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氨基酸和蛋白质的鉴定

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:1%甘氨酸,1%酪氨酸,1%色氨酸,蛋白质溶液,茚三酮试剂,1%硫酸铜,浓硝酸,硝酸汞试剂,红色石蕊试纸。在试管中加入2mL蛋白质溶液和4mL 30%的氢氧化钠溶液。[5]氨基酸和蛋白质都能与茚三酮作用,生成紫色,反应十分灵敏。[6]任何蛋白质或其水解中间产物均有缩二脲反应,这表明蛋白质或其水解中间产物均含有肽键。在氨基酸中只有酪氨酸含有酚羟基,所以,凡能与硝酸试剂作用显砖红色的蛋白质,其组成中必定含有酪氨酸单位。

Identification of Saccharides,Am ino Acides and Proteins

【目的要求】

1.加深对糖类主要化学性质的理解,掌握糖类的鉴别方法。

2.熟悉氨基酸蛋白质的特征颜色反应及其鉴别方法。

【仪器与试剂

仪器:水浴锅,显微镜。

试剂:2%葡萄糖,2%果糖,2%蔗糖,2%淀粉,2%麦芽糖,15%麦芽糖,班氏试剂,苯肼试剂,莫利许试剂,浓硫酸,10%氢氧化钠,30%氢氧化钠,0.1%碘液,间苯二酚溶液(西里瓦洛夫试剂)。

1%甘氨酸,1%酪氨酸,1%色氨酸,蛋白质溶液,茚三酮试剂,1%硫酸铜,浓硝酸,硝酸汞试剂,红色石蕊试纸。

未知物试样:Ⅰ2%葡萄糖,果糖,蔗糖溶液;

Ⅱ2%淀粉,麦芽糖,蔗糖溶液;

Ⅲ1%甘氨酸,1%酪氨酸和蛋白质溶液。

【实验内容】

1.糖类的性质鉴定

(1)糖的还原性——Benedict试验取五支试管各加入班氏试剂10滴,再分别加入5滴2%葡萄糖、2%果糖、2%蔗糖、2%麦芽糖、2%淀粉,在沸水浴中煮沸2~3min,取出冷却,观察有无红色或黄色沉淀,比较其结果。

(2)成脎反应取试管三支分别加入5滴2%葡萄糖、2%果糖、2%蔗糖[1],再各加入5滴苯肼试剂。另取一支试管加入5滴15%麦芽糖溶液和10滴苯肼试剂,将四支试管充分振摇,置沸水中加热20min后取出,若尚无结晶,可将试管放入冷水中冷却后再观察。比较各试管中成脎的速度和脎的颜色。取各种脎少许,在显微镜下观察糖脎的晶形。

(3)糖的颜色反应

1)莫利许(Molish)试验[2]:取四支离心试管,分别加入2%葡萄糖、2%果糖、2%麦芽糖、2%淀粉各5滴,然后加入莫利许试剂2滴,摇匀,将试管倾斜,沿管壁慢慢加入浓硫酸约5滴,此时硫酸与糖溶液应很清楚地分成两层,观察两液面间紫色环的出现。若无紫色环,可将试管在热水浴中加热3~5 min,再观察现象。

2)西里瓦洛夫(Seliwanoff)试验[3]:取四支试管,各加入间-苯二酚的盐酸溶液10滴,然后在三支试管中分别加入2%葡萄糖、2%果糖、2%蔗糖溶液各5滴,第四支试管留作对照用,摇匀后,同时放入水浴中加热两分钟,观察有无颜色变化,记录颜色的深浅,此实验有何意义?

3)淀粉与碘的作用[4]:取1支试管,加入0.5mL 2%淀粉溶液,再加1滴0.1%碘液,溶液是否显蓝色?将试管在沸水浴中加热5~10 min,观察有何变化?放置冷却,又有何变化?

2.氨基酸和蛋白质的颜色反应

(1)与茚三酮的反应[5]取4支试管,编号,分别加入1mL 1%的甘氨酸、酪氨酸、色氨酸和蛋白质溶液,再分别滴加3~4滴茚三酮试剂,在沸水浴中加热10~15min,观察现象。

(2)缩二脲反应[6]在试管中加入2mL蛋白质溶液,2mL 10%氢氧化钠溶液,然后加入2滴1%的硫酸铜溶液,摇动试管,观察现象。

(3)黄蛋白反应[7]取1支试管,加入蛋白质溶液1 mL,再滴加浓硝酸7~8滴,此时浑浊或有白色沉淀,加热煮沸,溶液和沉淀都呈黄色,冷却,逐滴加入10%氢氧化钠溶液,颜色由黄色变成更深的橙色。

(4)蛋白质与硝酸汞试剂的反应[8]在试管中加入2 mL蛋白质溶液和硝酸汞试剂2~3滴,小心加热,此时原先析出的白色絮状物聚成块状,并显砖红色。

3.碱分解蛋白质

在试管中加入2mL蛋白质溶液和4mL 30%的氢氧化钠溶液。在试管口放一湿润的红色石蕊试纸,把混合液加热煮沸3~4min,有何气体放出?试纸是否变色?

4.鉴定未知物

从指导老师处领取一组未知试样,试鉴别之。

本实验约需3 h。

【注释】

[1]蔗糖不能与苯肼作用生成脎,但长时间加热,可水解成葡萄糖和果糖,因而也有少量糖脎生成。

[2]糖类化合物与浓硫酸作用生成糠醛及其衍生物(如羟甲基糠醛等),糠醛及其衍生物与α-萘酚起缩合作用,生成紫色的物质。

[3]酮糖在酸作用下失水生成5-羟甲基呋喃甲醛,它与间苯二酚反应产生红色化合物,反应一般在半分钟内完成使溶液变为红色。醛糖形成羟甲基呋喃甲醛较慢,只有在样品浓度较高或加热时间较长时才出现微弱的红色反应。二糖若能水解出酮糖,也会有阳性反应。以果糖为例的反应式如下:

[4]淀粉与碘的作用是一个复杂的过程。主要是碘分子和淀粉之间经范德华力联系在一起形成一种配合物,加热时分子配合物不易形成而使蓝色褪去,这是一个可逆过程,是淀粉的一种鉴定方法。

[5]氨基酸(脯氨酸和羟脯氨酸除外)和蛋白质都能与茚三酮作用,生成紫色,反应十分灵敏。在pH 5~7的溶液中进行为宜,反应分两步进行。

第一步氨基酸被氧化成CO2、NH3和醛,茚三酮(水合)还原成还原型茚三酮:

第二步还原型茚三酮与另一分子茚三酮和NH3缩合成有色物质:

[6]任何蛋白质或其水解中间产物均有缩二脲反应,这表明蛋白质或其水解中间产物均含有肽键。蛋白质在缩二脲反应中常显紫色。显色反应是由于生成铜的配合物,基结构式可能为:

[7]黄蛋白反应表明蛋白质分子中含有单独的或并合的芳环,即含有α-氨基-β-苯基丙酸、酪氨酸、色氨酸等。这些结构单元中芳环能起硝化反用,生成硝基化合物,结果呈现黄色。加碱后颜色变为橙黄色,是由于形成醌式结构的缘故。例:

[8]只有组成中含有酚羟基的蛋白质,才与硝酸汞试剂显砖红色。在氨基酸中只有酪氨酸含有酚羟基,所以,凡能与硝酸试剂作用显砖红色的蛋白质,其组成中必定含有酪氨酸单位。

实验指导

【预习要求】

1.熟悉糖类、氨基酸和蛋白质的化学性质。

2.认真阅读实验内容特别是注释部分。

【注意事项】

1.在Benedict试验中,若加热时间过长,则会产生铜镜,即二价的铜离子经还原成砖红色CuO后进一步被还原成单质铜。铜镜可用稀硝酸洗去。

2.在莫利许(Molish)试验中,由于试剂及样品量少,最好使用离心试管。在加浓硫酸时,要沿试管壁缓缓加入,不可直接滴到液面上,切不可振摇试管,否则将看不到紫色环。

3.在做氨基酸和蛋白质颜色试验时,切不要将茚三酮、浓硝酸等试剂弄到皮肤上,否则也会显色!

【思考题】

1.什么叫还原糖?在葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素中,哪些是还原糖?

2.蔗糖是二糖,它是由哪两种单糖构成的?它有变旋光现象吗?为什么?

3.要判断某多肽链中是否含有酪氨酸残基,应采用什么办法?

(编写:王微宏 校核:罗一鸣)

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