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LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA II AMINOCIDOS Y PROTENAS

FIGUEROA, V.a; RAMOS, M.b1. vanfigil-889@hotmail.com b. suis_vie@hotmail.com

Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Depto. de Qumica, Universidad del Valle, ColombiaFecha de Practica: Octubre 29 de 2010

DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS Acidez de los aminocidos

A una solucin de cido Aminoactico al 2% inicialmente trasparente, se introdujo un pedacito de papel tornasol. Los cambios observados se registraron en la Tabla 1 (Ver anexo). Formacin de una sal compleja de cido aminoactico Se disolvi 0.3g de cido aminoactico en 5 mL de agua. Posteriormente se adicion 1.0g de Oxido de Cobre (II) a la mezcla se puso a calentar en bao mara hasta ebullicin formndose una solucin azul brillante con una espuma negra por encima debida al oxido de cobre.Se filtro a gravedad y en caliente para eliminar el exceso de oxido de cobre (II), obtenindose una solucin azul celeste que empez a solidificarse.Se trasfiri entonces el filtrado a una capsula de porcelana que se coloc en un bao mara para eliminar el agua del compuesto.Luego se pas a un papel filtro para acelerar el proceso de secado de la muestra.Se dejo enfriar y se pes para la determinar el porcentaje de rendimiento. Los resultados obtenidos se registraron en la Tabla 2:Tabla 2. Datos de compuestos utilizados en formacin de sal compleja del cido aminoactico.

COMPUESTOCANTIDAD

cido Aminoactico0.3 g

Oxido de Cobre1.0 g

Papel Filtro0.7444g

Producto Final0.9892g

FUENTE: FIGUEROA, V. Y RAMOS, M.Peso molecular del cido Aminoactico (Glicina): 75,07 g/mol.Peso molecular del complejo (Cu2+ (NHCH2COO-)2): 209.62g/molEl porcentaje de rendimiento se hall de la siguiente manera:

Luego,

Para las pruebas que se presentan a continuacin se utilizo una solucin de clara de huevo la cual se preparo tomando la clara del huevo, se bati hasta obtencin de espuma y se mezclo con cinco veces su volumen de agua. Finalmente se filtro, y este filtrado fue el utilizado para la realizacin de las pruebas.

Figura 1. Solucin Clara de HuevoFUENTE: FIGUEROA, V. Y RAMOS, M. Coagulacin de la Albmina

Se tomaron cinco tubos de ensayo a los cuales se les adiciono 1.0 mL de la solucin de clara de huevo. A cada uno se le practico el siguiente anlisis: Anlisis 1: Uno de los tubos se calent poco a poco y se registr la temperatura a la cual se presento la coagulacin. Anlisis 2: A otro tubo se le agregaron 4.0 mL de etanol Anlisis 3: Al tercer tubo se le aadieron 6 gotas de HCl concentrado. Anlisis 4: A este tubo se le aadieron 6 gotas de acido ntrico. Anlisis 5: Al ltimo tubo se le adicionaron 6 gotas de una solucin de NaOH concentrada, 50%.Los casos en los que se observo coagulacin se registraron en la Tabla 3 (Ver anexo). Reaccin Xantoproteca

En un tubo se calent una mezcla de 1.0 mL de la solucin de clara de huevo con 0.4 mL de acido ntrico concentrado. Luego la solucin se volvi alcalina, con la adicin de 12 gotas de una solucin de NaOH.Los cambios observados se registraron en la Tabla 4 (Ver anexo). Reaccin de Biuret

En un tubo de ensayo se calent una mezcla de 1.0 mL de la solucin de clara de huevo, 1.0 mL de una solucin de NaOH 10%, y varias gotas de una solucin de sulfato de cobre (II) al 2%.Los cambios observados se registraron en Tabla 5 (Ver anexo). Reaccin coloreada de formaldehdo para protenasEn un tubo de ensayo se adiciono 0.2 mL de la solucin de clara de huevo y una gota de una solucin diluida de formaldehido. Posteriormente se aadi de forma lenta 6 gotas de H2SO4 concentrado, hasta la formacin de dos capas en la solucin.Los cambios observados se registraron en la Tabla 6 (Ver anexo). ANLISIS DE RESULTADOSAcidez de los aminocidosEl cido aminoactico o glicina es el aminocido ms simple, donde el grupo R es un tomo de hidrogeno y no una cadena lateral, por lo que no es susceptible de sufrir disociaciones acido- base. Su estructura se presenta a continuacin:

Figura 2. Estructura de la Glicina.FUENTE: FIGUEROA, V. Y RAMOS, M.Al adicionar el papel tornasol a la solucin, sta va tomando una coloracin amarillo muy claro, que indica un pH de aproximadamente de 6. Esto ocurre, porque en el procedimiento se da una reaccin acido-base entre el medio acuoso y la glicina, donde se produce una trasferencia de un protn desde el aminocido hacia el agua del medio y se producen equitativamente NH3+ y COO- , grupos acido y bsico respectivamente.En este caso la glicina se comporta como un acido dbil ante el agua del medio (Ka= de 1,6 x 10-10).A un pH intermedio, que recibe el nombre de punto isoelctrico, el aminocido es dipolar y tendr una carga neta de cero.En general, los aminocidos con un grupo amino y un grupo carboxilo, sin ningn otro grupo acido o bsico en su estructura como la glicina, tiene dos valores de pKa, uno cercano a 2 y 3, para la prdida del protn del grupo carboxilo, y el otro alrededor de 9 y 10, para la prdida del protn del ion amonio. El punto isoelctrico es aproximadamente a la mitad entre los dos valores de pKa, es decir cercano a un pH de 6,6 donde se presenta una coloracin levemente amarilla, como la solucin obtenida en el laboratorio.

Figura 3. Escala de pHFUENTE:http://antoniagonzalez2008.wordpress.com/2008/07/ (Consultada: Octubre 31 de 2010)

Formacin de una sal compleja de cido aminoacticoEn el procedimiento se hizo reaccionar el cido aminoactico con oxido de cobre, un agente oxidante, formndose una solucin negra, del CuO con el aminoacido.Posteriormente al calentar la mezcla, se obtuvo una solucion azul rey intenso, caracteristico de los complejos de cobre, con formacion de una espuma negra.En la reaccin dos moleculas del aminoacido estan coordinadas con un tomo de cobre.Luego, la formacin del complejo se puede explicar sabiendo que el grupo COOH del aminocido puede perder un protn en solucin acuosa, quedando con una carga negativa que puede atacar al ion Cu2+ (dos molculas del aminocido), produciendo un compuesto neutro con la siguiente estructura:

Figura 4. Estructura del compuesto Cobre-cido AminoacticoFUENTE: FIGUEROA, V. Y RAMOS, M.El porcentaje de rendimiento obtenido para sta reaccin fue de 58.44%, un porcentaje que se puede considerar aceptable.Las posibles causas de error que infieren en la prdida de compuesto e influyen en el porcentaje de rendimiento, se deben principalmente al mal manejo de los compuestos durante la prctica.Coagulacin de la albuminaVarios factores alteran las conformaciones de las protenas. En algunos casos, estos cambios en estructura producen una prdida de la actividad biolgica de la protena. Si la forma de una protena se cambia sin alterar, su estructura primaria, se dice que la protena se a desnaturalizado. Inicialmente, existe una protena nativa, o sea la protena como se encuentra en la clula. Al agregarle un agente desnaturalizante, este hace que la protena se desenrede y tome otra conformacin denominada: espiral aleatoria, que corresponde a la forma desnaturalizada de la protena. 2La desnaturalizacin involucra una alteracin de la estructura secundaria y terciaria de la protena; cualquier cambio que perturbe las fuerzas de dispersin, los enlaces de hidrogeno (enlaces Inicos), desnaturalizan la protena. La desnaturalizacin de las protenas ocurre por la exposicin de estas a: Calor La luz ultravioleta. cidos y bases. Solventes orgnicos. Sales de iones metlicos pesados.Anlisis 1: Este proceso implico la coagulacin de la protena, la albumina o clara de huevo. La temperatura a la cual se presento coagulacin fue 69C. En este punto la solucin se torno totalmente blanca solida. Esto se debe a que las protenas sufren un proceso llamado desnaturalizacin, el cual es irreversible, debido a las causas antes mencionadas. La desnaturalizacin produce un cambio fundamental en la protena (Fig. 1), en particular destruyendo toda actividad fisiolgica, provocando cambios en su estructura secundaria (Pierden todos los patrones de repeticin regulares como las hlices alfa y adoptan formas aleatorias) y terciaria (Implica la interrupcin de: Enlaces covalentes entre las cadenas laterales de los aminocidos, Enlaces no covalentes dipolo-dipolo entre cadenas laterales polares de aminocidos, Enlaces dipolo inducidos por fuerzas de Van Der Waals entre cadenas laterales no polares de aminocidos).

Figura 1. Desnaturalizacin de la protenaAnlisis 2: Tras la adicin lenta del etanol a la clara de huevo, se formo un anillo blanco en suspensin, el cual poco a poco la solucin tomo una coloracin blanca homognea, sin presentar coagulacin. Esto evidencio la formacin de un ester. La reaccin que describe el proceso es:

+ H2OC2H6O Anlisis 3: La adicin de HCl a la albumina, mantiene los grupos funcionales de esta en su forma no ionizada (es decir, no habra presencia de grupos carboxilatos, pero s de enlaces hidrgeno entre las cadenas que conforman la protena), logrando as, que estos grupos no establezcan enlaces por puentes de hidrgeno con el agua en una forma considerable, y por consiguiente se produce coagulacin (insolubilidad) de la albumina. Se tiene que una protena en su punto isoelctrico no presenta ninguna solubilidad (no hay grupos en forma ionizada para la formacin de puentes de hidrgeno con el agua). Por lo que al variar el pH desde el punto isoelctrico de la protena, esta presenta un fenmeno de dilucin, debido a que las interacciones electrostticas entre las molculas vecinas que promueven la agregacin, por lo que la precipitacin debera aumentar proporcionalmente. En conclusin, la solubilidad de una protena en trminos del pH debera ser mnima al punto isoelctrico de esta misma y aumentar la solubilidad en torno de este punto con respecto al pH. La reaccin que explica el proceso es:

HCl Anlisis 4: La adicin de cido ntrico a la albmina genera un compo