Методическое пособие к малому практикуму по биохимии и молекулярной биологии

4 
 
ТЕМА 1. БЕЛКИ И ИХ СВОЙСТВА 
Белки (протеины) – высокомолекулярные органические соединения, 
мономерными единицами которых являются аминокислоты. В настоящее 
время в составе различных белков обнаружено около 20 аминокислот (а 
также иминокислоты 

пролин и оксипролин). Все они являются 

–амино-
кислотами и по конфигурации принадлежат к L – ряду. Аминокислоты в 
молекуле белка связаны между собой пептидными связями (–CO–NH–). 
Белки, состоящие только из аминокислот, – простые белки (протеи-
ны). Сложные белки, кроме аминокислот, включают в состав вещества 
иной природы – простетические группы. Для каждого белка характерна 
определенная последовательность расположения аминокислот – первичная 
структура. Полипептидная цепь не вытянута в пространстве, а частично 
свернута в спираль, образуя вторичную структуру. Укладка спирали в 
компактную глобулу – третичная структура. Некоторые белки состоят из 
нескольких одинаковых или близких по строению молекул (субъединиц), 
образующих четвертичную структуру. 
Для сохранения пространственной структуры белка необходимо 
наличие дополнительных связей (водородных, дисульфидных, ионных, 
гидрофобных). Пространственная структура белковой молекулы очень ла-
бильна и легко разрушается под влиянием различных физических и хими-
ческих воздействий (процесс денатурации). В то же время первичная 
структура белка очень устойчива к внешним воздействиям. 
Для обнаружения белков используют 2 группы реакций – цветные 
реакции и реакции осаждения. 
Работа 1. Сравнение строения 
и аминокислотного состава различных белков 
с помощью цветных реакций 
Цветные реакции основаны на образовании окрашенных продуктов 
при взаимодействии белков с некоторыми химическими веществами и 
обусловлены присутствием в молекуле белка той или иной аминокислоты. 
Эти реакции дают возможность не только обнаружить наличие белка в 
растворе, но и выявить присутствие отдельных аминокислот в молекуле 
белка. На основе некоторых цветных реакций разработаны методы количе-
ственного определения белка и аминокислот. 
1. Биуретовая реакция (Пиотровского) обусловлена наличием пеп-
тидных связей в молекуле белка. Для пептидной (амидной) группы харак-
терна кето-енольная (лактам-лактимная) таутомерия: 

5 
O
C
N
H
N
OH
C
При добавлении сернокислой меди к сильнощелочному раствору 
белка образуются комплексные соединения меди с пептидными группи-
ровками, окрашенные в фиолетовый цвет. При этом преобладающие в ще-
лочной среде енольные формы пептидных связей образуют ковалентные 
связи с ионом меди за счет водорода енольного гидроксила, а координаци-
онные – за счет электронных пар атомов азота иминных групп. 
N
CH
C
N
CH
C
N
CH
R
R
1
R
2
Cu
O
N
C
CH
N
C
CH
N
C
OH
OH
R
4
R
3
Биуретовую реакцию дают все соединения, содержащие в молекуле 
две и больше двух близкорасположенных пептидных связей, например, 
биурет NH
2
–CO–NH–CO–NH
2
(продукт конденсации двух молекул моче-
вины), оксамид NH
2
–CO–CO–NH
2
. 
Ход исследования 
В одну пробирку наливают 10 капель раствора яичного альбумина, в 
другую – 10 капель раствора желатины. Затем в обе пробирки добавляют 
по 10 капель 10 %-ного раствора NaOH и по 1 капле 2 %-ного раствора 
CuSO
4
, перемешивают. Сравнить окраску в пробирках, объяснить полу-
ченный результат. 
2. Н и н г и д р и н о в а я
реа кция
открывает 
свободные 

–
аминогруппы в молекуле белка. В ходе реакции N–концевая 

–
аминокислота окисляется кислородом нингидрина и распадается с образо-
ванием аммиака, СО
2
и соответствующего альдегида.

6 
Восстановленный нингидрин конденсируется с другой молекулой 
нингидрина и аммиаком, образуя продукт сине-фиолетового цве-
та.
Аналогично реагируют свободные 

аминокислоты, исключение 
составляет пролин, при взаимодействии с которым образуется продукт 
конденсации желтого цвета.
Ход исследования 
В две пробирки, содержащие по 10 капель раствора альбумина и же-
латины соответственно, добавляют по 10 капель 0,1 %-ного раствора нин-
гидрина и нагревают до кипения. Объяснить полученный результат. 
3. К с а н т о п р о т е и н о в а я р е а к ц и я (Мульдера) обусловлена при-
сутствием в молекуле белка ароматических аминокислот. При нагревании 
этих аминокислот с концентрированной азотной кислотой образуются их 
нитропроизводные, окрашенные в желтый цвет.
восстановленный нингидрин 
продукт конденсации 
нингидрин
сине-фиолетового цвета 
α-аминокислота нингидрин 
альдегид 
восстановленный 
нингидрин 
3 H
2
O 

7 
В щелочной среде нитропроизводные аминокислот приобретают оранже-
вую окраску.
Ход исследования 
В одну пробирку наливают 10 капель раствора яичного альбумина, в 
другую – 10 капель раствора желатины. Затем в обе пробирки добавляют 
по 5 капель концентрированной азотной кислоты и осторожно нагревают 
до кипения. Отмечают полученную окраску. После охлаждения в пробирки 
добавляют по стенке по 10 капель 10 %-ного раствора NaОН. Наблюдают 
изменение окраски. Объяснить полученный результат. 
4. Ц в е т н ы е р е а к ц и и н а т р и п т о ф а н . Индольное кольцо трип-
тофана в кислой среде реагирует с альдегидами, образуя окрашенные про-
дукты конденсации. Чаще всего для выявления триптофана используют ре-
акцию Адамкевича-Гопкинса-Коля с глиоксиловой кислотой. Глиоксило-
вая кислота декарбоксилируется под действием концентрированной серной 
кислоты и образует формальдегид, который и вступает в реакцию с трип-
тофаном. 
В результате конденсации двух молекул триптофана и одной моле-
Динитротирозин
натриевая соль динитротирозина 
(хиноидная форма) 
(оранжевого цвета)
тирозин 
динитротирозин 

8 
кулы формальдегида образуется бис-2-триптофанилметан, который затем 
окисляется 
до 
бис-2-триптофанилкарбинола, 
имеющего 
красно-
фиолетовую окраску. При добавлении в реакционную смесь сульфата меди 
(II) развивается сине-фиолетовая окраска. 
Реакция Щульце – Распай ля основана на способности трипто-
фана реагировать с оксиметилфурфуролом, образующимся из фруктозы в 
сильнокислой среде. 
Продукт конденсации оксиметилфурфурола и триптофана имеет 
темно-красный цвет. 
Ход исследования 
В одну пробирку наливают 10 капель раствора яичного альбумина, в 
другую – 10 капель раствора желатины. Затем в обе пробирки добавляют 
по 2 капли 10 %-ного раствора фруктозы, перемешивают. Осторожно по 
стенке пробирки подслаивают по 10 капель
Фруктоза
оксиметилфурфурол 

9 
концентрированной серной кислоты. На границе двух жидкостей образует-
ся окрашенное кольцо. Объяснить полученный результат. 
5. Р е а к ц и я Ф о л я обусловлена присутствием в белке серосодержа-
щих аминокислот, которые при кипячении со щелочью теряют серу в виде 
сульфида натрия. 
HC NH
2
COOH
+
CH
2
SH
2 NaOH + Na
2
S + H
2
O
HC NH
2
COOH
CH
2
OH
цистeин
сeрин
Сульфид натрия с ацетатом свинца в щелочной среде дает черно-
коричневое окрашивание.
Ход исследования 
В одну пробирку наливают 10 капель раствора яичного альбумина, в 
другую – 10 капель раствора желатины. Затем в обе пробирки добавляют 
по 20 капель 10 %-ного раствора NaОН и осторожно кипятят в течение 3 
мин. Затем прибавляют по 1 капле 5 %-ного раствора уксуснокислого 
свинца. Объяснить полученный результат. 
6. Р е а к ц и я С а к а г у т и н а а р г и н и н . Гуанидиновая группа арги-
нина, входящий в состав белка, окисляется гипобромитом натрия, затем 
продукт окисления взаимодействует с 

-нафтолом, образуя вещество 
красного цвета. 
Pb(CH
3
COO)
2 
+ 4NaOH 

Na
2
[Pb(OH)
4
]+ 2CH
3
COONa. 
тетрагидроксо- 
плюмбат натрия 
Na
2
S + Na
2
[Pb(OH)
4
] 

PbS

+ 4NaOH. 
сульфид
свинца 

10 
Ход исследования 
В одну пробирку наливают 10 капель раствора яичного альбумина, в 
другую – 10 капель раствора желатины. Затем в обе пробирки добавляют 
по 5 капель 10 %-ного раствора NаОН и по 5 капель 1 %-ного спиртового 
раствора 

-нафтола. Перемешивают, затем приливают по 3 капли 2 %-ного 
раствора гипобромита натрия. Объяснить результат.
Полученные во всех работах экспериментальные данные внести в 
таблицу. 
Название
реакции 
Употребля-
емые реак-
тивы 
Исследуемый 
белок 
Наблюдаемая 
окраска 
Чем обусловлена
реакция 
Пример: 
1. Биуретовая 
реакция 
2. И так далее 
NaОН 
СuSO
4
Альбумин 
Желатина 
Фиолетовая 
Фиолетовая 
Взаимодействием 
ионов меди с пеп-
тидными группи-
ровками 
Сделать выводы: 
1. О сходстве в строении альбумина и желатины. 
2. О различии аминокислотного состава этих белков. 
3. О возможности использования цветных реакций на белки в аналитиче-
ской практике. 
4. Написать химические механизмы цветных реакций на белки. 

11 

жүктеу/скачать 1.21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: