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INFORME No 1 BIQUIMICA

INFORME No 1 DESNATURAIZACIÓN DE PROTEINAS Escobar Paez Laura Marcela1 Bioquimica, Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierías, Universidad Jorge Tadeo Lozano, Bogotá D.C., Colombia.

RESUMEN Palabras Clave: Cualitativamente Proteínas Clara de huevo Ovoalbúmina Desnaturalización

Durante el desarrollo de la práctica se pudo determinar cualitativamente la presencia de proteínas especificas en ciertos alimentos, lo anterior se llevó a cabo partiendo de diferentes procedimientos, tanto químicos como físicos que permitieron reconocer las proteínas presentes. La muestra evaluada en este caso fue clara de huevo. Durante las pruebas realizadas se pudo identificar la presencia de proteínas tales como Ovoalbúmina, Ovotransferrina, permitiendo identificar características propias de estas, como reconociendo que son proteínas globulares debido a la precipitación presentada por solventes orgánicos. a continuación, describiendo los resultados obtenidos para cada una de ellas. Con el fin de aprender a identificar adecuadamente los cambios que se presentan por la intervención de cambios extremos causados por diferentes agentes denominado

desnaturalización. ABSTRACT During the development of the practice it was possible to qualitatively determine the presence of specific proteins in certain foods, the above was carried out starting from different procedures, both chemical and physical that allowed to recognize the present proteins. The sample evaluated in this case was egg white. During the tests, it was possible to identify the presence of proteins such as Ovalbumin, Ovotransferrin, allowing to identify their own characteristics, as recognizing that they are globular proteins due to the precipitation presented by organic solvents. Then describing the results obtained for each of them. In order to learn to properly identify the changes that are presented by the intervention of extreme changes caused by different agents called denaturation. Keywords: Qualitatively, Proteins, Egg white, Ovalbumin, Denaturation

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INTRODUCCIÓN  Desnaturalización de proteínas Una proteína es una cadena de aminoácidos cuya secuencia es específica. Se forman en los ribosomas por lectura de los genes que llevan la información de la secuencia concreta de aminoácidos que da lugar a una determinada proteína. Esta cadena de aminoácidos agrega otros átomos o moléculas como cobre, zinc, hierro, etc, para dar lugar a la proteína final que comienza a plegarse sobre sí misma para adoptar la conformación espacial necesaria para realizar correctamente su función biológica. La pérdida de esta conformación espacial hace que la proteína no pueda cumplir con su función biológica en el organismo y es lo que se conoce como desnaturalización de proteínas. Por ejemplo, un enzima pierde su función catalítica. La desnaturalización de proteínas es consecuencia de algún factor externo como acidez del medio, temperatura, etc. Es importante saber que la desnaturalización de una proteína no afecta a lo que se conoce cómo estructura primaria, esto es, la secuencia de aminoácidos base de la proteína. Hay casos excepcionalmente raros en los que una proteína desnaturalizada no pierde su función biológica (Avedaño; 2012).  Agentes desnaturalizantes Los agentes desnaturalizantes son aquellos factores químicos o físicos que producen la desnaturalización de las proteínas. Entre los más comunes podemos citar: - Temperatura - Ph - polaridad del disolvente - fuerza iónica El ejemplo más famoso para ilustrar la desnaturalización de proteínas es la cocción del huevo. La clara del huevo está compuesta en gran parte por agua y albúminas, un tipo de proteínas. Al aumentar la temperatura las proteínas de la clara del huevo se desnaturalizan, pierden su solubilidad y la clara del huevo deja ser líquida y transparente y pasa a ser opaca de color blanco y sólida (Avedaño; 2012). METODOLOGÍA 1. Desnaturalización térmica: Una proteína es una cadena de aminoácidos cuya secuencia es específica. Se forman en los ribosomas por lectura de los genes que llevan la información de la secuencia concreta de aminoácidos que da lugar a una determinada proteína. (Horton J; 2008). Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las moléculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas, y se desnaturalizan. Así mismo, un aumento de la temperatura destruye las interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína, de forma que el interior hidrofóbico interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada. (Gomez, P; 2016).

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Figura 1.  Resultado y discusión: al pasar el tiempo se presenció la solidificación de la proteína, estas se agruparon y formaron una coagulación de color blanco característico. Lo anterior se debe a que la proteína presente en la clara de huevo se encuentra enrolladas adoptando una forma esférica. Lo cual se denomina proteínas globulares. Al entrar en contacto con calor causa que las cadenas de las proteínas se desenrollen y se formen enlaces que unen varias cadenas. Este cambio de estructura da a la clara de huevo el color y la consistencia que se observa en un huevo cocido. Este proceso que se conoce con el nombre de desnaturalización se puede realizar de diversas maneras ya sea con contacto a temperatura o batiendo las claras de huevo.

Figura 2. Desnaturalización por temperatura. Mónica A (2013). Tomado el 11 de febrero del 2017de: http://www.academia.edu/6880544/Desnaturalizacion_de_proteinas

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2. Desnaturalización por pH extremo: A demás de afectar a la envoltura acuosa de las proteínas también afectan a la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos. Esta alteración de la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y a menudo provoca su precipitación. (Gomez, P; 2016). La unión covalente de los aminoácidos para formar las proteínas hace que los grupos funcionales amino y carboxilo de todos los aminoácidos, excepto el primero y el último, se vean modificados debido a la formación del enlace peptídico. aminoácidos pueden ser de naturaleza Hidrofobica (Apolar), polar sin carga, o pueden presentar carga a determinados valores de PH. (Coralía T; 2014)

Figura 3.  Resultado y discusión: Trabajando con la clara de huevo se presentó una capa blanca y sólida, ya que se agregará ácido clorhídrico. la solubilidad de las proteínas puede verse reducida hasta el punto de producirse su precipitación. Esto se debe a que los enlaces que mantienen la conformación globular se rompen y la proteína adopta la conformación filamentosa. De este modo, la capa de moléculas de agua no recubre completamente a las moléculas proteicas, las cuales tienden a unirse entre sí dando lugar a grandes partículas que precipitan. Las proteínas que se hallan en ese estado no pueden llevar a cabo la actividad para la que fueron diseñadas, en resumen, no son funcionales.

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Desnaturalización por presencia de solventes orgánicos: La polaridad del disolvente disminuye cuando se le añaden sustancias menos polares que el agua como el etanol o la acetona. Con ello disminuye el grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la molécula proteica, provocando la agregación y precipitación. Los disolventes orgánicos interaccionan con el interior hidrofóbico de las proteínas y desorganizan la estructura terciaria, provocando su desnaturalización y precipitación. Estos modifican la constante dieléctrica en donde las fuerzas electrostáticas contribuyen a la estabilidad de las proteínas. (Gomez, P; 2016).

Figura 4.

 Resultado y discusión: Para este caso los solventes reaccionaran con el interior hidrofóbicos de las proteínas logrando así una precipitación de las mismas, las principales causas de agregación de las moléculas proteicas son las fuerzas electrostáticas y dipolares. Las cadenas de las proteínas que hay en la clara de huevo se desenrollaran, las cuales hacen referencia a las proteínas globulares. La muestra se precipitó en presencia de etanol, debido a que el reactivo es un solvente orgánico polar produce agregados de moléculas proteicas que causan la desestabilización de los enlaces de hidrogeno presentes en la estructura de las proteínas de la clara. La adición de un solvente orgánico como el etanol produce agregados de moléculas proteicas que tienden a precipitar, esto se debe a que el solvente presenta una

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constante dieléctrica menor que la del agua, lo cual produce un incremento en las fuerzas de atracción entre cargas opuestas y una disminución en el grado de ionización de los radicales de las proteínas, y en consecuencia una disminución en la solubilidad de ésta. (Calvo; 2004).

Figura 5. Desnaturalización por alcohol. Mónica A (2013). Tomado el 11 de febrero del 2017de: http://www.academia.edu/6880544/Desnaturalizacion_de_proteinas

4. Desnaturalización por metales pesados: Los iones de algunos metales pesados, tales como el plomo (Pb ) y el mercurio ( Hg ), precipitan a las proteínas y, por lo tanto inactivan las enzimas. Normalmente, las enzimas están en suspensión dentro del citoplasma o unidas a una biomembrana. Si los iones de un metal pesado se combinan con una enzima en suspensión, la molécula proteica precipita, perdiendo su eficacia como enzima (Pau & Josefa, 2011) Alteran la fuerza de dispersión, los enlaces de hidrogeno y los enlaces iónicos (Acuña A; 2006).

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Figura 6.  Resultado y discusión: Cuando se adicionó Sulfato de cobre en la muestra de clara de huevo se formó una precipitación de coloración azul, esto a causa de la presencia de Cobre (metal pesado) en el reactivo, por tanto, al haber presencia de iones metálicos se neutralizaron las cargas anicónicas de los grupos esenciales de la proteína causando una precipitación debido a la desestabilización de esta

Figura 5. Desnaturalización por metales pesados. Mónica A (2013). Tomado el 11 de febrero del 2017de: http://www.academia.edu/6880544/Desnaturalizacion_de_proteinas

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5. Reacción con acetato de plomo alcalino: Los aminoácidos azufrados como la cisteína se reconocen por la formación de precipitados de Sulfuro de Plomo de color gris oscuro o negro que se forman cuando reacciona con Acetato de Plomo en medio alcalino (Calvo; 2004).

Figura 6.  Resultado y discusión: La reacción de acetato de plomo alcalino con la clara de huevo se tornó de un color oscuro a causa de la reacción entre los aminoácidos azufrados (principalmente Cisteina y Metionina) de las proteínas (en especial Ovoalbumina) presentes en la clara de huevo y el acetato de plomo, debido a que estos se presentara una separación mediante un álcali, del azufre de los aminoácidos, el cual al reaccionar con una solución de acetato de plomo, forma el sulfuro de plomo y cualitativamente un olor característico fuerte y un precipitado negro, que permite su reconocimiento en el laboratorio (Berg J, 2007).

Figura 7. Reacción con acetato de plomo. Ochoa, S. (2005). Tomado el 11 de febrero del 2017de: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Precipitacion.pd

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6.

Reacción xantoproteíca: Los anillos aromáticos presentes en algunos aminoácidos reaccionan con ácido nítrico concentrado formando nitroderivados de color amarillo o anaranjado por lo cual esta reacción permite reconocer la presencia de tirosina y triptófano.

Figura 7.

 Resultado y discusión: La interacción entre ácido nítrico y la clara de huevo produjo una solución con coloración naranja, esto producto de la reacción del ácido nítrico con los aminoácidos aromáticos de las proteínas de la clara, los cuales formaron posteriormente nitroderivados de anillos aromáticos. Lo aminoácidos aromáticos que se reconocieron y dieron positivo durante la prueba son la Tirosina, Fenilalanina y Triptófano los cuales están considerablemente presentes en proteínas de la clara como la Ovoalbúmina.

Figura 8. Reacción con aminoácidos aromaticos. Ochoa, S. (2005). Tomado el 11 de febrero del 2017de: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Precipitacion.pd

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muestra

1. 2.ph térmica extremo

Leche cruda Clara huevo

de

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3. solventes

+

4. metales

5. reacción acetato de plomo

6.reaccion xantoproteica

+

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+

+

+

+

CONCLUSIONES 

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La desnaturalización de proteínas se da por cambios bruscos del medio donde esta se encuentra. Los factores tales como temperatura, pH, sales, ácidos minerales fuertes y metales pesados afectan las interacciones de la estructura terciaria de la proteína de manera reversible o irreversible disminuyendo así la solubilidad de la misma. El desdoblamiento de la proteína no solo desnaturaliza su estructura, sino que inactiva considerablemente la función biológica que tiene la misma, por ejemplo, el impacto de las temperaturas altas que estén por encima de los 40°C o los 50°C hacen que la proteína sometida se vuelva instable e inactiva. La ovoalbúmina presente en la clara de huevo es una proteína con diverso contenido de aminoácidos, por lo tanto en todas las reacciones de reconocimiento realizadas los resultados fueron positivos.

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BIBLIOGRAFÍA Avedaño J (2012). Universidad Francisco de Paula Santander-Ocaña. Facultad de agrarias del ambiente. Ingeniería ambiental. Tomado el 10 de febrero del 2017 de: http://es.slideshare.net/jomachi/practica-de-laboratorio-5-identificacin-de-protenas Coralía T; Fernando C; Sandra D; Jhoana P; Luis V (2014). Escuela superior politécnica de Chimborazo. Facultad de ciencias. ESCUELA DE BIOQUÍMICA & FARMACIA. Cátedra de bioquímica. Tomado el 10 de febrero del 2017 de: https://sites.google.com/site/laboratoriosbioquimica/bioquimica-i/carbohidratos/reaccionde-molish Calvo, D. J. (2004).Homepage del Dr Juan Carlos Calvo. Obtenido de Homepage del Dr Juan Carlos Calvo tomado el 11 de febrero del 2017 de: http://www.calvo.qb.fcen.uba.ar/Precipitacion%20por%20desnaturalizacion%20selectiva.h tm

BERG, Jeremy; TYMOZCO, Jhon y STRYER, Lubert. Bioquímica. 6 ed. España: Reverté, 2007. LaboratoriosB. Acuña A. (2006). Identificación de biomoléculas. Tomado el 11 de febrero del 2017 de: http://framaciaulat.blogspot.com.co/p/identificacion-de-biomoleculas.html Gomez, P. (2016). proyecto de biología aplicada., de reconocimiento de lípidos. Tomado el 10 de febrero del 2017 de: http://ojedagomezderamonpaulaptoyecto.blogspot.com.co/2011/02/reconocimiento-delipidos.html Horton J, R; L. A; Scrimgeour, K; Perry, M.D; Y Rawn, D. (2008). Principios de bioquímica. En principios de bioquímica (Cuarta ed, pags. 236, 237, 238, 262 y 264). México: Pearson Educación.

Ochoa, S. H. (s.f.). UAM-Iztapalapa. Tomado el 11 de febrero del 2017 de Precipitación: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Precipitacion.pd

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