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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE Escola de Engenharia Curso de Química RELATORIO - REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE AMINOÁCIDOS (PRÁTICA 2) Tayna Costa de Jesus, 41990765 SÃO PAULO 1º/2022 Tayna Costa de Jesus, 41990765 06N11 RELATORIO - REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE AMINOÁCIDOS (PRÁTICA 2) Trabalho para obtenção de nota na disciplina de Bioquímica I, professor Marcos Antonio Fazio. SÃO PAULO 1º/2022 Sumário 1. Objetivo da Prática .............................................................................................................. 2 2 Parte experimental ............................................................................................................... 5 EXPERIMENTO 01 – Determinação de Aminoácidos Sulfurados ....................................... 5 EXPERIMENTO 02 – Reação de Millon............................................................................... 5 EXPERIMENTO 03 – Reação de Hopkins-Cole ................................................................... 6 EXPERIMENTO 04 – Reação de Sakagushi ......................................................................... 6 EXPERIMENTO 05 – Reação de Ninhidrina ........................................................................ 7 3 Resultados e Discussão ....................................................................................................... 8 4 Conclusões ........................................................................................................................ 10 5 Questionário ...................................................................................................................... 11 6 Bibliografia........................................................................................................................ 16 2 1. Objetivo da Prática Identificar a presença de alguns -aminoácidos por intermédio de reações características. 2. Introdução Na bioquímica os α- aminoácidos são aqueles em que as funções amino (NH2) e carboxila (COOH) estão ligadas ao mesmo carbono, chamado de carbono alfa. Eles apresentam dois grupos que podem sofrer protonação (adição de H+) e desprotonação (retirada de H+). Ligados ao átomo de carbono também tem um átomo de hidrogênio (H) e um radical ou cadeia lateral R. Tendo como exceção a glicina onde o grupo-R é o hidrogênio e a presença de outro hidrogênio (-H) ligados ao átomo de carbono-α. Figura 1- Formula geral dos aminoácidos - https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fmundoeducacao.uol.com.br%2Fbiol ogia%2Faminoacidos.htm&psig=AOvVaw33bs8- UnxLm6Z3k9OR0HIg&ust=1646234454845000&source=images&cd=vfe&ved=0CAwQjhxqF woTCLDi8L-bpfYCFQAAAAAdAAAAABAD São conhecidos 20 aminoácidos (Alanina, Arginina, Aspartato, Asparagina, Cisteína, Fenilalanina, Glicina, Glutamato, Glutamina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metinonina, Prolina, Serina, Tirosina, Treonina, Triptofano e Valina). Os aminoácidos podem ser divididos em essenciais e não essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que os seres humanos não têm a capacidade de sintetizar ou sintetizam em quantidades insuficientes para suprir as necessidades, sendo então obtidos pela dieta. Tendo como exemplos os aminoácidos essenciais são valina, leucina a isoleucina, treonina, metionina, lisina, histidina e arginina. 3 Figura 2- Exemplos de aminoácidos Essenciais - https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fbrasilescola.uol.com.br%2Fbiologia%2Faminoacidos.h tm&psig=AOvVaw3KxhLQl9- sIE_PFfDLNeDk&ust=1646245436318000&source=images&cd=vfe&ved=0CAwQjhxqFwoTCJCV66zEpfYCFQA AAAA Os aminoácidos não essenciais são aqueles que os seres humanos têm a capacidade de sintetizar em seu organismo. Exemplos de aminoácidos não essenciais são a alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, glicina, prolina, serina e tirosina. Os aminoácidos naturais apresentam uma configuração do carbono assimétrico L e os que não são naturais uma configuração D, onde L e D são enantiômeros um do outro e os aminoácidos que compõem as proteínas em nossos corpos são todos L-aminoácidos. O estudo da composição e polaridade do grupamento R possibilita classificar em Aminoácidos com grupamento R apolar (hidrofóbicos ou insolúveis em água), polar neutro (hidrofílico ou solúveis em água), polar com carga negativa (ácido) e polares com carga positiva (básico). A polaridade será a capacidade de um grupo químico formar polos elétricos que possibilitam que esse grupo se solubilize em água interagindo com ela por ligações de hidrogênio. 4 Os aminoácidos apolares são os menos solúveis por conta da ausência de grupamentos hidrofílicos no grupamento R, sendo formados em sua maioria por hidrocarbonetos. Nessa classificação se encontra a L-alanina, L-valina, L-leucina, L-fenilalanina, Lprolina, L- triptofano, L-metionina e L-isoleucina e glicina. A alamina trata-se do aminoácido mais solúvel deste grupo e a glicina é o mais simples, por possuir no R apenas um átomo de hidrogênio, em alguns casos a glicina é classificada como polar, pois o grupamento funcional possibilita certa solubilidade. A glicina é o único aminoácido que não possui carbono assimétrico. Figura 3 Aminoácidos apolares ou hidrofóbicos - https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/11280916022012Bioquimica_aula_3.pdf Os aminoácidos polares são solúveis em água porque apresentam em suas cadeias laterais grupos polares como OH, NH e C=O, que fazem ligações de hidrogênio com a água. Os aminoácidos polares neutros/com grupamento R polar não-carregado, possuem grupos R que são hidrofílicos na cadeia carbonada que não se ionizam, porem possibilitam maior solubilidade ao aminoácido. Nessa classificação se encontra a serina, L-treonina, L- cisteína, L-asparagina, L-tirosina e L-glutamina. A cisteína e tirosina tem o o grupamento R mais polares, por consequência os mais solúveis desses. Os aminoácidos polares ácidos (com carga liquida negativa) são aqueles que em um pH de 7,0 apresentam grupos R com carga líquida negativa. Nessa classificação se encontra o L- aspartato e L-glutamato. Cada um deles possui na cadeia lateral um segundo grupo carboxila ionizado em pH 7,0 adquirindo carga negativa no grupamento carboxila (- COO-). Os aminoácidos polares básicos (com carga liquida positiva) são aqueles que em um pH de 7,0 os grupos R apresentam carga positiva líquida e em pH neutro, esses grupos estão protonados, sendo denominados então de aminoácidos básicos. Nessa classificação se encontra a lisina, arginina e histidina. 5 2 Parte experimental EXPERIMENTO 01 – Determinação de Aminoácidos Sulfurados Reagentes: Solução de albumina 10 mg∙mL-1 Solução de NaOH 6M Ácido acético glacial Acetato de chumbo 10% Cys Met Procedimento: Foi colocado no interior de um tubo de ensaio 1,0 mL da solução de albumina e em outro tubo 1,0 mL de água destilada (que é usado como controle), foi adicionado lentamente 1 mL de NaOH 6 M aos dois tubos. A seguir foi aquecido os tubos em chama direta com auxílio de uma pinça de madeira (tomando cuidado para não superaquecer os tubos). Adicionando 3 gotas de ácido acético glacial e 3 gotas de acetato de chumbo 10% em cada um dos tubos e por fim foi feito as anotações. EXPERIMENTO 02 – Reação de Millon Esse ensaio é utilizado par identificação do aminoácido tirosina (Tyr), que é o único aminoácido que possui um grupo fenólico. Os fenóis quando aquecidos com sais de mercúrio em presença de ácido nítrico sofrem nitração formando compostos de coloração vermelho tijolo. Reagentes: Solução de Albumina 10 mg/mL Reativo de Millon Tyr Procedimento: Foi colocado em um tubo de ensaio 2,0 mL da solução de albumina e em outro tubo 2,0 mL de águadestilada (que é usado como controle). Adicionado a ambos os tubos 1 mL do Reativo de Millon e Aquecido os tubos em chama direta por 30 segundos com o auxílio de uma 6 pinça de madeira (tomando cuidado para não superaquecer os tubos). Por fim foi observado e anotado os resultados. EXPERIMENTO 03 – Reação de Hopkins-Cole Esse ensaio é utilizado para identificar o aminoácido triptofano. Na reação de Hopkins- Cole as proteínas que possuem triptofano, reagem com o ácido glioxílico e pela ação do ácido sulfúrico concentrado formam compostos de cor violeta na interface das soluções. Reagentes: Solução de Albumina 10 mg/mL Reativo de Hopkins-Cole Ácido sulfúrico concentrado Trp Procedimento: Foi colocado em um tubo de ensaio 1 mL de albumina e em outro tubo 1 mL de água destilada (que é usado como controle). Adicionado em ambos os tubos 3 mL do Reativo de Hopkins-Cole, por fim foi adicionado lentamente pela parede interna de cada tubo 2 mL de ácido sulfúrico concentrado. Depois de ter aguardado alguns minutos foi observado o resultado. EXPERIMENTO 04 – Reação de Sakagushi Esse ensaio é utilizado para identificar o aminoácido arginina. Na reação de Sakagushi as proteínas que contém arginina, apresentam coloração vermelha quando tratadas com -naftol e hipoclorito de sódio. Reagentes: Solução de Albumina 10 mg/mL Solução de NaOH 2,5 M -naftol (0,4% em etanol) Hipoclorito de sódio (6-7%) Arg 7 Procedimento: Foi colocado em um tubo de ensaio 1 mL de albumina e em outro tubo 1 mL de água destilada (que é usado como controle), a seguir foi adicionar em ambos os tubos 1 mL de NaOH 2,5 M, 0,5 mL do -naftol e 1 mL de hipoclorito. Depois de agitado foi interpretado e anotado os resultados. EXPERIMENTO 05 – Reação de Ninhidrina Essa reação é clássica para identificar -amino grupo livre e possibilita a identificação quantitativa de aminoácidos. Reagentes: Solução de Albumina 10 mg/mL. Solução de ninhidrina 0,1%. Procedimento: Foi colocado em um tubo de ensaio 1 mL de albumina e em outro tubo 1 mL de água destilada (que é usado como controle); adicionado a ambos os tubos 3 mL da solução de ninhidrina e por fim os tubos foram levados em banho-maria fervente por 3 minutos para ser observada a coloração formada. 8 3 Resultados e Discussão Para ser realizada as determinações foi feito ensaios qualitativos. EXPERIMENTO 01 – Determinação de Aminoácidos Sulfurados No primeiro experimento após o aquecimento de proteína em meio alcalino resulta na liberação de enxofre, por conta da cisteína e a metionina. A presença do enxofre é evidenciada pela adição de acetato de chumbo, por conta do precipitado castanho de sulfeto de chumbo. A solução com proteínas apresentou coloração castanha, porém não ocorreu o mesmo na solução controle, que foi utilizada água destilada. Figura 4 foto do experimento de determinação de aminoácidos sulfurados tirada em laboratório EXPERIMENTO 02 – Reação de Millon No tubo onde havia a presença da proteína, após o aquecimento foi observada uma coloração salmão, por conta do aquecimento dos fenóis presentes na tirosina. Já no qual havia água destilada, mesmo após o aquecimento a solução manteve-se incolor. Figura 5 foto do experimento de reação de Millon tirada em laboratório 9 EXPERIMENTO 03 – Reação de Hopkins-Cole No tubo no qual havia proteína, houve a mudança da coloração da solução para um tom violeta e a formação de um anel, ocorreu pelo fato de que a solução utilizada continha triptofano que reage com o ácido glioxílico, formando compostos de coloração violeta em sua interface. Já no tubo que havia apenas água destilada não foram observadas, pois a reação ocorre somente na presença de proteínas que contém triptofano. Figura 6 Reação do experimento de Hopkins-Cole EXPERIMENTO 04 – Reação de Sakagushi No tubo em que havia a proteína, a substância adquiriu coloração avermelhada intensa, devido a presença de arginina na solução, que apresenta essa coloração depois da utilização dp α-naftol e hipoclorito de sódio. Já no que havia a presença da água a substância apresentou uma coloração meio castanha, pelo fato de que não havia proteína para que houvesse reação. Figura 7 foto do experimento de reação de Sakagushi tirada em laboratório EXPERIMENTO 05 – Reação de Ninhidrina Na reação de ninhidrina há a formação de um composto roxo/ azul-violeta, pois ela reage com o grupamento amina presente nos aminoácidos. No caso da prolina que são iminoácidos, forma-se um produto de coloração amarelada. Sua coloração pode ser mais ou menos intenso 10 dependendo das concentrações dos aminoácidos presentes, no que foi feito em laboratório foi possível ver uma coloração azulada. No caso do que tinha agua não apresentou alteração de coloração por conta da falta de presença do aminoácido. Figura 8 foto do experimento de Reação de Ninhidrina tirada em laboratório 4 Conclusões O objetivo principal desse relatório foi determinar a presença de alguns -aminoácidos por intermédio de reações características, para chegar a esse objetivo foram utilizados cinco experimentos que são os de: Determinação de Aminoácidos Sulfurados, reação de Millon, reação de Hopkins-Cole, reação de Sakagushi e reação de Ninhidrina. A partir dos resultados observados, conclui-se que é possível determinar a presença de proteínas em solução com o auxílio de algumas reações químicas conhecidas, bem como a natureza de alguns aminoácidos presentes nestas proteínas. Pela realização do experimento de Determinação de Aminoácidos Sulfurados, foi evidenciada a liberação de enxofre. Através da realização do experimento de reação de Millon, foi possível determinar que apenas as proteínas que contém tirosina dão positiva. No caso do experimento de reação de Hopkins-Cole foi possível foi possível concluir que a reação de só ocorre na presença de proteínas que contém triptofano. Já no caso da reação de Sakagushi foi possível concluir que ocorre apenas em meio a arginina. No experimento da reação de Ninhidrina teve a formação de compostos de coloração azulada pois ela reage com o grupamento amina presente nos aminoácidos. Dessa forma, conclui-se que os resultados obtidos foram os esperados. 11 5 Questionário 1) Escreva a fórmula estrutural dos seguintes aminoácidos em pH 7,4: a) Leu b)Trp c)Thr d) Ser e) Arg f) Lys 12 g) Asp h) Tyr 2) Dos aminoácidos citados acima, indique quais são classificados como: a) Polares ácidos Ácido aspártico (Asp) pois o grupo R é uma cadeia lateral com carga negativa e possui grupo carboxila. b) polares básicos Lisina (Lys) e arginina (Arg) todos possuem grupamento R de 6 carbonos, o grupo R é uma cadeia lateral básica, carregada positivamente e possuem grupo amino. c) polares neutros A treonina (Thr), a serina (Ser) e a tirosina (Tyr) pois possuem grupamento hidrofílico na cadeia carbonada que não se ionizam, porém lhe confere maior solubilidade. Se encontrando no R a Hidroxila. d) apolares A leucina (Leu), pois além de apresentar uma cadeia alifática hidrocarbonada, ela não possui grupamentos hidrofílicos. 13 O triptofano (Trp) pois além da presença do anel aromático ocorre a ausência de grupamentos hidrofílicos no grupamento R e) indique o índice hidropatico de cada aminoácido criado na questão 1. O índice hidropático dos aminoácidos reflete a tendência que as suas cadeias laterais têm para interagir com o meio aquoso, quanto mais negativo for o índice maior é a contribuição hidrofílica (polar)e quanto mais positivo maior a contribuição hidrofóbica (apolar) . Leu = 3,8 (sendo assim por apresentar o índice mais positivo, maior é a contribuição hidrofóbica) - A leucina não possui grupamentos hidrofílicos e faz parte dos apolares Thr = -0,7 Ser = -0,8 Trp = -0,9 Tyr = -1,3 Asp = -3,5 Lys = -3,9 Arg = -4,5 (sendo assim por apresentar o índice hidropatico mais negativo, maior é a contribuição polar (hidrofílica) 3) Justifique as respostas do item anterior baseados em argumentos bioquímicos. Os aminoácidos são compostos anfótero, ou seja, em meio ácido agem como base, aceitando prótons, ionizando o grupo amina e em meio básico agem como um ácido doando prótons, ionizando o grupo carboxila, Como os aminoácido tem um grupo carboxila e um grupo amino, eles podem ser classificados de acordo com a estrutura da cadeia lateral em neutros, ácidos ou básicos 4) Escreva a equação da reação química completa de formação dos dipeptídeos formados pelos seguintes aminoácidos: 14 a) Val e Lys. b) Ser e Arg. c) Asn e Tyr. 15 5) Escreva as fórmulas estruturais dos aminoácidos, presentes no peptídeo abaixo, na Configuração L. 16 6 Bibliografia 1. https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/11280916022012Bioquimica_aula_ 3.pdf 2. https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/12175810072012Quimica_Biomolec ulas_aula_3.pdf 3. http://www2.fct.unesp.br/docentes/edfis/ismael/nutricao/Amino%E1cidos%20e%20pr ote%EDnas%20pgs%209%20a%2013%20e%2017.pdf 4. https://gostamosdebioquimica.files.wordpress.com/2011/04/aminoc3a1cidos-e- peptideos.pptx#:~:text=Hidropatia%3A%20um%20%C3%ADndice%20de%20hidrop aticidade,interagir%20com%20o%20meio%20aquoso.
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