccionar con dicho reactivo para formar este cambio de color. En contraste, el agua no es una proteína ni está conformada por aminoácidos, por lo que era de esperarse que no hubiera ningún cambio de color. El siguiente experimento del ejercicio #1 que se pudo completar, buscaba descubrir si la albúmina, dentro de los aminoácidos que la conforman, se encontraba la tirosina. Al calentar la muestra en estudio con el reactivo correspondiente (Millón), se pudo notar que, así como indica la práctica, el precipitado blanco formado cambia a rojo, confirmando la presencia de tirosina en las proteínas de la albúmina.
En el segundo ejercicio, se buscaba observar la desnaturalización de las proteínas y se hubiera confirmado con la prueba de Biuret si existen los enlaces peptídicos (2 grupos carbamino ligados directamente o a través de un solo átomo de carbono o nitrógeno) (4). Al poner a reaccionar la albúmina con el HCl, un ácido fuerte, se puede observar un radical cambio en la estructura de la proteína: un precipitado formado. Al continuar con el ácido acético, un ácido menos fuerte, también hubo un precipitado, pero relativamente menor al del HCl. Por último, la prueba control con agua demuestra que esa desnaturalización es solo otorgada por el cambio de pH que provocan los ácidos. Se pudo observar que mientras más fuerte fue ese cambio, más se desnaturalizó.
El tercer experimento tiene como propósito observar la desnaturalización dada por metales pesados. Según el Consejo de Educación Técnico profesional de la Universidad de Trabajo de Uruguay, estos metales forman enlaces con las cadenas R de los aminoácidos y así se da la desnaturalización. Como era de esperarse, el nitrato de plata hizo una precipitación, ya que este sí es un metal pesado, a diferencia del potasio en el nitrato de potasio. Con la prueba control del agua, se puede claramente comparar y determinar que la solución con el potasio no sufrió cambios. Finalmente, el ejercicio #4 buscaba observar la desnaturalización por calor. Al llevar los 2 tubos de ensayo y calentarlos por 4 minutos y 20 segundos, las proteínas de la albúmina comenzaron a desnaturalizarse, lo que provocó que la consistencia cambiara de gelatinosa y transparente a rígida y opaca. Al igual que en los últimos 3 ejercicios, el experimento con Biuret hubiera corroborado la presencia de los enlaces peptídicos de estas proteínas.
Conclusión
Las proteínas representan las biomoléculas más abundantes después del agua, asimismo, desempeñan un rol esencial ya que realizan una diversidad de funciones que las posicionan como componentes vitales e insustituibles para la existencia. En este experimento, hemos ejecutado un procedimiento destinado a la identificación y desnaturalización de aminoácidos y proteínas.
Mediante la utilización de reacciones químicas como Ninhidrina y Biuret, se buscaba conseguir identificar la presencia de alanina (glicina) como aminoácido y de albúmina como proteína. Esto se debe a que la Ninhidrina, al interactuar con los aminoácidos tiende a reaccionar con ambos compuestos (glicina y albúmina), siendo una de esta la reacción más intensa con la glicina, lo cual debía resultar un tono púrpura intenso. Por otro lado, la prueba de Biuret permite la identificación de grupos carboamino vinculados, por lo que este debía reconocer únicamente la albúmina. También es importante destacar que los ácidos fuertes tienen la capacidad de desnaturalizar las proteínas. El ácido clorhídrico (HCl) desnaturalizó la albúmina, mientras que el ácido acético no lo hizo. Esto se explica por las diferencias de pH que ambos ácidos presentan.
En este experimento se pudo observar cómo el nitrato de plata provocó la desnaturalización de la albúmina. Aunque no pudimos observar como el Biuret reaccionaba luego de ser sometido a altas temperaturas, sí pudimos analizar como el calor también puede desnaturalizar las proteínas, ya que la albúmina dio una reacción positiva el baño María teniendo como resultado una consistencia más sólida y opaca.
Referencias
1. Capítulo 5, páginas 126 y 127 y 140-142. Trudy McKee James R. McKee. (2014) Bases moleculares de la vida. (5ta Ed). The McGraw-Hill Companies.
2. Capítulo 1 y capítulo 2. Richard A. Harvey. (2018). Bioquímica Harvey (6ta Ed.) Lippincott Williams y Wilkins.
3. Consejo de Educación Técnico Profesional. (2020). Hidrólisis y desnaturalización de las proteínas. Obtenido de Uruguay Educa : https://uruguayeduca.anep.edu.uy/sites/default/files/inline-files/7%20Hidr%C3%B3lisis%20y%20desnaturalizaci%C3%B3n%20de%20las%20prote%C3%ADnas.pdf
4. PUCMM. (2023). PRÁCTICA 2. Reconocimiento de aminoácidos y proteínas. Área Ciencias Fisiológicas .
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