Paljude toiduainete kvalitatiivse koostise kindlakstegemiseks kasutatakse ksantoproteiini reaktsiooni valgu suhtes. Aromaatsete aminohapete olemasolu ühendis annab testitavale proovile positiivse värvimuutuse.
Mis on valk
Seda nimetatakse ka valguks, mis on elusorganismi ehitusmaterjal. Valgud säilitavad lihasmahtu, taastavad erinevate organite vigastatud ja surnud kudede struktuure, olgu selleks siis juuksed, nahk või sidemed. Nende osalusel toodetakse punaseid vereliblesid, reguleeritakse paljude hormoonide ja immuunsüsteemi rakkude normaalset talitlust.
See on kompleksmolekul, mis on polüpeptiid massiga üle 6103 d altoni. Valgu struktuuri moodustavad suurtes kogustes aminohappejäägid, mis on omavahel ühendatud peptiidsidemega.
Valgu struktuur
Nende ainete eripäraks võrreldes madala molekulmassiga peptiididega on nende arenenud ruumiline kolmemõõtmeline struktuur, mida toetavad erinevad mõjud.külgetõmbe aste. Valkudel on neljatasandiline struktuur. Igal neist on oma omadused.
Nende molekulide esmane korraldus põhineb aminohappejärjestusel, mille struktuuri tunneb ära ksantoproteiini reaktsioon valgule. Selline struktuur on perioodiliselt korduv peptiidside -HN-CH-CO- ja aminokarboksüülhapete kõrvalahela radikaalid on selektiivne osa. Just nemad määravad tulevikus aine kui terviku omadused.
Valgu primaarset struktuuri peetakse piisav alt tugevaks, see on tingitud tugevate kovalentsete interaktsioonide olemasolust peptiidsidemetes. Järgmiste tasemete moodustumine toimub sõltuv alt algstaadiumis tuvastatud tunnustest.
Sekundaarse struktuuri moodustumine on võimalik tänu aminohappejärjestuse keerdumisele spiraaliks, milles keerdude vahel tekivad vesiniksidemed.
Molekuli tertsiaarne organiseerituse tase moodustub siis, kui üks spiraali osa asetatakse teistele fragmentidele ja nende vahel tekivad kõikvõimalikud sidemed vesiniku, disulfiid-, kovalentse või ioonse ühendiga. Tulemuseks on ühendused gloobulite kujul.
Tertsiaarsete struktuuride ruumiline paigutus koos nendevaheliste keemiliste sidemete moodustumisega viib molekuli lõpliku vormi ehk kvaternaarse taseme moodustumiseni.
Aminohapped
Need määravad valkude keemilised omadused. Seal on umbes 20 peamist aminohapet,sisaldub polüpeptiidide koostises erinevates järjestustes. See hõlmab ka haruldasi aminokarboksüülhappeid hüdroksüproliini ja hüdroksülüsiini kujul, mis on aluseliste peptiidide derivaadid.
Valkude äratundmise ksantoproteiinireaktsiooni märgina muudab üksikute aminohapete olemasolu reaktiivide värvuse, mis viitab spetsiifiliste struktuuride olemasolule nende koostises.
Nagu selgus, on need kõik karboksüülhapped, milles vesinikuaatom on asendatud aminorühmaga.
Molekuli struktuuri näide on glütsiini (HNH−HCH−COOH) kui lihtsaima aminohappe struktuurvalem.
Sel juhul saab ühe vesiniku CH2- süsiniku asendada pikema radikaaliga, sealhulgas benseenitsükli, amino-, sulfo-, karboksürühmaga.
Mida tähendab ksantoproteiini reaktsioon
Valkude kvalitatiivseks analüüsiks kasutatakse erinevaid meetodeid. Nende hulka kuuluvad reaktsioonid:
- lilla värvusega biureet;
- ninhüdriin sinakasvioletse lahuse moodustamiseks;
- formaldehüüd punase peitsiga;
- Halli-musta settimisega foolium.
Iga meetodi läbiviimisel tõestatakse valkude olemasolu ja teatud funktsionaalrühma olemasolu nende molekulis.
Ksantoproteiini reaktsioon valkudele toimub. Seda nimetatakse ka Mulderi testiks. See viitab valkude värvusreaktsioonidelemis on aromaatsed ja heterotsüklilised aminohapped.
Sellise testi eripäraks on tsükliliste aminohappejääkide nitreerimine lämmastikhappega, eelkõige benseenitsüklile nitrorühma lisamine.
Selle protsessi tulemuseks on nitroühendite moodustumine, mis sadestub. See on ksantoproteiini reaktsiooni peamine märk.
Milliseid aminohappeid määratakse
Selle testiga ei saa tuvastada kõiki aminokarboksüülhappeid. Valgu äratundmise ksantoproteiinireaktsiooni põhitunnus on benseenitsükli või heterotsükli olemasolu aminohappe molekulis.
Valkude aminokarboksüülhapetest eraldatakse kaks aromaatset hapet, milles on fenüülrühm (fenüülalaniinis) ja hüdroksüfenüülrühm (türosiinis).
Ksantoproteiini reaktsiooni kasutatakse heterotsüklilise aminohappe trüptofaani määramiseks, millel on aromaatne indoolituum. Ül altoodud ühendite esinemine valgus annab katsekeskkonnale iseloomuliku värvimuutuse.
Milliseid reaktiive kasutatakse
Ksantoproteiinireaktsiooni läbiviimiseks peate valmistama muna- või taimse valgu 1% lahuse.
Kasutage tavaliselt kanamuna, mis purustatakse, et valk munakollasest veelgi eraldada. Lahuse saamiseks lahjendatakse 1% valku kümnekordses koguses puhastatud vees. Pärast valgu lahustamist tuleb saadud vedelik filtreerida läbi mitme kihi marli. Seda lahust tuleb hoida jahedas.
Reaktsiooni saate läbi viia taimse valguga. Lahuse valmistamiseks kasutatakse 0,04 kg nisujahu. Lisa 0,16 l puhastatud vett. Koostisained segatakse kolvis, mis asetatakse 24 tunniks külma kohta, mille temperatuur on umbes + 1 ° C. Päeva pärast lahust loksutatakse, seejärel filtreeritakse see esm alt vatiga ja seejärel paberist volditud filtriga. Saadud vedelikku hoitakse külmas kohas. Sellises lahuses on peamiselt albumiini fraktsioon.
Ksantoproteiini reaktsiooni läbiviimiseks kasutatakse peamise reagendina kontsentreeritud lämmastikhapet. Täiendavad reaktiivid on 10% naatriumhüdroksiidi või ammoniaagi lahus, želatiinilahus ja kontsentreerimata fenool.
Metoodika
Puhtasse katseklaasi lisage munavalgu või jahu 1% lahus koguses 2 ml. Sellele lisatakse umbes 9 tilka kontsentreeritud lämmastikhapet, et helbed välja ei kukuks. Saadud segu kuumutatakse, mille tulemusena muutub sade kollaseks ja kaob järk-järgult ning selle värvus lahustub.
Kui vedelik jahtub, lisatakse katseklaasi piki seina umbes 9 tilka kontsentreeritud naatriumhüdroksiidi, mis on protsessi jaoks liig. Söötme reaktsioon muutub aluseliseks. Toru sisu muutub oranžiks.
Funktsioonid
Kuna ksantoproteiini nimetatakse kvalitatiivseks reaktsiooniks valkudelelämmastikhappe toimel, siis tehakse test kaasasoleva tõmbekapi all. Kontsentreeritud söövitavate ainetega töötamisel järgige kõiki ohutusmeetmeid.
Kuumutamise käigus võib toru sisu välja paiskuda, mida tuleks hoidikusse kinnitamisel ja kalde valimisel arvestada.
Kontsentreeritud lämmastikhapet ja naatriumhüdroksiidi tuleks võtta ainult klaaspipeti ja kummist pirniga, suu kaudu trükkimine on keelatud.
Võrdlev reaktsioon fenooliga
Protsessi illustreerimiseks ja fenüülrühma olemasolu kinnitamiseks tehakse sarnane test hüdroksübenseeniga.
Sisestage katseklaasi 2 ml lahjendatud fenooli, seejärel lisage piki seina järk-järgult 2 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Lahust kuumutatakse, mille tulemusena muutub see kollaseks. See reaktsioon on kvalitatiivne benseenitsükli olemasolu suhtes.
Hüdroksübenseeni nitreerimisega lämmastikhappega kaasneb paranitrofenooli ja ortonitrofenooli segu moodustumine protsentuaalses suhtes 15:35.
Želatiini võrdlus
Tõestamaks, et ksantoproteiini reaktsioon valgule tuvastab ainult aromaatse struktuuriga aminohappeid, kasutatakse valke, millel ei ole fenoolrühma.
Sisestage puhtasse katseklaasi 1% želatiinilahus koguses 2 ml. Sellele lisatakse umbes 9 tilka kontsentreeritud lämmastikhapet. Saadud segu kuumutatakse. Lahus ei muutu kollaseks, mis tõendab selle puudumistaromaatse struktuuriga aminohapped. Mõnikord täheldatakse valguliste lisandite tõttu söötme kerget kollasust.
Keemilised võrrandid
Ksantoproteiini reaktsioon valkudele toimub kahes etapis. Esimese etapi valem kirjeldab aminohappe molekuli nitreerimise protsessi, kasutades kontsentreeritud lämmastikhapet.
Näide on nitrorühma lisamine türosiinile, et moodustada nitro- ja dinitrotürosiin. Esimesel juhul on benseenitsükliga seotud üks NO2-radikaal ja teisel juhul asendatakse kaks vesinikuaatomit NO2. Ksantoproteiini reaktsiooni keemilist valemit esindab türosiini interaktsioon lämmastikhappega, moodustades nitrotürosiini molekuli.
Nitreerimise protsessiga kaasneb värvitu värvi üleminek kollasele toonile. Sarnase reaktsiooni läbiviimisel trüptofaani või fenüülalaniini aminohappejääke sisaldavate valkudega muutub ka lahuse värvus.
Teises etapis interakteeruvad türosiini molekuli nitreerimisproduktid, eriti nitrotürosiin, ammoonium- või naatriumhüdroksiidiga. Tulemuseks on naatrium- või ammooniumsool, mis on kollakasoranži värvi. Seda reaktsiooni seostatakse nitrotürosiini molekuli võimega minna üle kinoidivormi. Hiljem moodustub sellest nitroonhappe sool, millel on kaksikkonjugeeritud sidemetest koosnev kinoonsüsteem.
Nii lõpeb ksantoproteiini reaktsioon valkudele. Võrrand kaksetapp on esitatud ülal.
Tulemused
Kolmes katseklaasis sisalduvate vedelike analüüsimisel kasutatakse võrdluslahusena lahjendatud fenooli. Benseenitsükliga ained annavad lämmastikhappega kvalitatiivse reaktsiooni. Selle tulemusena muutub lahuse värvus.
Nagu teate, sisaldab želatiin kollageeni hüdrolüüsitud kujul. See valk ei sisalda aromaatseid aminokarboksüülhappeid. Happega suhtlemisel söötme värvus ei muutu.
Kolmandas katseklaasis täheldatakse positiivset ksantoproteiini reaktsiooni valkudele. Järelduse võib teha nii: kõik aromaatse struktuuriga valgud, olgu selleks fenüülrühm või indoolitsükkel, annavad lahusele värvimuutuse. Selle põhjuseks on kollaste nitroühendite moodustumine.
Värvusreaktsiooni läbiviimine tõestab mitmesuguste keemiliste struktuuride olemasolu aminohapetes ja valkudes. Želatiini näide näitab, et see sisaldab aminokarboksüülhappeid, millel ei ole fenüülrühma ega tsüklilist struktuuri.
Ksantoproteiini reaktsioon võib seletada naha kollaseks muutumist, kui sellele kantakse tugevat lämmastikhapet. Sellise analüüsi tegemisel omandab piimavaht sama värvi.
Meditsiinilabori praktikas ei kasutata seda värviproovi valgu tuvastamiseks uriinis. See on tingitud uriini enda kollasest värvusest.
Ksantoproteiini reaktsiooni on hakatud üha enam kasutama aminohapete, nagu trüptofaan ja türosiin, kvantifitseerimiseks erinevates valkudes.
