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BQI 202 - LABORATÓRIO DE BIOQUÍMICA ESTRUTURAL TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE UM AMINOÁCIDO; SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE AMINOÁCIDOS POR CROMATOGRAFIA EM PAPEL Profª JULIANA LOPES RANGEL FIETTO JHENIFER CAROLINE – 92471 PAULO EDUARDO – 90768 LARISSA NEVES – 89357 05/10/2018 VIÇOSA MG 1 INTRODUÇÃO A análise cromatográfica em papel se baseia na diferença de solubilidade entre a fase polar e apolar, sendo a fase estacionária polar, água ligada á celulose; e a fase móvel, solvente orgânico apolar. A fase móvel irá se deslocar ,arrastando parte das substâncias contidas na amostra a depender de sua polaridade. A identificação das substâncias de uma mistura é feita a partir da divisão entre a distância percorrida pela substância e distância percorrida pela fase móvel, interação entre os componentes da amostra e a fase apolar; o quociente é denominado fator de retenção. A análise cromatográfica em papel é uma técnica qualitativa e fornece apenas a natureza, obtida pela comparação entre o fator de retenção experimental e tabelado, das substâncias contidas na amostra. Aminoácidos são constituídos por dois grupos funcionais, o amínico (- NH2) e o carboxílico (COOH), podendo agir como ácidos (doador de prótons), ou base (receptor de prótons) e possui a capacidade de agir como tampões, o tamponamento ocorre quando doador e aceptor se apresentam em quantidades iguais. Através da titulação é possível observar os intervalos de atuação do tampão, ou seja, valores em que o pH da solução é mantido sem grandes variações; a observação das curvas de titulação permite o cálculo do pKa ou constante de dissociação ácida. Para os ácidos fracos, parcialmente ionizado para liberar o próton, o valore de pKa é obtido no ponto central da curva de titulação onde as formas protonadas e desprotonadas apresentam valores iguais, portanto o pH se iguala numericamente ao pka. A prática objetiva a determinação de uma amostra de aminoácido desconhecida com base na analise comparativa entre os valores de pH e pKa obtidos experimentalmente, com os valores tabelados fornecidos, uma vez que os ácidos apresentam valores diferentes de pKa. 2 OBJETIVO 1. Identificar o aminoácido correspondente à amostra X por meio da cromatografia de papel. Objetivo específico: • Preparar um sistema adequado para a execução experimental de cromatografia dos aminoácidos ácido aspártico, isoleucina, alanina e amostra X • Executar as operações necessárias à cromatografia ascendente • Revelar o cromatograma • Identificar o aminoácido da amostra X por meio do fator de retenção 2. Titulação e identificação de aminoácido desconhecido. Objetivo específico: • Titulação de aminoácido desconhecido • Determinar o Pka experimental da amostra • Identificar, por comparação com os valores tabelados, o aminoácido correspondente à amostra. 3 MATERIAIS E MÉTODOS Vidrarias e Utensílios • Papel Whatman nº 1 (15 x 20 cm) • Forro de papel • Cuba cromatográfica com tampa • Tubos capilares • Pulverizador • Estufa ajustada a 100°C • Lápis • Régua o Béqueres o Funil o Bureta o Pipeta o Agitador o Barra magnética o Potenciômetro e eletrodo combinado REAGENTES • Solução de aminoácido 0,1 mol L-1 (alanina, ácido aspártico, isoleucina e mistura X) • Solvente misto: n-butanol: ácido fórmico: água (100: 30: 25) • Revelador: Solução de ninidrina 0,1% em acetona o Solução de glicina 0,1 mol L-1 o Solução de NaOH 0,5 mol L-1 o HCl concentrado Métodos Primeiramente, referente a prática sobre identificação de aminoácidos por cromatografia em papel, para identificar os aminoácidos por cromatográfia em papel um dos integrantes foi convidado a realizar a primeira parte do experimento, sendo necessário a utilização de luva para se manusear o papel pois caso contrário os aminoácidos presentes em nossas mãos poderiam interferir no teste, dando prosseguimento, foi nos fornecido um papel retangular (de material semelhante aos utilizados para se coar café) e no mesmo traçado com um lápis (pois a tinta da caneta pode interferir) uma linha horizontal com 2,5cm de espessura na borda cujo lado é maior e depois dividido em 4 partes com 2cm entre si, então em cada parte foi identificado o composto a ser plicado no mesmo (ácido aspártico, isoleucina, prolina e mistura X respectivamente), assim utilizando um capilar foi posto em cada divisão um pouco de cada composto exatamente para quando for identificar não ocorrer de sobrepor uns aos outros. Após terminado a aplicação, foi dobrado a folha em formato cilíndrico e posto a mesma na cuba cromatográfica de forma que não encostasse na parede do recipiente contendo o solvente previamente saturado no qual por fim foi vedado e deixado por volta de uma hora até que pudesse retirar o papel e o por na estufa até secar completamente, então, utilizando o pulverizador foi aplicado o revelador em toda superfície do papel e levado a estufa novamente, por fim, foi observado os resultados (anexo 1). Assim, durante a uma hora de espera para finalização da cromatografia foi dado início a outra prática relacionada a titulação potenciométrica de um aminoácido onde após separado o material a ser utilizado foram medidos 50 mL de glicina em um béquer grande e montou-se o equipamento da melhor forma possível (anexo 2), então, adicionado ácido clorídrico concentrado até o pH ser igual a um. Após preparado o sistema, foi titulado uma solução de glicina com hidróxido de sódio de 1 em 1 mL e por fim anotado os valores de pH obtidos. RESULTADOS E DISCUSSÕES O aminoácido titulado foi a histidina um aminoácido básico (em relação ao pH) devido à sua cadeia lateral aromática de nitrogênio heterocíclico. O radical da histidina consiste em um carbono e um núcleo imidazol. A literatura define o pk de α-COOH = 1,82, o grupo amino com pk de α-NH3+ = 9,17 e o grupo R com pk de R = 6,0. Com o resultado da titulação é possível criar uma curva de titulação fomentando uma discussão. Essa curva será a relação entre a carga líquida e o pH do aminoácido possibilitando estudo sobre ele. Na curva haverá um ponto de inflexão entre duas etapas, nesse há a ausência de carga líquida sendo assim, denominasse um ponto isoelétrico da Histidina em termos teóricos terá o valor de 7,59 considerando a média aritmética entre o pk do grupo amina e o pk do grupo imidazol. Analisando a curva, torna-se evidente que a Histidina possui carga líquida negativa a qualquer pH acima do seu PI e carga líquida positiva abaixo do seu PI. Além disso, é notório a presença de três faixas tamponantes com o pH próximo ao pk de α-COOH, pk de α-NH3+ e o pk de R. É possível observar também que no pH 1,82 a Histidina apresenta em 50% o grupo carbonila na forma protonada e 50% na forma desprotonada; em pH= 6,0 apresenta 50% do Nitrogênio do grupo R na forma protonada e 50% na forma desprotonada, semelhantemente ocorre com o grupo amina em pH=9,17. Figura 1- Espécies Iônicas da Histidina Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger Gráfico 1- Curva de Titulação da Histidina Tabela 1- Comparações valores teóricos e práticos pKa TEÓRICO OBSERVADO 1 1,82 1,87 2 6,0 5,97 3 9,17 9,01 Na cromatografia os aminoácidos foram identificados através do cálculo da distância de locomoção devido à reação de polaridade entre os aminoácidos e os solventes. O solvente é composto por n-butanol: ácido fórmico: água. O pk1 = 1,87 pkr = 5,97 pk 2= 9,010 2 4 6 8 10 12 14 0 5 10 15 20 25 30 35 40 p H ml de NaOH soluto (com aminoácido) moveu- se na direção do fluxo do solvente. Após a revelação cromatográfica, medimos a distância percorrida por cada aminoácido e os Rfs obtidos encontram-se na tabela: Tabela 2- Relação Rf aminoácidos-padrão e desconhecido. Aminoácidos-padrão Rf Aminoácido desconhecido Rf Aspastato 0,07 X 0,12 e 0,57 Isoleucina 0,59 Prolina 0,11 Figura 2 -Aminoácidos envolvidos na cromatografia O aspartato possui um grupo R carregado com carga negativa, portanto polar. A alanina é apolar (hidrofóbica e sem carga), ambos tiveram um deslocamento menor que a isoleucina que também possui um grupo R apolar. Como o ácido fórmico protona os aminoácidos, após o papel de filtro com as amostras entrar em contato com a solução da fase móvel, através da avaliação dos resultados obtidos na cromatografia, foi possível observar que a carga assumida pelos aminoácidos aspartato e a alanina (maior carga liquida positiva) permite que eles interajam mais com a água contida no papel de filtro, fase estacionária o que explica o menor deslocamento em relação a isoleucina No experimento foi proposto uma amostra desconhecida para que possamos descobrir qual o aminoácido em questão através do cálculo de seu Rf: Desse modo, foi possível concluir que a amostra desconhecida se tratava de uma mistura de aminoácidos que participaram da cromatografia, a isoleucina e a prolina. CONCLUSÃO Referente à prática Separação e identificação de aminoácidos por cromatografia em papel, conclui-se que o método utilizado apresentou resultado satisfatório que permitiu a correta identificação da amostra X como uma mistura de isoleucina e alanina. A prática de Titulação potenciométrica de um aminoácido, demostrou a eficiência do método utilizado na identificação correta da Histidina, com base nos valores de Pka obtidos experimentalmente quando comparados aos valores tabelados. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA LEHNINGER, A.L.; NELSON D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica. 6. Ed. São Paulo: Sarvier, 2014. DE QUEIROZ, José Humberto (Org.). Práticas de bioquímica. 6. ed. Viçosa: UFV, 2014. 120 p. ANEXOS Anexo 1 Anexo 2
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