Aminoácidos y proteínas

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor número de funciones en las células de todos los seres vivos. 

Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.  

Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc.

Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales  llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".

Los aminoácidos son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce. Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2). 

Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir.  

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semi-indispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. El déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.  

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácido esencial) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.

Objetivo General

• Seleccionar pruebas de laboratorio que permitan el estudio de las propiedades fisicoquímicas de aminoácidos y proteínas, así como su identificación.

Objetivo Específico

• Utilizar técnicas analíticas que permitan la identificación de aminoácidos en general, aminoácidos específicos y proteínas en cualquier espécimen biológico.

Desarrollo Experimental

Experimento núm. 1

Prueba de la ninhidrina

 La ninhidrina reacciona específicamente con el grupo de a-amino de los aminoácidos, ya sean libres o bien unidos mediante enlaces peptídicos.

La ninhidrina a pH entre 4 y 8 es un oxidante muy fuerte y siempre reacciona con los grupos de a-amino libreando amonio, el cual se condensa con la ninhidrina reducida y con otra molécula de ninhidrina formando un compuesto coloreado que varía de azul a violeta púrpura.

Reacción

Esta reacción también se conoce como condensación de ninhidrina.

Material

·         Solución de albumina de huevo (clara de huevo diluida 1:50)

·         Solución de glicina al 1%

·         Solución de ninhidrina al 0.2%

·         Agua destilada

Procedimiento

1.      Enumeramos tres tubos de ensayo.

2.      En el tubo número uno colocamos 1 ml de agua (blanco).

3.      En el tubo número dos colocamos 1 ml de solución de glicina al 1%.

4.      En el tubo número tres colocamos 1 ml de solución de albumina de huevo.

5.      Agregamos a cada tubo 10 gotas de solución de ninhidrina al 0.2%.

6.      Mezclamos y colocamos en baño maría durante cinco minutos.

Tubo	Agua destilada	Glicina al 1%	Albúmina de huevo	Reactivo ninhidrina al 0.2%
Núm. uno Blanco	1ml	------------------	----------------	10 gotas
Núm. dos Patrón	--------------	1ml	----------------	10 gotas
Núm. tres Problema	---------------	------------------	1ml	10 gotas

Resultados

• En el tubos dos  que debieron presentar color azul violeta, al reaccionar con la ninhidrina cambió casi inmediatamente a azul violeta; lo cual nos reveló la presencia de aminoácidos.

•  En el tubo tres se dio un cambio de color a celeste bajo o amarillo al reaccionar con la ninhidrina y este demoró más tiempo en cambiar de color y la presencia de aminoácidos fue menos que la del tubo dos.

Experimento # 2.

Prueba de Biuret

Existen varias pruebas para la cuantificación de proteínas de muestras biológicas. La elección del método depende de varios factores, uno de ellos es la cantidad de proteínas en la muestra. Por ejemplo, si la cantidad es del orden de microgramos se recomienda utilizar la prueba de Lowry. Por lo contrario, en muestra donde la cantidad es mayor, una prueba de elección es la de biuret.

Fundamento

La prueba llamada biuret sirve para investigar la presencia de enlaces peptídicos, los cuales son iones especificas entre los aminoácidos. Se basa en la formación de sales complejas de color violeta al añadir sulfato cúprico en solución alcalina. El complejo está formado por enlaces de coordinación, donde los pares electrónicos proceden de los grupos aminos de los aminoácidos de cadena polipéptica.

Reacción

Material

Biológico.	Químicos.
Solución de albumina de huevo( clara de   huevo diluida 1:50)	Solución de fenilalanina al 1%.
	Reactivo e biuret.
Agua destilada.

Procedimiento

1.      Enumeramos tres tubos de ensayo.

2.      En el tubo número uno colocamos 2ml de agua destilada (blanco).

3.      En el tubo dos, colocamos 2ml de solución de glicina al 1%.

4.      En el tubo número tres, colocamos 2ml de albumina de huevo al 1%.

5.      Añadimos a cada tubo 2ml del reactivo de biuret.

6.      Mezclamos y observamos.

Tubo.	Agua destilada.	Glicina al 1%.	Albumina de huevo al 1%.	Reactivo de biuret.
Núm. Uno blanco.	2ml.	-	-	2ml.
Núm. Dos patrón.	-	2ml.	-	2ml.
Núm. Tres problema.	-	-	2ml.	2ml.

Observaciones

• En el primer tubo pudimos observar que cambio a un color celeste claro, con textura.
• En el tubo dos observamos que pudo cambiar a color azul con blanco con más espumas.
• En el tercer tubo observamos que cambio a color lila claro sin espumas, este cambio a lila ya que es aquel que contiene albumina de huevo, debido que contiene enlaces peptídicos.

Conclusiones

• Las proteínas están enlazadas con enlaces peptídicos, disulfuros puentes de hidrógeno de la cadena carbonada.
• Las fuentes dietéticas de proteínas incluyen carne, huevos, soya, granos, leguminosas y productos lácteos tales como queso o yogurt. Las fuentes animales de proteínas poseen los 20 aminoácidos. Las fuentes vegetales son deficientes en aminoácidos y se dice que sus proteínas son incompletas. Por ejemplo, la mayoría de las leguminosas típicamente carecen de cuatro aminoácidos incluyendo el aminoácido esencial metionina, mientras los granos carecen de dos, tres o cuatro aminoácidos incluyendo el aminoácido esencial lisina.
• Las proteínas constituyen una de las moléculas más importantes en el organismo ya que cumplen muchas funciones
•  Al realizar las diferentes pruebas con la albúmina se pudo comprobar experimentalmente efectivamente que se trata de una proteína.
• El reactivo biuret sólo funciona para detectar la presencia de proteínas, mas no incluye aminoácidos, puesto que el biuret reacciona con enlaces peptídicos formados por la unión de aminoácidos propios de las proteínas.
• La reacción con la ninhidrina produce colores que sirven como base para la cuantificación de todos los aminoácidos primarios. 

Anexos