Najważniejsze informacje o aminokwasach i białkach:
- Aminokwasy białkowe to związki organiczne, które zawierają grupę aminową (–NH₂) i karboksylową (–COOH) przy tym samym atomie węgla (α). W organizmach żywych występuje 20 podstawowych aminokwasów białkowych, które są budulcem białek.
- Aminokwasy mogą łączyć się ze sobą wiązaniami peptydowymi, tworząc peptydy i białka. Peptydy to krótkie łańcuchy aminokwasów, zwykle składające się z kilku do kilkudziesięciu reszt aminokwasowych.
- Białka to długie, złożone polimery aminokwasów, które pełnią różnorodne funkcje biologiczne, m.in. enzymatyczne, strukturalne i transportowe. Struktura białka zależy od kolejności aminokwasów w łańcuchu, czyli sekwencji pierwotnej.
- Białka mogą ulegać denaturacji, czyli utracie swojej struktury i funkcji pod wpływem czynników fizycznych lub chemicznych.
- Wiązanie peptydowe powstaje podczas reakcji kondensacji dwóch aminokwasów, gdy grupa karboksylowa (–COOH) jednego aminokwasu łączy się z grupą aminową (–NH₂) drugiego, uwalniając cząsteczkę wody. W wyniku tej reakcji powstaje wiązanie –CO–NH–, które łączy aminokwasy w łańcuch peptydowy i jest podstawą struktury peptydów oraz białek.
- Reakcje charakterystyczne białek pozwalają wykryć obecność białek lub określić ich właściwości. Do najważniejszych należą reakcja biuretowa, w której białka w obecności siarczanu miedzi(II) i zasady sodowej dają fioletowe zabarwienie, oraz reakcja ksantoproteinowa, polegająca na żółknięciu niektórych białek pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V).
REAKCJE białek
Denaturacja białek solami metali ciężkich
Sole mogą działać na białka na dwa sposoby: te, w których znajdują się metale lekkie powodują odwracalne wysalanie, natomiast w przypadku soli metali ciężkich następuje denaturacja białka, czyli nieodwracalne jego zniszczenie. Na filmie reakcja białka jaja kurzego na azotan(V) ołowiu (z lewej) oraz siarczan(VI) miedzi(II) (z prawej). W obu przypadkach następuje denaturacja – efekt ten sam, co ugotowanie jajka.
Wysalanie a denaturacja białek
Sole mogą działać na białka na dwa sposoby: te, w których znajdują się metale lekkie powodują odwracalne wysalanie, natomiast w przypadku soli metali ciężkich następuje denaturacja białka, czyli nieodwracalne jego zniszczenie. Na filmie reakcja białka jaja kurzego na azotan(V) bizmutu (z lewej) oraz węglan potasu (z prawej).
Próba ksantoproteinowa
Działanie stężonego kwasu azotowego(V) na aminokwasy i białka zawierające aktywowany pierścień aromatyczny (tyrozyna i tryptofan). UWAGA: fenyloalanina nieposiadająca podstawnika przy pierścieniu nie daje pozytywnego wyniku. Reakcję prowadzi się bez katalizatora (kwasu siarkowego(VI)). Dochodzi do nitrowania pierścienia, co obserwujemy jako żółty osad. Następuje denaturacja białka, czyli nieodwracalne jego zniszczenie.
Wykrywanie siarki w białkach
Niektóre aminokwasy zawierają w swoich cząsteczkach atomy siarki (np. cysteina, metionina). Wykryć je można za pomocą zasadowego roztworu jonów ołowiu(II) – następuje denaturacja białka, a pod wpływem ogrzewania strąca się czarny siarczek ołowiu(II) PbS.
Próba biuretowa (reakcja Piotrowskiego)
Reakcja pozwalająca na wykrycie wiązań peptydowych w białkach, peptydach, biurecie (dimer mocznika). Świeżostrącony wodorotlenek miedzi(II) tworzy kompleks z wiązaniem peptydowym, dając fioletowe zabarwienie roztworu.