Des-naturalización

Reporte 7Página 6





UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA LEON
INGENIERIA EN BIONANOTECNOLOGIA
Bioquímica Y Laboratorio
REPORTE POR EQUIPO
Practica # 7
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE LAS PROTEÍNAS.

Equipo 1°
INTEGRANTES: Fernando Cisneros Sánchez, Alberto Gabriel Ñol Jiménez, Horacio Caro Aguilar & Víctor Dallaqcua Madeira de Toledo
Grupo 1
Profesor: Ing. José Alberto Pérez Bejarano











Fecha de Realización del Experimento: 28/11/2014
Fecha de Entrega del Reporte: 2/12/2014
INTRODUCCIÓN
PROTEINAS
Las proteínas son biomóleculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.
Pueden considerarse polímeros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de aminoácidos y serían por tanto los monómeros unidad. Los aminoácidos están unidos mediante enlaces peptídicos.
AMINOÁCIDOS
Del griego Ammon = dios egipcio cerca de cuyo templo se prepararon por primera vez las sales de amonio a partir de estiércol de camello. Las subunidades (monómeros) que forman las proteínas (polímeros).
Cada aminoácido posee por lo menos un grupo funcional amino ( básico) y un grupo funcional carboxilo (ácido) y difiere de otros aminoácidos por la composición de su grupo R. (Aula21.net, 2014)
EL ENLACE PEPTÍDICO
Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aa. y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua. El enlace peptídico tiene un comportamiento similar al de un enlace doble, es decir, presenta una cierta rigidez que inmoviliza en un plano los átomos que lo forman.







COMPORTAMIENTO QUÍMICO
En disolución acuosa, los aminoácidos muestran un comportamiento anfótero, es decir pueden ionizarse, dependiendo del pH, como un ácido liberando protones y quedando (-COO'), o como base , los grupos -NH2 captan protones, quedando como (-NH3+ ), o pueden aparecer como ácido y base a la vez. En este caso los aminoácidos se ionizan doblemente, apareciendo una forma dipolar iónica llamada zwitterion.
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
ESTRUCTURA PRIMARIA
La estructura primaria viene determinada por la secuencia de AA en la cadena proteica, es decir, el número de AA presentes y el orden en que están enlazados. Las posibilidades de estructuración a nivel primario son prácticamente ilimitadas. Como en casi todas las proteínas existen 20 AA diferentes, el número de estructuras posibles viene dado por las variaciones con repetición de 20 elementos tomados de n en n, siendo n el número de AA que componen la molécula proteica.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aa, 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 alfa-hélice
2. La lámina beta.
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. En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc. 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 tiene azufre.
2. Los puentes de hidrógeno
3. Los puentes eléctricos
4. Las interacciones hifrófobas.
ESTRUCTURA CUATERNARIA
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. El número de protómeros varía desde dos como en la hexoquinasa, cuatro como en la hemoglobina, o muchos como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de 60 unidades proteícas. (Aula21.net, 2014)




















OBJETIVO
Comprobar los cambios fisicoquímicos que sufren las proteínas en presencia de elementos químicos y físicos
RESUMEN
La primera prueba a realizar fue el efecto del pH, para esto separamos la clara de un huevo y la dividimos en partes iguales en dos vasos de precipitado de 150 mL cada uno. A un vaso de precipitado se le agregó 10 mL de solución de HCl al 15%, pudimos observar que la clara del huevo comenzó a cocerse, de manera inmediata al agregar la solución de HCl, esta comenzó a gelatinizarse, que es la textura característica de un huevo cocido, y por supuesto pasó a tener un color blanco, medimos su pH el cual fue de 0.94. Después, al otro vaso de precipitado con clara, le agregamos 10 mL de solución de hidróxido de sodio al 20%, pudimos observar una cocción rápida, al igual que en la primera prueba, pero su pH cambió, esta vez el pH fue de 12.35.
La siguiente prueba que realizamos fue de solventes polares, para ello se separó la clara de tres huevos en tres vasos de 150 mL, posteriormente a un sólo vaso, con una clara de huevo, agregamos 50 mL de etanol, observamos que se comenzó a cocer, puesto que se gelatinizaba y se teñía de color blanco, pero de forma más lenta que en la prueba pasada (solución de HCl al 15%) y no se cocía totalmente.
Al segundo vaso de precipitado, con otra clara, le agregamos 0.5 mL de etanol y se calentó a baño María, la clara de huevo comenzó a cocerse (cambio de textura y color) en un tiempo de 6:02 minutos. Mientras que a la tercer clara, no agregamos ninguna sustancia, simplemente llevamos a baño María y en ella notamos un cambio de textura y color pasados los 8:18 minutos. En ambas claras pudimos notar una cocción menor en relación con la clara a la que agregamos 50 mL de etanol y podemos decir que el aspecto entre el vaso 2 y el vaso 3 era bastante similar, misma textura y color blanquecino.
Por ultimo realizamos una prueba para conocer el efecto de los iones; para ello, con ayuda de una probeta de 10 mL colocamos 5 mL de clara de huevo en 4 tubos de ensaye grandes (5 mL / cu). Posteriormente a cada tubo se le agregó distintas cantidades de solución saturada de NaSO4.
Tubo 1: 1.9 mL de agua / 0.1 mL SO4(NH4)2 Sat.
Tubo 2: 1.8 mL de agua / 0.2 mL SO4(NH4)2 Sat.
Tubo 3: 0.4 mL de agua / 1.4 mL SO4(NH4)2 Sat.
Tubo 4: 0.4 mL de agua / 1.6 mL SO4(NH4)2 Sat.
Pasados los 10 minutos de que se agregaran las distintas concentraciones, notamos que el tubo 1 y 2 estaban de un color más brillante (amarillento) con relación a los tubos 3 y 4.
Por último, llevamos los 4 tubos a baño María, después de aproximadamente 15 minutos observamos que los tubos 1 y 2 estaban cocidos (cambio de color y textura) pero no estaban totalmente homogeneizados, es decir, pareciera como si tuvieran dos fases, como si existiera sedimentación. Mientras que los tubos 3 y 4 estaban cocidos, de igual manera, pero no se notaba sedimentación.
RESULTADOS
Efecto del pH
Clara de huevo con solución de ácido clorhídrico al 15%
Clara de huevo con solución de hidróxido de sodio al 20%
pH:0.94
pH:12.36

Solventes polares
Temperatura

0.5 mL de etanol
Clara pura
Se torna blanco con el etanol
Cambió en 5 min a 53°C
Cambió en 8 minutos a 56°C




Efecto de iones
Tubo
1
2
3
4
Antes de calentar después de reposar 10 minutos con solución saturada de NaSO4 [3.7g/ml]




Después de calentar
Temperatura final:
77°C





Se tornaron de color blanco las soluciones de los tubos.Se tornaron de color blanco las soluciones de los tubos.
Se tornaron de color blanco las soluciones de los tubos.
Se tornaron de color blanco las soluciones de los tubos.






CALCULOS
Nuestro equipo no realizo alguna especie de cálculo durante esta práctica
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
Huevo

Culturalmente, los huevos de las aves constituyen un alimento habitual en la alimentación de los humanos. Se presentan protegidos por una cáscara y son ricos en proteínas y lípidos.
Calorías 52


Lípido 0.2 g

Ácido graso saturado 0 g

Ácido graso poliinsaturado 0 g

Ácido graso monoinsaturado 0 g

Colesterol 0 mg

Sodio 166 mg

Potasio 163 mg

Glúcido 0.7 g

Fibra alimentaria 0 g

Azúcar 0.7 g

Proteína 11 g



Vitamina A
0 IU
Vitamina C
0 mg
Calcio
7 mg
Hierro
0.1 mg
Vitamina D
0 IU
Vitamina B6
0 mg
Vitamina B sub 12
0.1 µg
Magnesio
11 mg

(BTL, 2014)




Sulfato de sodio
El sulfato de sodio o sulfato sódico es una sustancia incolora, cristalina con buena solubilidad en el agua y mala solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos con excepción de la glicerina.

Fórmula: Na2SO4
Masa molar: 142,04 g/mol
Punto de fusión: 884 °C
Densidad: 2,66 g/cm³
Punto de ebullición: 1.429 °C
Soluble en: Agua (Formulacionquimica.com, 2014)

Hidróxido de sodio
El hidróxido de sodio o hidróxido sódico, también conocido como soda cáustica o sosa cáustica, es un hidróxido cáustico usado en la industria en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes.
Fórmula: NaOH
Masa molar: 39,997 g/mol
Densidad: 2,13 g/cm³
Denominación de la IUPAC: Sodium hydroxide
Punto de ebullición: 1.388 °C
Punto de fusión: 318 °C
Soluble en: Agua, Metanol, Etanol (Formulacionquimica.com, 2014)

Etanol
Compuesto químico
El compuesto químico etanol, conocido como alcohol etílico, es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78,4 °C. Wikipedia
Densidad: 789,00 kg/m³
Fórmula: C2H6O
Punto de ebullición: 78,37 °C
Masa molar: 46,06844 g/mol
Punto de fusión: -114 °C
Presión de vapor: 5,95 kPa
Clasificación: Alcohol (Formulacionquimica.com, 2014)



Ácido clorhídrico
El ácido clorhídrico, ácido muriático, espíritu de sal, ácido marino, ácido de sal o todavía ocasionalmente llamado, ácido hidroclórico, agua fuerte o salfumán, es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno. Es muy corrosivo y ácido.
Fórmula: HCl
Masa molar: 36,46094 g/mol
Clasificación: Ácido inorgánico
Denominación de la IUPAC: Chlorane, Hydrogen chloride (Formulacionquimica.com, 2014)




OBSERVACIONES
A la clara de huevo se le añadieron 50 ml de etanol, por lo que al contacto de este, se torna blanco, con un olor penetranteA la clara de huevo se le añadieron 50 ml de etanol, por lo que al contacto de este, se torna blanco, con un olor penetrante
A la clara de huevo se le añadieron 50 ml de etanol, por lo que al contacto de este, se torna blanco, con un olor penetrante
A la clara de huevo se le añadieron 50 ml de etanol, por lo que al contacto de este, se torna blanco, con un olor penetrante







La clara de huevo se tiñe de color blanco pero a diferencia del etanol, el color se adquiere poco a pocoLa clara de huevo se tiñe de color blanco pero a diferencia del etanol, el color se adquiere poco a poco
La clara de huevo se tiñe de color blanco pero a diferencia del etanol, el color se adquiere poco a poco

La clara de huevo se tiñe de color blanco pero a diferencia del etanol, el color se adquiere poco a poco







A diferencia de los dos anteriores, con el NaOH se forma una masa gelatinosa, y poco a poco va adquiriendo dureza, sin adquirir el color blanco.A diferencia de los dos anteriores, con el NaOH se forma una masa gelatinosa, y poco a poco va adquiriendo dureza, sin adquirir el color blanco.
A diferencia de los dos anteriores, con el NaOH se forma una masa gelatinosa, y poco a poco va adquiriendo dureza, sin adquirir el color blanco.
A diferencia de los dos anteriores, con el NaOH se forma una masa gelatinosa, y poco a poco va adquiriendo dureza, sin adquirir el color blanco.





CUESTIONARIO
1. ¿Qué factores afectan la estabilidad de las proteínas?
Físicos
Calor
Frío
Tratamientos mecánicos : amasado, batido,
agitación.

Químicos
Ácidos y álcalis
Disolventes orgánicos
Disoluciones acuosas de compuestos orgánicos
(urea, detergentes, agentes reductores).

ANON(2014)

¿Qué son los métodos de separación Salting Out y Salting In y que función tienen?
Salting out:
Método para lograr la separación de las proteínas y el plasma. El procedimiento Salting Out precipita e insolubiliza las proteínas, pero sin que se dé lugar la desnaturalización.
Se provoca la precipitación de solutos de carácter organico o bioquímico mediante la adicion de compuestos salinos solubles que no intervienen directamente en el proceso de precipitación.
Salting in:
El salting in es el fenómeno por el cual la concentración de sal aumenta la solubilidad de la proteína. Desde la teoría de Debye-Hückel, el aumento de la concentración de contra iones reduce las interacciones electrostáticas entre macro iones, protegiéndolos de los demás. Hasta cierto punto, la adición de más contra iones (es decir, el aumento de la fuerza iónica I) ayuda a disolver una proteína. Esta técnica se conoce como salting in. El efecto salting in se da cuando se le adiciona a un sistema proteica concentraciones menores a 1.0 M de sales neutras. Los cationes y aniones de estas sales reaccionan con los grupos ionizables de las proteínas y de esta manera evita que se establezcan interacciones entre las cadenas laterales o extremos terminales cargados de las proteínas.
(Es.scribd.com, 2014)










3. Por qué se usa Sulfato de amonio para precipitar proteínas.

Sulfato de amonio se utiliza comúnmente como su solubilidad es tan alta que con soluciones de sal de alta fuerza iónica se permiten. La solubilidad de las proteínas varía en función de la fuerza iónica de la solución, y por lo tanto, de acuerdo con la concentración de sal. Se observan dos efectos distintos: a bajas concentraciones de sal, la solubilidad de la proteína aumenta con el aumento de la concentración de sal, un efecto denomina salazón pulg Como la concentración de sal se aumentó aún más, la solubilidad de la proteína comienza a disminuir. Al suficientemente alta fuerza iónica, la proteína será casi completamente precipitó de la solución
(Centrodeartigo.com, 2014)


4. ¿Qué es el punto isoeléctrico de una proteína, y que condiciones lo generan?

El punto isoeléctrico es el pH al que un polianfólito tiene carga neta cero.
En medios acídicos, es decir en presencia de altas concentraciones de iones H+, la gelatina tiene carga positiva. En medios alcalinos, es decir en presencia de iones OH-, la gelatina tiene carga negativa. En el punto isoeléctrico (IEP) las cargas positivas de los radicales NH3+ igualan a las cargas negativas de los radicales COO-.
(Rousselot.com, 2014)


5. ¿Cuál es el efecto de las soluciones polares en las proteínas?

La polaridad del disolvente disminuye cuando se le añaden sustancias menos polares que el agua como el etanol o la acetona. Con ello disminuye el grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la molécula proteica, provocando la agregación y precipitación. Los disolventes orgánicos interaccionan con el interior hidrófobo de las proteínas y desorganizan la estructura terciaria, provocando su desnaturalización y precipitación. La acción de los detergentes es similar a la de los disolventes orgánicos.
(Es.wikipedia.org, 2014)


6. ¿Por qué se da la desnaturalización de las proteínas por efecto de la temperatura?

Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las moléculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas, y se desnaturalizan. 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.
(Es.wikipedia.org, 2014)





7. Realice una tabla con las propiedades funcionales de las proteínas


(Patentados.com, 2014)



Bibliografía
(2014). Retrieved 30 November 2014, from http://www.qo.fcen.uba.ar/quimor/wp-content/uploads/30-9%20clase%20proteinas%202013%20a(1).pdf
Rousselot.com,. (2014). Punto Iso Eléctrico. Retrieved 30 November 2014, from http://www.rousselot.com/es/gelatina-rousselot/caracteristicas-de-la-gelatina/definicion-descripcion/punto-iso-electrico/
Es.wikipedia.org,. (2014). Desnaturalización (bioquímica). Retrieved 30 November 2014, from http://es.wikipedia.org/wiki/Desnaturalizaci%C3%B3n_(bioqu%C3%ADmica)
Patentados.com,. (2014). Descripción y reivindicaciones de la patente: funcionalidad iii del aislado de proteina de canola (17 de marzo de 2010).. Retrieved 30 November 2014, from http://patentados.com/patente/funcionalidad-iii-aislado-proteina-canola/
Centrodeartigo.com,. (2014). Precipitación con sulfato amónico,. Retrieved 30 November 2014, from http://centrodeartigo.com/articulos-utiles/article_105499.html
Es.scribd.com, (2014). Salting In. [online] Available at: http://es.scribd.com/doc/73854904/Salting-In [Accessed 2 Dec. 2014].

Aula21.net ,. (2014). PROTEINAS . Consultado el 02 de diciembre 2014, a partir de http://www.aula21.net/nutricion/proteinas.htm
BTL, T. (2014). El huevo. Toda la informacin del huevo en espaol . Huevo.org.es . Consultado el 02 de diciembre 2014, a partir de http://www.huevo.org.es/
Formulacionquimica.com ,. (2014). Na2SO4 / sulfato de sodio . Consultado el 02 de diciembre 2014, a partir de http://www.formulacionquimica.com/Na2SO4/