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实验一 氨基酸、蛋白质的主要化学性质
一、目的
用实验方法验证氨基酸、蛋白质的主要化学性质,增强感性认识。
二、原理
α—氨基酸和蛋白质均含有α—氨基酰基R—CH—C—的结构,故都能与水合 | || NH2 O 茚三酮作用生成兰紫色物质。
OC OH O2
CC OHO水合茚三酮OC CHOHC OO+R CH COOHpH5 NH2100℃C CHOH+NH3C OR CHO CO+2+ OHO C+NH3+ CHO C O O CC N C C CC O O-+ONH4 ONH3 CC N C C CC O O(蓝紫色)+3H2OO O CC N C C CC O O
脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应不释放氨而直接生成黄色化合物。
蛋白质分子中含有肽键,与双缩脲结构相似,故在碱性环境中能与硫酸铜结合成紫红色的络合物,此反应称为双缩脲反应。
蛋白质分子中若存在含有苯环的氨基酸,如酪氨酸、色氨酸等,当其与浓硝酸
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农信1301 黄海 共热时,则变成黄色,这就是黄蛋白反应,若再继续加碱则颜色转变成橘黄色。
若蛋白质分子中具有含硫氨基酸如半胱氨酸、蛋氨酸等,则与碱及醋酸铅共热时,分解而产生硫离子,后者遇铅盐即生成黑色硫化铅沉淀。
蛋白质胶体是亲水胶体,若除去其质点上的水膜和电荷,蛋白质粒子则凝聚析出,这就是蛋白质的沉淀作用,使蛋白质胶体沉淀的方法有多种,常用的有下列几种:
1、 盐析法:
加中性盐或硫酸铵等电解质试剂于蛋白质溶液中,这些电解质离子的水化能力比蛋白质强,可以夺去蛋白质粒子外围的水膜,并且蛋白质粒子外围的双电层又受到了压缩,也就是使其所带的电荷削弱,蛋白质胶体粒子由于失去两种使自己稳定的因素而沉淀。
2、 有机溶剂的沉淀作用:
水溶性的有机溶剂如乙醇、丙酮等,它们与水的亲和力大于蛋白质,因此能破坏蛋白质粒子的水膜,而使其沉淀析出。
3、生物碱试剂的沉淀反应:
生物碱沉淀剂如三氯醋酸、若味酸、鞣酸等都能与蛋白质阳离子结成不溶性的盐而沉淀析出。
4、重金属离子的沉淀作用:
某些重金属离子,如Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+等,能与蛋白质阴离子结合成不溶性盐类而沉淀析出。
三、实验试剂与器材
(一)试剂
1%甘氨酸、5%蛋白质溶液、0.25%茚三酮水溶液、10%NaOH、1%硫酸铜、浓硝酸、2%醋酸铅、饱和硫酸铵溶液、95%乙醇、10%鞣酸溶液、饱和苦味酸。 (二)器材
电炉、烧杯、试管。
四、操作步骤
1、茚三酮反应
在两支试管中,分别加入甘氨酸1ml和5%蛋白质溶液1ml,然后各加入0.25%茚三酮水溶液10滴,将试管放入沸水中加热几分钟,观察现象。
2、双缩脲反应
向存有1ml 5%蛋白质溶液的试管中,加入10% NaOH 10滴。充分摇匀,逐滴加入1%CuSO4数滴,观察试管中的颜色变化。
注意:硫酸铜不能多加,否则将产生蓝色Cu(OH)2,防碍此颜色反应的观察。
3、黄蛋白反应
向一支盛有0.5ml 5%蛋白质溶液的试管中加入浓硝酸4滴,并加热,观察有何
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4、蛋白质中硫的鉴定
取头发几根或指甲少许,并加10%NaOH 2ml 于试管内,煮沸2分钟,冷却后加入3~4滴2%Pb(Ac)2溶液,观察其现象,说明头发或指甲中有什么样的结构存在。
5、盐析作用
取5%蛋白质溶液1ml于试管中,加入饱和硫酸铵溶液2ml,有何现象产生?再向试管中加入6ml左右的蒸馏水,振荡后又有何变化?
6、有机溶剂的沉淀作用
取5%蛋白质溶液1ml于试管中,再加95%乙醇2ml,充分混合,观察有无沉淀析出。
7、生物碱试剂的沉淀作用
取2支试管,各加5%蛋白质溶液1ml,分别滴加10%鞣酸溶液5滴,饱和苦味酸5滴,有何现象产生?
8、重金属离子的沉淀作用 取2支试管,各加5%蛋白质溶液1ml,分别加入2%Pb(Ac)2,1%CuSO4各5滴,观察现象。
五、思考题
1、蛋白质和氨基酸共同具有哪种颜色反应?为什么? 2、哪种颜色反应可以用来检验蛋白质是否完全水解?
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实验二 蛋白质的两性反应
一、目的
了解蛋白质的两性性质。
二、原理
蛋白质是由氨基酸所组成的,虽然绝大多数氨基酸的氨基与羧基已结合成为肽键,但是,总有一定数量的自由氨基与自由羧基,以及酚基、巯基、胍基和咪唑基等酸碱基团。因此,蛋白质和氨基酸一样,是两性电解质,具有两性反应。调节溶液的酸碱度达到一定的氢离子浓度时,蛋白质分子所带的正电荷与负电荷相等,以兼性离子状态
COO-Pr NH2 H+- COO-OHPr NH3+ H+OH- COOHPr NH3+阴离子 兼性离子 阳离子 pH>pI pH=pI pH 三、实验试剂与器材 向阳极移动 不移动 向阴极移动(一)试剂: - 1、0.5%酪蛋白溶液(以0.01 mol·L1 NaOH作溶剂) 2、0.04%溴甲酚绿指示剂,变色范围为pH3.8~5.4,酸式为黄色,碱式为兰色,中间式为绿色。 - 3、0.02 mol·L1盐酸 - 4、0.02 mol·L1NaOH溶液。 (二)器材: 1、试管 2、试管架 3、移液管1ml 2ml 5ml 四、操作步骤 1、取一支试管,加0.5%酪蛋白溶液1ml 和0.04%溴甲酚绿指示剂5滴,混匀,溶液呈什么颜色?为什么? - 2、用细滴管慢慢加入0.02 mol·L1盐酸,随滴随摇,至有明显的大量沉淀产 4 农信1301 黄海 生时,这时溶液的pH值接近于酪蛋白的等电点,观察溶液颜色的变化。 - 3、继续滴加0.02 mol·L1盐酸,有什么变化?为什么?溶液颜色有什么变化?说明什么? - 4、再滴入0.02 mol·L1的氢氧化钠将第3步加的盐酸中和时,为什么又会出 - 现沉淀?继续滴入0.02 mol·L1氢氧化钠,又有什么变化?溶液颜色又怎样变化?说明了什么? 五、思考题 1、溴甲酚绿指示剂在实验中起什么作用? 5