какой кислотой можно обнаружить белок

ЦВЕТНЫЕ И ИМЕННЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА БЕЛКИ

История химии в школьном курсе

РЕАКЦИЯ ПИОТРОВСКОГО (БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ)

В белках аминокислоты связаны друг с другом по типу полипептидов и дикетопиперазинов. Образование полипептидов из аминокислот происходит путем отщепления молекулы воды от аминогруппы одной молекулы аминокислоты и карбоксильной группы другой молекулы:

Образующаяся группа –С(О)–NН– называется пептидной группой, связь С–N, соединяющая остатки млекул аминокислот, – пептидной связью.

При взаимодействии дипептида с новой молекулой аминокислоты получается трипептид и т. д.

Дикетопиперазины образуются при взаимодействии двух молекул аминокислот с отщеплением двух молекул воды:

Дикетопиперазины были выделены из белков Н.Д.Зелинским и В.С.Садиковым в 1923 г.

Наличие в белке повторяющихся пептидных групп подтверждается тем, что белки дают фиолетовое окрашивание при действии небольшого количества раствора медного купороса в присутствии щелочи (биуретовая реакция).

Реакция идет по схеме:

Это реакция на цистеин и цистин. При щелочном гидролизе «слабосвязанная сера» в цистеине и цистине достаточно легко отщепляется, в результате чего образуется сероводород, который, реагируя со щелочью, дает сульфиды натрия или калия. При добавлении ацетата свинца(II) образуется осадок сульфида свинца(II) серо-черного цвета.

Описание опыта. В пробирку наливают 1 мл раствора цистина, прибавляют 0,5 мл 20%-го раствора гидроксида натрия. Смесь нагревают до кипения, а затем добавляют 0,5 мл раствора ацетата свинца(II). Наблюдается выпадение серо-черного осадка сульфида свинца(II):

Описание опыта. В пробирку наливают 5 капель 1%-го раствора глицина и прибавляют 1 каплю индикатора метилового красного. Раствор окрашивается в желтый цвет (нейтральная среда). К полученной смеси добавляют равный объем 40%-го раствора формальдегида (формалин). Появляется красное окрашивание (кислая среда):

Это реакция на аминокислоту глицин.

В таких солях ион меди координационными связями соединен с аминогруппами.

Описание опыта. В пробирку наливают 3 мл 3%-го раствора сульфата меди(II), добавляют несколько капель 10%-го раствора гидроксида натрия до образования голубого осадка. К полученному осадку гидроксида меди(II) приливают 0,5 мл концентрированного раствора глицина. При этом образуется темно-синий раствор глицината меди:

Описание опыта. В пробирку наливают 1 мл раствора тирозина и добавляют 0,5 мл концентрированной азотной кислоты. Смесь нагревают до появления желтой окраски. После охлаждения добавляют 1–2 мл 20%-го раствора гидроксида натрия до появления оранжевой окраски раствора:

Описание опыта. В пробирку наливают около

0,5 мл раствора уксуснокислого свинца и прибавляют раствор едкого кали до растворения образовавшегося осадка гидроксида свинца. В другую пробирку наливают

Триптофан, реагируя в кислой среде с альдегидами, образует окрашенные продукты конденсации. Например, с глиоксиловой кислотой (являющейся примесью к концентрированной уксусной кислоте) реакция протекает по уравнению:

По аналогичной схеме протекает и реакция триптофана с формальдегидом.

В ходе проведенного исследования мы выявили по литературным источникам имеющуюся информацию о цветных качественных реакциях на белковые аминокислоты; выполнили ряд перечисленных реакций и составили базу данных. Эта база может быть использована в школьной практике как в теоретическом плане, так и в практическом, т. к. мы приводим краткие, но подробные описания выполнения всех опытов.

Из предложенных 18 качественных реакций каждая практически осуществима в школьном курсе химии и имеет важное практическое значение. Сопровождение реакций химическими уравнениями конкретизирует и углубляет знания по биологической и органической химии, особенно знания учащихся специализированных биологических и химических классов.

Использованная литература

Ермаков А.Н., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И., Мирри И.К. Методы биохимического исследования растений. М.,1952, 520 с.
Полянская А.С., Шевелева А.О. Методическая разработка по лабораторным работам: «Аминокислоты» и «Белки». Л., 1976, 37 с.
Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии. 1999, 541 с.
Руководство к практическим занятиям по органической химии. Под ред. В.М.Родионова. М., 1954, 111 с.
Соловьев Н.А. Лабораторные работы по биологической химии. Методическая разработка. СПб., 1996, 70 с.
Филиппович Ю.Б., Егорова Т.А., Севастьянова Г.А. Практикум по общей биохимии. М., 1982, 311 с.

З.Саитов, С.В.Телешов, Б.Харитонцев,
секция «Юный химик» РХО им. Д.И.Менделеева (г. Тобольск)

Источник

Какой кислотой можно обнаружить белок

Автор: Катранжи Оксана Васильевна

Организация: МБОУ СОШ №4

Населенный пункт: Краснодарский край, Красноармейского р–на, ст–ца Полтавская

Сценарий урока.

Урок 13. Биология 10 класс (углубленный уровень)

Тема: Лабораторная работа 5 «Обнаружение белков, углеводов, липидов с помощью качественных реакций».

Тип урока: урок лабораторной работы.

Цель урока: изучить примеры качественных реакций на белки, углеводы и липиды растительных и животных тканей.

Задачи:

— образовательная: изучить примеры качественных реакций на белки, углеводы и липиды растительных и животных тканей; провести л абораторную работу 5 « Обнаружение углеводов, липидов с помощью качественных реакций», сделать выводы по проделанной работе;

— развивающая: развивать стремление к познанию химического строения живых организмов;

— воспитательная: воспитывать у учащихся навыки самостоятельного поиска информации, ее интерпретации, планирования и выполнения эксперимента.

Продолжительность урока составляет 45 минут.

Для дистанционной формы обучения необходимо использовать ссылки на видео из сети интернет с указанными в ходе работ опытами (или видеосъемки опытов, сделанные учителем в кабинете биологии), а так же дополнительные материалы: таблица качественных реакций на основные классы органических соединений, инструкция по проведению лабораторной работы, инструкция по технике безопасности.

Форма работы учащихся: групповая (задания распределяются по 2 группам), парная (химический эксперимент выполняется парой учащихся, сидящих за одной партой) и индивидуальная (заполнение таблицы с результатами эксперимента и написанием выводов).

Планируемые образовательные результаты:

Предметные

Коммуникативные

Личностные

— различать неорганические и органические вещества клетки, объяснять их значение для организма.

— наблюдать демонстрацию опытов учителем, научится воспроизводить эти опыты самостоятельно, анализировать их результаты;
— анализировать представленную в параграфе учебника информацию о качественных реакциях на органические вещества, делать выбор в пользу той, или иной реакции;

— формировать умение работы с наглядным материалом и лабораторным оборудованием;

— формировать умение делать выводы.

— знать и соблюдать правила поведения в кабинете биологии во время выполнения лабораторной работы.

-излагать свое мнение в монологе, аргументируя его, уметь вести диалог;

уметь корректировать свое мнение, понимать позицию оппонента, признавать свои погрешности и недочеты;

— работать в группах или парах.

— формировать познавательные установки и мотивы, направленные на изучение живой природы;

— формировать понимание важности точки зрения товарища по группе;

— научить ставить групповой успех выше личного, сопереживать успеху и неудачам товарищей.

Урок способствует формированию у учеников следующих УУД:

Познавательные

Регулятивные

Личностные

— находить достоверную информацию, необходимую для решения задач;

— анализировать и обобщать учебный материал;

— устанавливать причинно-следственные связи.

— формировать умение классифицировать различные органические вещества и уметь распознавать их в тканях растительных и животных организмов.

— определять цель, проблему в деятельности;

-выбирать средства достижения цели;

— работать по учебному плану.

— уметь корректно вести диалог, уважать мнение товарища, но уметь отстаивать свою позицию;

— вырабатывать уважительно-доброжелательное отношение к окружающим.

Ход урока.

I. Организационный момент (6 мин).

Записать в тетради тему лабораторной работы. Постановка цели и выдвижение рабочей гипотезы. Распределение учащихся по рабочим группам. Инструктаж по технике безопасности.

Знакомство с инструкцией по технике безопасности перед выполнением лабораторной работы. Учащиеся расписываются в журнале инструктажей.

Постановка цели. Определить с помощью цветных реакций наличие белков, жиров (липидов) и углеводов в исследуемых образцах.

Выдвижение гипотезы. Присутствие белков, жиров (липидов) и углеводов в биологических объектах или растворах можно определить с помощью цветных реакций, протекание которых обусловлено наличием в исследуемых объектах специфических групп и связей.

Класс делится на две рабочие группы.

Учащиеся с помощью учителя ставят перед собой цель выполняемой на уроке части проекта, намечают задачи, выполнение которых приведет к поставленной цели, знакомятся с инструкцией по проведению лабораторной работы, разбивают проект на этапы последовательных действий, определяют, какие именно реакции будут использовать в ходе работ, распределяют обязанности членов группы, анализируют по итогам работы полученный продукт проекта.

II. Актуализация новых знаний у учащихся – теоретическая подготовка к выполнению л абораторной работы 5 «Обнаружение белков, углеводов, липидов с помощью качественных реакций» (6 мин.)

III. Практическое применение полученных знаний – выполнение л абораторной работы 5 «Обнаружение белков, углеводов, липидов с помощью качественных реакций» (18 мин.)

Лабораторное оборудование: водяная баня, спиртовки, штативы лабораторные, штативы с пробирками, мерные стаканчики, стеклянные палочки, пипетки, пинцеты, фарфоровая ступка с пестиком, фильтровальная бумага, чашки Петри, спички.

Реактивы: водный раствор яичного белка (белок одного куриного яйца отделяют от желтка, растворяют в 15–20-кратном объеме дистиллированной воды, затем раствор фильтруют через марлю, сложенную в 3–4 слоя, и хранят в холодильнике;10 % и 30% раствор гидроксида натрия; 1 % раствор сульфата меди; 1 % раствор ацетата свинца; концентрированная азотная кислота; 1 % раствор крахмала, 20% серная кислота, 1% раствор йода, 1 % раствор сахарозы и глюкозы, 5 % раствор сульфата меди, аммиачный раствор оксида серебра, жир растительный, вода, 2 % раствор Co(NO3)2, этанол, семена подсолнечника, крахмальный клейстер, мука, клубень картофеля.

1 группа.

Ход работ.

Задание 1. Биуретовая реакция.

В щелочной среде белки, а также продукты их гидролиза – пептиды дают фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание с солями меди. Реакция обязана наличию пептидных связей в белках: Интенсивность окраски зависит от длины полипептида.

Задание 2. Ксантопротеиновая реакция.

Реакция характерна для некоторых ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана), а также для пептидов, их содержащих. При действии азотной кислоты образуется нитросоединение желтого цвета. Далее нитропроизводные могут реагировать со щелочью с образованием натриевой соли, имеющей желто-оранжевое окрашивание:

Данную работу необходимо выполнять в вытяжном шкафу, соблюдая особую осторожность!

Выполняет 1 ученик от группы под руководством учителя.

Задание 3. Обнаружение и эмульгирование жиров (липидов).

Лецитин, входящий в состав желтка куриного яйца, относится к фосфолипидам. Он не растворяется в воде (в отличие от белка куриного яйца), но растворяется в теплом этиловом спирте. Исходя из этого, предположите, каким образом можно обнаружить лецитин в сыром желтке.

Возможен выбор получения устойчивой эмульсии жиров с добавлением белка, или КОН.

Ход работ.

Задание 1. Качественные реакции на глюкозу.

Глюкоза является альдегидоспиртом, так как имеет в составе молекулы как альдегидную группу, так и гидроксогруппы. Качественными реакциями на обнаружение глюкозы могут служить реакции на многоатомные спирты и альдегиды.

Примечание: в качестве качественной реакции на глюкозу учащиеся могут выбрать реакцию «серебряного зеркала» с аммиачным раствором оксида серебра, или же реакцию с гидроксидом меди без нагревания.

Задание 2. Качественная реакция на сахарозу.

Примечание: е сли добавить к сахарозе раствор кислоты, то образовавшаяся в результате реакции глюкоза даст реакцию при нагревании – выпадение осадок оксида меди (I) кирпично–красного цвета.

Задание 3. Обнаружение крахмала..Качественнная реакция на крахмал.

IV. Закрепление материала – оформление результатов работы и написание выводов (10 мин.)

Оформите проведенные исследования в виде таблицы.

Протекающие реакции (уравнение, или название)

V. Рефлексия, домашнее задание (5 мин).

Рефлексия. Учащиеся обсуждают успешность и результаты выполненных групповых проектов с учителем и делают выводы, что такие классы органических веществ, как белки и углеводы, можно обнаружить при помощи нескольких вариантов качественных химических реакций. Выбор учащимися реакций для проекта определяется их трудоемкостью и имеющимися реактивами. Например, реакция «серебряного зеркала» на наличие альдегидной группы в молекуле глюкозы требует дорогостоящих реактивов и достаточно трудоемка, в отличие от реакции, в которой гидроксид меди реагирует с глюкозой, как с многоатомным спиртом.

Читайте также: мантра для вишудха чакры

Домашнее задание: параграф 6, вопросы 1-4 на стр. 48-49, подготовить сообщение на темы «Функции липидов».

1. Структурная функция. 2. Энергетическая функция. 3. Функция терморегуляции. 4. Запасающая функция.

5. Регуляторная функция.

Карта оценки метапредметных результатов: умение формулировать исследовательскую цель, делить цель на ряд последовательных задач, планировать путь достижения результата, выбирать оптимальный вариант решения задачи.

Умение формулировать исследовательскую цель, делить цель на ряд последовательных задач, планировать путь достижения результата.

— совместно с учителем в состоянии поставить перед собой цель выбранного проекта;

— демонстрирует понимание совокупности действий, необходимых для выполнения этой цели;

— способен в хронологической последовательности выполнить все необходимые этапы проекта, чтобы достигнуть поставленной цели;

— способен дать описание продукта, который должен быть получен в результате выполнения проекта.

— в состоянии самостоятельно поставить ряд конкретных практических задач, поэтапное выполнение которых приведет к достижению поставленной в проекте цели;

— контролирует соблюдение последовательности действий и точность выполнения отдельных экспериментов;

— дает полную характеристику своей деятельности на каждом пройденном этапе;

-анализирует полученный результат, сравнивая с предполагаемым описанием продукта, который должен быть получен в результате выполнения проекта.

-самостоятельно определяет, какие действия следует предпринять для решения поставленных задач;

-анализирует имеющиеся ресурсы для выполнения поставленных задач, способен предложить свою стратегию достижения цели на основе анализа имеющихся в распоряжении альтернатив;

-делает выбор в пользу того, или иного метода (технологии), применяемого при решении задач, опираясь на мнение учителя и товарищей по группе;

-в процессе работы над заданием корректирует план на основании оценки промежуточных результатов;

-способен прогнозировать последствия появления продукта.

Источник

Как определить белок

Существуют несколько несложных способов, как определить белок. Для этого воспользуемся некоторыми его характерными свойствами.

Одна из групп, на которые разделяются все существующие белки – это белки альбумины. Эта группа наиболее распространена и наиболее известна. К альбуминам относится белок из куриных яиц, содержится в крови человека и животных, а также в растениях, мышцах и молоке.

Чтобы определить эту группу белка, воспользуемся её свойствами растворимости в воде. Если альбумины нагревать – они изменяют свою структуру, то есть «сворачиваются».

Итак, попробуем определить белок. Используем, например, сыворотку коровьей крови или яичный сырой белок. Поместим его в кастрюльку, можно разбавить водой и буден нагревать на медленном огне до кипения. Растворим немного соли в белковом растворе и прильём немного Оцет (уксусную кислоту).

В результате реакции увидим, что из раствора будут выпадать белые хлопья.

Определить белок можно и другим простым способом: белок изменяют структуру под воздействием спирта, поэтому достаточно к белковому раствору прилить такой же объём спирта. Так же, как и в предыдущем случае, мы увидим выпадение белка в виде белых хлопьев.

А вот следующий интересный опыт можно назвать ещё и полезным. Определить белок можно, используя соли тяжёлых металлов. Например, соль меди, железа, свинца (медный купорос CuSO₄, хлориды железа FeCl₂, FeCl₃, нитрат свинца Pb(NO₃)₄ и др.). Если к водному раствору белка добавить одну (или несколько) таких солей, то выпадает осадок химического соединения белка с тяжёлым металлом. Для нашего организма, да и для организма животных соли тяжёлых металлов – ядовитые вещества, способствующие разрушению белка!

Определить белок также можно с помощью действия не него минеральных кислот (кроме ортофосфорной H₃PO₄). Если в пробирку налить азотную кислоту, а затем, осторожно, по стенке пробирки капнуть раствор белка, то по окружности стенки пробирки образуется белое кольцо выпавшего белка.

И ещё одна группа белков – склеропротеины, к которым относятся ткани живых организмов, например, ногти, волосы, роговица глаза, а также костные ткани, рога животных и шерсть. Склеропротеины не растворяются в воде и не растворяются в спирте, но при их обработке сильными растворами кислот они приобретают способность растворяться, при этом частично разлагаться.

Глобулины и склеропротеины можно определить с помощью ксантопротеиновой реакции. Это цветная реакция определения белка, при которой, если нагреть пробу, содержащую белок, то проба изменит цвет на жёлтый. Затем при нейтрализации кислоты щёлочью цвет поменяется на оранжевый.
Такую реакцию, возможно, некоторым уже приходилось наблюдать на собственном опыте, когда на кожу попадала азотная кислота.

Если белок длительно нагревать в растворе кислот, то он будет расщепляться на составляющие – пептиды, затем до составляющих его аминокислот, что применяют в промышленности для приготовления приправ к пище.

Источник

Шведские ученые заявили, что вакцина от COVID-19 может ослаблять иммунитет: объясняем, что не так с исследованием

Влияет ли на самом деле спайк-белок на адаптивный иммунитет в действительности, и какие неточности допустили биологи, когда проводили эксперимент, объяснила «Доктору Питеру» заведующая лабораторией механизмов репликации повреждений ДНК Института молекулярной генетики.

Сенсацией публикация исследования шведских ученых неожиданно не стала. Микробиологи искали причину тяжелого течения COVID-19, а заодно вроде бы обнаружили и одно вероятное негативное последствие введения вакцины. Все дело в спайковом белке SARS-CoV-2, который умудряется замедлить восстановление повреждений ДНК, если по-научному — «ингибирует репарацию». При этом спайковый белок есть не только, собственно, у самого вируса, но и в некоторых вакцинах.

Исследование проводилось совместно департаментом молекулярных биологических наук Стокгольмского университета и кафедрой клинической микробиологии, вирусологии Университета Умео.

Алена Макарова

Микробиология

молекулярный биолог, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией механизмов репликации повреждений ДНК Института молекулярной генетики НИЦ «Курчатовский центр»

Статья называется «SARS–CoV–2 Spike Impairs DNA Damage Repair and Inhibits V(D)J Recombination In Vitro», то есть «Спайк-белок SARS-CoV-2 нарушает репарацию повреждений и ингибирует рекомбинацию в ПРОБИРКЕ». В работе авторы делают заявление: «Our findings reveal a potential molecular mechanism by which the spike protein might impede adaptive immunity and underscore the potential side effects of full-length spike-based vaccines», то есть «Наши результаты раскрывают ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ молекулярный механизм, с помощью которого спайковый белок МОЖЕТ снижать адаптивный иммунитет и объяснять побочные эффекты полноразмерных спайковых вакцин».

Авторы перестраховываются, используя слова «потенциальный механизм» и «может снижать», но даже в таком виде заявление является спекулятивным и некорректным.

Авторы не исследовали вакцины, они исследовали спайк-белок (S белок), более того, авторы не исследовали влияние белка на организм человека или даже животных, они исследовали белок в пробирке. Таким образом, в данной работе механизм влияния вакцинации на репарацию или иммунитет даже не изучался.

Не только формулировки, но и дизайн экспериментов в статье вызывает удивление. Во-первых, авторы «изучают» механизм V(D)J рекомбинации, который происходит в лимфоцитах и важен для адаптивного иммунитета, на культуре клеток HEK293T — эмбриональных почек человека. Почему они не взяли культуру клеток B-лимфоцитов?

Во-вторых, авторы искусственно экспрессировали вирусные белки Nsp1, Nsp5, Nsp13, Nsp14 и S-белок в клетке и для каждого из них наблюдали эффекты по влиянию на пролиферацию (деление) клеток. Это говорит о том, что авторы наблюдали неспецифические эффекты токсичности из-за накопления белков, которые связаны с большим уровнем накопления любого чужеродного белка в клетке. Эти эффекты хорошо известны в молекулярной биологии. Такая система (клетки, испытывающие остановку клеточного цикла и «стресс») плохо подходит для изолированного изучения влияния на репарацию, рекомбинацию, или любого другого явления.

Даже если описанное в пробирке правда, реализация предложенного авторами «потенциального механизма» после вакцинации маловероятна.

мРНК и аденовирусные вакцины вводятся внутримышечно, а не внутривенно и спайк-белок синтезируется локально внутри мышечных клеток руки, после чего «показывается» (презентуется) на поверхности клеток В-лимфоцитам и Т-лимфоцитам.

При вакцинации спайк-белок не синтезируется внутри В-лимфоцитов, в которых происходит V(D)J рекомбинация. Однако, этот механизм нельзя исключать при заражении живым вирусом SARS-Cov-2. В литературе попадались сообщения о том, что SARS-CoV-2 может инфицировать лимфоциты. Не удивлюсь, если статью в ближайшее время отзовут, как уже было ранее с другой статьей по вакцинации издательства MDPI. Если авторы, действительно, в дальнейшем вакцинируют животных и покажут изменения в репарации и V(D)J-рекомбинации в их В-лимфоцитах, тогда можно будет это всерьез обсуждать, но это вряд ли случится. Возможно, кто-то проведет такие эксперименты с живым SARS-CoV-2 на животных, вот тут нас могут ожидать открытия.

Источник