Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE CURSO DE QUÍMICA DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA DOSAGEM DE PROTEÍNAS: DETERMINAÇÃO COLORIMÉTRICA DE PROTEÍNAS ATRAVÉS DA REAÇÃO DO BIURETO Alunos: Ana Carolina da Silva Drumond TIA: 3140344-1 Kelly Cristina do Nascimento 3144770-8 Sophia Rodrigues Parisi 3140143-0 2 São Paulo 2015 UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE DOSAGEM DE PROTEÍNAS Relatório da sexta aula prática da disciplina de Bioquímica ministrada pelo Prof. Dr. Marcos A. Fazio acerca da descoberta de uma Concentração desconhecida a partir da Equação da reta obtida pela absorbância Versus concentração, da espectrofotometria. . São Paulo 2015 3 Sumário OBJETIVO ................................................................................................................................... 4 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 5 2. 2.1 Métodos para determinação de proteínas ................................................................................ 5 2.2 Método de Biureto ................................................................................................................... 5 2.3 Espectrofotometria de Absorção Molecular.............................................................................. 7 PROCEDIMENTOS ....................................................................................................................... 9 3. 3.1 Materiais .................................................................................................................................. 9 3.2 Reagentes ................................................................................................................................ 9 3.3 Método .................................................................................................................................... 9 RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................................................11 4. CONCLUSÃO ..............................................................................................................................13 5. QUESTIONÁRIO .........................................................................................................................14 6. TOXICIDADE ..............................................................................................................................15 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................................16 8. 4 OBJETIVO 1. Determinação colorimétrica de proteínas através da reação de Biureto, pelo método de espectrofotometria, realizar o gráfico absorbância versus concentração, e encontra o valor da concentração de uma determinada solução através da equação da reta obtida pelo gráfico. 5 INTRODUÇÃO 2. 2.1 Métodos para determinação de proteínas Métodos para determinação de proteínas totais são muito utilizados por profissionais de diversas áreas como as de pesquisas, análises clínicas, indústria de alimentos e para escolha desse método leva-se em conta custo dos reagentes, tempo de análise e interferentes envolvidos. O desenvolvimento dessas metodologias auxilia no diagnóstico de doenças relacionadas à quantidade de proteínas presentes em fluídos biológicos, no aproveitamento de nutrientes na fabricação de alimentos para animais, no trato de doenças ligadas à nutrição humana como obesidade e anorexia e para purificação e determinação de proteínas e enzimas em estudos químicos (Zaia, 1998). Existem vários métodos para determinação de proteínas, os mais utilizados utilizam a espectrofotometria na região do ultravioleta e do visível (UV-Visível). Não existe um método universal para determinação de proteínas totais, os mais conhecidos são o do biureto, de Lowry, do “Coomassie brilliant blue” BG-250 ou reagente de Bradford, do BCA ou reagente de Smith, e de absorção de proteínas no ultravioleta (Zaia, 1998). 2.2 Método de Biureto O Biureto é um composto formado pelo aquecimento da ureia à 180°C, devido à semelhança desse composto com as estruturas das proteínas é que foi dado este nome ao método de análise (Miwa, 2003). O método se dá pela aplicação do reativo de Biureto (hidróxido de sódio e sulfato de cobre) em uma solução de proteína, o cobre é estabilizado em solução com o auxílio do tartarato de sódio, o que ocorre é que o cobre se complexa com a proteína em meio alcalino formando uma ligação quadrado planar com a ligação peptídica, para que essa reação ocorra é necessário no mínimo duas ligações peptídicas (Zaia, 1998). Na formação do complexo íon cobre tetracoordenado, o 6 cobre liga-se a quatro nitrogênios das ligações peptídicas adjacentes havendo a perda de um próton de cada grupo amino substituído (Miwa, 2003). Figura 1: Complexo íon cobre e ligações peptídicas. A intensidade da coloração desta reação é linearmente proporcional à quantidade de proteínas presentes na solução (Miwa, 2003). Para analise espectrofotométrica o método de biureto possui dois picos de absorção um em 270nm e outro em 540nm, sendo que este é mais utilizado mesmo aquele sendo seis vezes mais sensível para este método, porém nesta região várias outras substâncias possuem absorção podendo causar interferências na análise (Zaia, 1998). Este método apresenta as características de ser rápido, seus reagentes são de baixo custo e não apresenta grande variação de absortividade para diversos tipos de proteínas ele é muito utilizado para determinação de proteínas em soro ou plasma sanguíneo, líquido cérebro espinhal (líquor), urina, alimentos, saliva, tecido animal (Zaia, 1998). Apesar de ser muito utilizado, sua sensibilidade não é muito grande em comparação com outros métodos analíticos além também de possuir alguns interferentes como bilirrubina, lipídeos, amônio, hemoglobina entre outros, para esses casos recomenda-se a precipitação das proteínas com ácido tricloroacético e posterior solubilização para determinação das mesmas (Zaia, 1998). 7 2.3 Espectrofotometria de Absorção Molecular. A técnica de espectrometria de absorção molecular é uma das técnicas mais utilizadas para analises, pois se trata de uma técnica que requer um custo relativamente baixo em equipamentos e em treinamentos de usuários (NEAL, 2000). Esta técnica baseia-se no fato de que espécies moleculares e iônicas são capazes de absorver energia de uma fonte de radiação (LEAL, et. al. 2007), cada molécula absorve em um comprimento de onda específico (CAREY, 2008). Figura 2: Esquema do funcionamento interno de um espectrofotômetro. A luz branca ou visível está contida em uma faixa do espectro eletromagnético que varia de 400nm (violeta) a 800nm (vermelho) (CAREY, 2008). A intensidade da luz absorvida por uma amostra depende do espaço entre seus níveis de energia e o encontro destes com os feixes de luz do monocromador (NEAL, 2000). A concentração de uma solução não é medida diretamente e sim relacionada com a potência da radiação que é incidida sobre amostra, pois uma partedesta é absorvida e o restante atravessa o meio, sendo este fenômeno descrito pela Lei de Lambert-Beer que relaciona a absorbância e a transmitância que há em uma amostra quando a ela se aplica uma radiação (LEAL, et. al. 2007). Em consequência da lei de Lambert-Beer os dados da absorbância são adquiridos como indicador de concentração e o espectro de absorção de moléculas em solução é muito grande (NEAL, 2000). 8 Segundo Leal, et. al. (2007): “A lei que rege o processo de absorção de radiação é a Lei de Lambert-Beer, que estabelece a relação entre as absorvân- cia (A), que corresponde ao inverso do logaritmo decimal da transmitância, e a concentração da espécie absorvente. log P0 / P = log (I/T) = A= ɛ.b.c onde: ɛ é a absortividade molar do analito, b é o comprimento do percurso ótico e c a concentração da substância absorvente,” Na espectrofotometria na região do Visível, utilizam-se soluções de substâncias coradas como na técnica de Colorimetria, onde se compara a cor de soluções de concentrações conhecidas com a de concentração desconhecida, porém na espectrofotometria utiliza-se, ao invés do olho humano, aparelhos que emitem radiação e o comprimento de onda é selecionado por um monocromador e há um detector que faz as medidas de absorbância (LEAL, et. al. 2007). 9 PROCEDIMENTOS 3. 3.1 Materiais - Tubo de ensaio - Pipetas - Bequer - Bico de Bunsen 3.2 Reagentes - Solução de Albumina 1% - Solução de Albumina 2% - Solução de Albumina 4% - Solução de Albumina 6% - Solução de Albumina 8% - Solução de Albumina desconhecida - Solução estoque de Biureto: Tartarato de sódio e potássio 45 g Solução de hidróxido de sódio (0,2 M) 400 mL Solução de sulfato de cobre II pentahidratado 15 g Iodeto de potássio 5 g 3.3 Método Inicialmente pegou-se sete tubos de ensaio e numerou-se. Ao tubo número um, adicionou-se 1 mL da solução de albumina 1%. Ao tubo número dois, adicionou-se 1 mL da solução de albumina 2%. Ao tubo número três, adicionou-se 1 mL da solução de albumina 4%. Ao tubo número quatro, adicionou-se 1 mL da solução de albumina 6%. Ao tubo número cinco, adicionou-se 1 mL da solução de albumina 8%. Ao tubo número seis, adicionou-se 1 mL da solução de albumina desconhecida. E, finalmente, ao tubo de número sete, adicionou-se 1 mL de água destilada. 10 Em seguida, acrescentou-se a cada tubo 5 mL de solução diluída de Biureto. Colocou-se os tubos de ensaio em banho-Maria por aproximadamente 30 minutos. Ao retirá- los do banho-maria, leu-se a absorbância a 540 nm e anotaram-se os resultados obtidos. 11 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4. Tubos Concentração Absorbância Tubo 7 0,000 0,000 Tubo 1 1,667 0,200 Tubo 2 3,333 0,330 Tubo 3 6,667 0,476 Tubo 4 10,000 0,656 Tubo 5 13,333 0,773 O gráfico demonstra a absorbância nas concentrações pré-modificadas, pois a solução continha 1 mL da solução de albumina e foi diluída para 6 mL, pois ao adicionar os 5 mL de Biureto, a concentração é modificada. Então, o gráfico foi elaborado após os cálculos de M1.V1=M2.V2. y = 0,0551x + 0,0845 R² = 0,9647 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 0,000 5,000 10,000 15,000 Absorbância Absorbância Linear (Absorbância) 12 O tubo número 7 foi utilizado como branco, continha somente água destilada e com ele, calibrou o espectrofotômetro para que começasse com a absorbância igual a 0. A equação da reta obtida foi y = 0,0551.x + 0,0845, e o R2 = 0,9647, sendo o valor do R2 satisfatório, pois quanto mais próximo de 1 melhor. Era necessário descobrir a concentração da solução 6, a partir da equação do gráfico, o valor da sua absorbância obtida no experimento foi 0,538, então o valor da concentração será de 8,230 M. Vendo pelo gráfico, esta molaridade está correta, pois a absorbância está entre as das soluções 3 e 4. E a molaridade inicial, seria de 49,40 M. 13 CONCLUSÃO 5. O experimento foi interessante, pois teve um primeiro contato com o espectrofotômetro, que é um instrumento importante para determinações na química analítica. A utilização de Biureto nos mostra que diferentes compostos podem reagir de diferentes formas com proteínas e aminoácidos, sendo que a reação do Biureto ocorre com proteínas com mais de duas ligações peptídicas, diferentemente da Ninhidrina que já foi utilizada em outros experimentos, que reage com os grupos amina de aminoácidos e proteínas. Os valores obtidos no gráfico foram satisfatórios, pois foi possível encontrar o valor da solução de concentração desconhecida, sendo ela 8,230 M, e a inicial sendo 49,4 aproximadamente 5% de Albumina na solução. Ficando estes valores entre os valores do tubo 3, 6,667 M e Abs. 0,476, e o tubo 4, 10,000 M e Abs. 0,656. O resultado da concentração ficou no intervalo esperado, sendo que pode haver erros por ser um resultado experimental e com poucos números para serem comparados. 14 QUESTIONÁRIO 6. 1) Porquê está técnica é denominada de reação do Biureto? Porque o Biureto forma um complexo com o íon cúprico, em meio básico, quando entra em contato com proteínas que contem mais de duas ligações peptídicas, e a composição do Biureto contem hidróxido de sódio e sulfato de cobre II pentahidratado. Quando o Cobre reage com o Carbono alfa e com o Nitrogênio das ligações peptídicas, há a formação de um complexo púrpura, tendo um pico de absorção a 540 nm, e quando a concentração da solução é diferente, a absorbância também é diferente, fazendo com que a partir da equação da reta obtida pelo gráfico seja possível calcular a concentração de uma solução cuja concentração seja desconhecida. 2) Quais são os tipos de compostos em que a reação de Biureto dá positivo? O teste de Biureto só é possível com proteínas que contenham mais de dois enlaces peptídicos, ou seja, mais de 3 aminoácidos ligados, não dando o mesmo resultado com aminoácidos e com dipeptídeos. Diferentemente da Ninhidrina, que reagia com aminoácidos. 3) Enuncie a Lei de Lambert-Beer utilizada nessa técnica. Para encontrar a concentração da solução desconhecida, é necessário relacionar com a Lei de Lambert-Beer, que relata que a absorbância é diretamente proporcional à concentração da espécie absorvente, quando se mantem o caminho óptico constante. Utilizamos a reação: Absorbância = ε (absortividade molar) x C (concentração da substância). A absorbância é lida no espectrofotômetro, e a absortividade é encontrada na equação da reta do gráfico. 4) Qual a relação entre absorbância e transmitância? A absorbância é diretamente proporcional a concentração da espécie absorvente, e a fração de luz que passa por uma amostra é a transmitância que está relacionada logaritmicamente com a concentração. Para encontrar a absorbância das soluções, é necessário deixar a transmitância em 1,00, pois assim a absorbância fica em 0,00 e é possível obtê-la de forma correta. 5) De acordo com seus dados experimentais (gráfico obtido por meio do experimento) qual seria a concentração das seguintes substancias desconhecidas cuja absorbância após a reaçãodo Biureto foram de: a) 0,126 b) 0,315 c) 0,0 Equação da reta: y = 0,0551.x + 0,0845 a) 0,753 M b) 4,183 M c) 0,000 M 15 TOXICIDADE 7. Albumina: não tóxico, por ser formada por aminoácidos essenciais. Biureto: irritação cutânea, irritação ocular, pode provocar irritação nas vias respiratórias. 16 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8. Albretch, C. H.; Bianchi, J. C. de A.; Maia, D. J. Universo da Química: ensino médio/volume único. São Paulo: Ed. FTD, 2005. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. Marzzoco, A.; Torres, B. B. Bioquímica Básica. 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. SIGMA-ALDRICH, Material Safety Data Sheet. Disponível em: < http://sites.ffclrp.usp.br/cipa/fispq/Albumina%20de%20soro%20bovino.pdf>. Acesso em: 14 outubro 2015. SIGMA-ALDRICH, Material Safety Data Sheet. Disponível em: < http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=BR&lang uage=pt&productNumber=B54207&brand=ALDRICH&PageToGoToURL=http%3A% 2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Faldrich%2Fb54207%3Fla ng%3Dpt>. Acesso em: 14 outubro 2015. CAREY, F. A. Química Orgânica. vol. 1. Sétima Edição. The McGraw-Hill Companies. Nova Iorque. 2008. LEAL, A. A. X. HENRIQUES, C. A. LUNA, A. S. Validação e Estimativa da Incerteza do Método de Determinação do Fósforo por Espectrofotometria UV-VIS. Revista Analytica. n.32. Dez. 2007/Jan. 2008. p. 28-34. NEAL, S. L. Ultraviolet and Visible Molecular Absorption and Fluorescence Data Analysis. Encyclopedia of Analytical Chemistry. Jhons Wiley & Sons Ltda. Canada. 2000. p.1058-1591. MIWA, A. C. P. Comparação e avaliação dos métodos colorimétricos utilizados para determinação de proteínas em lagoas de estabilização. Dissertação para obtenção do título de mestre apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. São Carlos, 2003. Acesso em:< http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-17042006- 142148/publico/Miwa.pdf>. Acesso em 19 de outubro de 2015. 17 ZAIA, D. A. M. ZAIA, C. T. B. V. LICHTIG, J. Determinação de proteínas totais via espectrofometria: vantagens e desvantagens dos métodos existentes. Química Nova. n. 21 Jun. 1998. p 787- 793.