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DESNATURALIZACION DE PROTEINAS
1
DESNATURALIZACION DE PROTEINAS
JIMENEZ OSORIO DAVID ANTONIO
CODIGO: 20131181021
CLAVIJO VARON YEFERSSON STEVENS
CODIGO: 20131181033
BIOQUIMICA
DAYSI MARGOTH BELTRAN CEPEDA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERÍA SANITARIA
BOGOTÁ
2014
RESUMEN
Se conoce como desnaturalización a la Perdida por parte de las proteínas de su estructura de orden superior (Secundaria, Terciaria, cuaternaria), y queda una cadena polipeptidica reducida a un polímero estadístico sin ninguna estructura tridimensional fija. En una proteína cualquiera, la estructura nativa y la desnaturalizada solo tienen en común la estructura primaria, es decir la secuencia de aminoácidos que la componen, los demás niveles de organización estructural desaparecen en la estructura desnaturalizada.
La desnaturalización trae diversas consecuencias como: el cambio en las propiedades hidrodinámicas es decir el aumento de la viscosidad, a la vez que disminuye el coeficiente de difusión, por otro lado se produce una disminución de su solubilidad, debido a que los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie, y finalmente se produce la perdida de las propiedades biológicas.
Una proteína desnaturalizada cuenta únicamente con su estructura primaria, por este motivo, en muchos casos el proceso de desnaturalización es reversible, ya que es la estructura primaria la que contiene la información necesaria y suficiente para adoptar niveles superiores de estructuración.
ABSTRACK
It is known as the Lost denaturation of proteins by their higher order structure (secondary, tertiary, quaternary), and is reduced to a statistical polymer without any fixed dimensional polypeptide chain structure. Any protein in the native and denatured structure have in common only the primary structure , ie the sequence of amino acids composing , the other levels of structural organization to the denatured structure disappear .
Denaturation brings various effects as changes in the hydrodynamic properties i.e. increase in viscosity, while the diffusion coefficient decreases, on the other hand a decrease in solubility occurs because the hydrophobic residues of the interior appear at the surface, and finally the loss of the biological properties occurs.
A denatured protein has only its primary structure, for this reason; in many cases the denaturation process is reversible, as it is the primary structure that contains the information necessary and sufficient to adopt higher levels of structure.
PALABRAS CLAVES
Suspensión
Estructura
Desnaturalización
Calor
PH
KEYWORDS
suspension
structure
denaturation
heat
PH
OBJETIVOS
NO OLVIDAR LOS OBJETIVOS
MARCO TEORICO
Las proteínas son biopolímeros de gran peso molecular, las cuales están constituidas por: Carbono (C) Nitrógeno (N), Oxigeno (O), Hidrogeno (H), aunque también pueden contener azufre (S) y Fosforo (P) y, en menor proporción elementos tales como Hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg) entre otros compuestos.
Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) Llamados Aminoácidos (aa), Estos a su ven son los monómeros de la proteínas. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido; si el número de aa que forma la molécula no es mayor de 10, se denomina oligopéptido; si es superior a 10, se llama polipéptido y si el número es superior a 50 aa, se habla ya de proteína.
Las proteínas tienen distintas formas estructurales, las cuales se encuentran organizadas de la siguiente manera:
Estructura primaria: "La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte."1
Estructura secundaria:
"La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria:
1.- La α (alfa)-hélice
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria.
Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
2.- La conformación beta (β)
En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada.
Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína."1
ESTRUCTURA TERCIARIA:
"La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:
1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre.
2.- los puentes de hidrógeno.
3.- los puentes eléctricos.
4.- Las interacciones hidrófobas."1
ESTRUCTURA CAUTERNARIA:
"Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero."1
Como la estructura tridimensional de una proteína se mantiene mediante interacciones débiles, si se alteran las condiciones que mantienen estas fuerzas de atracción se produce la desnaturalización de la proteína: Modificación estructural que conduce a la pérdida de su función.
FACTORES DE DESNATURALIZACION:
El calor Afecta principalmente a los enlaces de puente de hidrogeno y produce una desnaturalización de las proteínas suele ocurrir de forma brusca al alcanzar una determinada temperatura.
El PH
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. Por este motivo, en los polipéptidos, la naturaleza química de la cadena lateral de los aminoácidos es la que va a condicionar su solubilidad en agua, su reacción y el tipo de interacciones no covalentes que se pueden establecer. Las cadenas laterales de los diferentes aminoácidos pueden ser de naturaleza Hidrofobica (Apolar), polar sin carga, o pueden presentar carga a determinados valores de PH.
Los aminoácidos presentan un grupo amino con carácter básico (aceptor de protones) y un grupo carboxílico con carácter acido (dador de protones). Como a PH fisiológico los aminoácidos se encuentran en su forma ion dipolar, en realidad el carácter acido lo presenta el grupo amino protonado y el carácter básico el grupo carboxilo ionizado.
IMAGEN 6
Tomada de conceptos esenciales de Bioquimica.
Cap 4. Pag 61.
El estado de ionización de las cadenas laterales de los aminoácidos (monómeros de las proteínas), cambia con el PH. Por este motivo, un cambio de PH puede alterar las interacciones electrostáticas que participan en el mantenimiento de la estructura de la proteína.
PRESENCIA DE SALES:
La presencia de sales o agentes como el ion guanidino también pueden afectar a las interacciones electrostáticas ya que los iones disueltos compiten a la hora de establecer interacciones electrostáticas de este tipo. Uno de los agentes desnaturalizantes que se utiliza con más frecuencia es la urea puesto que compite en la formación de enlaces de puentes de hidrogeno. Las interacciones hidrofobicas se verán alteradas por sustancias que puedan establecer interacciones de la misma naturaleza con los residuos, como lo son los disolventes apolares y los detergentes.
En algunos casos, si se establecen las condiciones fisiológicas la proteína recupera su conformación nativa y su función en un proceso denominado re naturalización este hecho demuestra que toda la conformación necesaria para que se produzca el plegamiento se encuentra en la secuencia de aminoácidos de la proteína.
MATERIALES
Reactivos
Albumina
Gelatina
Caseína
Clara de huevo
Acido nítrico concentrado
Acetona
Etanol
Agua Destilada
Instrumentos
Aro
Malla de asbesto
soporte universal
Gradilla
Agitador de vidrio
tubos de ensayo (8)
Pipeta graduada (5 ml)
Muestras
Vasos de precipitado de 250 ml
PH metro
RESULTADOS
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR PH EXTREMO
Compuesto
pH inicial
pH final
Observado
Imagen
Clara de huevo
9.38
1.22
Se presenció desprendimiento de calor y la desnaturalización de las proteínas, donde viro del color original de clara de huevo a un color amarillo así como blanco y la solidificación de la misma.
Gelatina
5.14
1.20
Se presenció que en la muestra hubo un viraje de color blanco a una tonalidad amarilla transparente.
Caseína
6
0.96
Se presenció que en la muestra hubo un viraje de color blanco a una tonalidad transparente ligeramente amarilla.
Albumina
6.46
1.10
Se presenció el viraje de Color blanco a amarillo con precipitado, es decir hubo desnaturalización de esta.
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR CALOR
Compuesto
Observado
Imagen
Clara de huevo
Se presenció solidificación de la muestra, es decir la proteína se desnaturalizo.
Gelatina
Se presenció el cambio de textura así como el viraje de color blanco a incoloro.
Caseína
Se evidencio la desaparición de la tonalidad blanca existente antes de la prueba. (Existió un viraje de Color en la solución de uno de tonalidad blanco a uno de transparente).
Albumina
No se evidencian cambios físicos en la solución terminada la prueba, respecto a las características físicas de la solución antes de la prueba.
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR PRECIPITACIÓN DE SOLVENTES ORGÁNICOS
ETANOL
Compuesto
Observado
Imagen
Clara de huevo
Se presenció el viraje a color blanco con solidificación de muestra, es decir se desnaturalizo.
Gelatina
Se presenció que la muestra viro de una tonalidad blanca a una incolora, este cambio físico nos indica la desnaturalización de la proteína.
Caseína
Se presenció que la muestra viro de una tonalidad blanca a una incolora, este cambio físico nos indica la desnaturalización de la proteína.
Albumina
Se presenció tres fases de color: incoloro, blanco y un blanco con un tono más claro respectivamente.
CETONA
Compuesto
Observado
Imagen
Clara de huevo
Se presenció el viraje a color blanco con solidificación de muestra, es decir se desnaturalizo.
Gelatina
Se presenció que la muestra continua incolora pero con la separación de una nube de color blanco en el centro del tubo.
Caseína
Se presenció un anillo de color blanco en el centro del tubo.
Albumina
Se presenció tres fases de color incoloro, blanco con un tono claro y blanco respectivamente.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR pH EXTREMO
Compuesto
pH inicial
pH final
Observado
Análisis
Clara de huevo
9.38
1.22
Se presenció desprendimiento de calor y la desnaturalización de las proteínas, donde viro del color original de clara de huevo a un color amarillo así como blanco y la solidificación de la misma.
El estado de ionización de las cadenas laterales de los aminoácidos (monómeros de las proteínas), cambia con el PH. Por este motivo, un cambio de PH puede alterar las interacciones electrostáticas que participan en el mantenimiento de la estructura de la proteína. Al agregar el HNO3 a las diferentes proteínas, se produce una ruptura del enlace peptidico (hidrólisis), lo cual genera la formación del grupo Amoniaco (NH3), en la parte hidrofobica de los aminoácidos.
El PH final, de predominancia acida se debe a que a PH acido, en los aminoácidos dominan las formas protonadas con carga positiva.
(véase Imagen 6 Marco teorico), El viraje de color es producto de la reducción de los aminoácidos que conforman la proteína.
Gelatina
5.14
1.20
Se presenció que la muestra hubo un viraje de color blanco a una tonalidad amarilla.
Caseína
6
0.96
No se presenció cambio.
Albumina
6.46
1.10
Se presenció el viraje de incoloro a amarillo con precipitado, es decir hubo desnaturalización de esta.
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR PRECIPITACIÓN DE SOLVENTES ORGÁNICOS
ETANOL
Compuesto
Observado
Análisis
Clara de huevo
Se presenció el viraje a color blanco con solidificación de muestra, es decir se desnaturalizo.
La polaridad del disolvente en la solución proteica disminuyo en presencia de las proteínas, Esto genero la disminución del grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la molécula proteica, provocando la desnaturalización y precipitación de la proteína (estructura primaria).
Gelatina
Se presenció que la muestra continua incolora y una nube en suspensión de color blanca.
Caseína
Se presenció dos fases incoloras y un pequeño sedimento de color blanco, es decir si hubo desnaturalización de la muestra.
Albumina
Se presenció tres fases de color incoloro, blanco y un blanco con un tono mas claro respectivamente.
CETONA
Compuesto
Observado
Análisis
Clara de huevo
Se presenció el viraje a color blanco con solidificación de muestra, es decir se desnaturalizo.
La mezcla entre disolventes organicos y una solucion proteica produce la interaccion del disolvente oranico con el interior hidrofóbico de las proteínas lo cual genera la desorganización de la estructura terciaria, lo cual produce la desnaturalización y precipitación de la proteína.
Gelatina
Se presenció que la muestra continua incolora pero con la separación de una nube de color blanco en el centro del tubo.
Caseína
Se presenció un anillo de color blanco en el centro del tubo.
Albumina
Se presenció tres fases de color incoloro, blanco con un tono claro y blanco respectivamente.
DESNATURALIZACIÓN DE PROTEINAS POR CALOR
Compuesto
Observado
Imagen
Análisis
Clara de huevo
Se presenció solidificación de la muestra, es decir la proteína se desnaturalizo.
Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las moléculas, lo cual genera una desorganización de la envoltura acuosa de las proteínas, dicha desorganización genera finalmente la desnaturalización de la proteínas. Asimismo, un aumento de la temperatura destruye las interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína, de forma que el interior hidrófobo interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada.
Gelatina
Se presenció el cambio de textura así como el viraje de color blanco a incoloro.
Caseína
Se evidencio la desaparición de la tonalidad blanca existente antes de la prueba. (Existió un viraje de Color en la solución de uno de tonalidad blanco a uno de transparente).
Albumina
No se evidencian cambios físicos en la solución terminada la prueba, respecto a las características físicas de la solución antes de la prueba.
Conclusiones
Se determinó el índice de proteínas por medio del Lowry donde las muestras problemas se encuentran entre el patrón dos y tres, el índice de ppm disueltas en la muestras son altas si esto se vertiera de manera masiva en las aguas servidas sería de un alto grado de contaminante, es decir a nivel industrial se deberían tratar antes de enviar por el alcantarillado.
Se elaboró una curva de calibración donde se observa que a mayor grado de absorbancia mayor el índice de proteínas, esto es debido a que los enlaces peptídicos retienen la incidencia de la luz.
BIBLIOGRAFIA
1 http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/ProteinasEstruct.htm
Humberto M. Zamora E. (2012). Métodos selectivos de Bioquímica Experimental. Pág. 7-13.
Juan C. Martínez V.(1972). Análisis orgánico cualitativo. Colombia.
Aspectos Teóricos Relacionados Con el Laboratorio de Bioquímica.
http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/b1_bioquimica/t13_glucidos/test.htm
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_01_04.htm
http://www.uco.es/master_nutricion/nb/Mataix/proteinas.pdf
http://acasti.webs.ull.es/docencia/practicas/4.pdf
http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/
[Escriba el título del documento]
