Practica. Propiedades químicas de las proteínas. PDF

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Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Ciencias Biomédicas Departamento de Ciencias Químico-biológicas Licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo Laboratorio de Bioquímica I Grupo B-L Equipo 1 Practica No. 8.- Propiedades químicas de las proteínas.IntroducciónLas proteínas cumplen múlt...

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Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Ciencias Biomédicas Departamento de Ciencias Químico-biológicas Licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo Laboratorio de Bioquímica I Grupo B-L2 Equipo 1 Practica No. 8.- Propiedades químicas de las proteínas. Introducción Las proteínas cumplen múltiples funciones en el ser vivo, se reducen a ser sustancias de reserva y moléculas estructurales, la mayoría de las moléculas proteicas son enzimas que catalizan reacciones bioquímicas específicas, de igual forma también se encuentran presentes en el ser vivo las proteínas relacionadas con el sistema inmunitario (inmunoglobulinas), con la contracción muscular la actina y la miosina, en el transporte de oxígeno y la respiración celular la hemoglobina y citocromos, proteínas receptoras de hormonas, proteínas moduladoras de la acción biológica de los ácidos nucleicos, o de otras proteínas. (Macarulla et al 1993). La solubilidad que presenta una proteína está en función de su composición iónica del medio como es Na +, K+, Ca++ y Mg++, de la fuerza iónica y del pH. Existen otros factores de los cuales pude depender como lo son las proporciones y la distribución de los grupos hidrofílicos polares y no polares, del momento dipolar en la

proteína y de la temperatura del medio. La solubilidad que presenta una proteína disminuye cuando los grupos polares iónicos de las moléculas que presenta la proteína entran en interacción electrostática dentro de la misma molécula y con las moléculas circundantes, con tendencia a formar agregados. esta interacción que se presenta entre grupos cargados de las proteínas disminuye en agua pura, con una constante dieléctrica alta, es decir, el grado de interacción es inversamente proporcional a la constante dieléctrica del disolvente. La solubilidad de la proteína aumenta cuando las moléculas de agua, polares, entran en interacción con los grupos polares de las proteínas. (Ruiz, 1992). El pH isoeléctrico de una proteína es el punto en cual la proteína no migra en un campo eléctrico, cuando la proteína se encuentra en un pH isoeléctrico no se presenta en forma de ion dipolar o zwitterión, en donde las cargas positivas son iguales a las cargas negativas, es decir, la carga neta es cero. (Teijon, 2006).

La solubilidad de una proteína que se encuentra en solución acuosa presenta sensibilidad a las concentraciones de sales disueltas. El fenómeno de salting in se refiere a un incremento de solubilidad por sales, es decir, a medida que se incrementa la concentración de sales en la solución proteica, los contraiones adicionales recubren con mayor eficacia las cargas iónicas que presenta la molécula proteica, con lo que se presenta un incremento en la solubilidad proteica. El fenómeno salting out se refiere a una reducción de la solubilidad por sales, es un resultado de la competencia por las moléculas de solvatación entre los iones salinos agregados y los solutos disueltos. Lo que ocurre en este fenómeno es que se reduce la actividad del solvente y las interacciones entre los solutos se vuelven más fuertes que las que se producen entre solutos y el solvente, lo que conduce a la precipitación del soluto. (Voet, 2006). Objetivo Comprobar el efecto del pH, naturaleza y concentración de los iones, sobre la solubilidad de las proteínas y determinar punto isoeléctrico mediante precipitación. Materiales y Métodos En la primera parte de la experimentación, la determinación del punto isoeléctrico de la caseína por adición de un ácido, se utilizaron diez tubos de ensaye, en los cuales se prepararon distintas mezclas de los reactivos, los cuales fueron añadidos

gracias a la utilización de una propipeta y una pipeta. En un primer tubo, se añadieron 0.5 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 9.5 mL de Ácido Acético 0.1N, en un segundo tubo se añadieron 1 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 9 mL de Ácido Acético 0.1N, en un tercer tubo se añadieron 1.5 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 8.5 mL de Ácido Acético 0.1N, en un cuarto tubo se añadieron 2 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 8 mL de Ácido Acético 0.1N, en un quinto tubo se añadieron 3 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 7 mL de Ácido Acético 0.1N, en un sexto tubo se añadieron 4 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 6 mL de Ácido Acético 0.1 N, en un séptimo tubo se añadieron 6 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 4 mL de Ácido Acético 0.1N, en un octavo tubo se añadieron 8 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 2 mL de Ácido Acético 0.1N, en un noveno tubo se añadieron 6 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 4 mL de Ácido Acético 0.01N y por último, en un décimo tubo se añadieron 8 mL de Acetato de Sodio 0.1N con 2 mL de Ácido Acético 0.01N. Al tener las mezclas listas, a cada tubo se le añadió 1 mL de albuminato al 10% para después mezclar ver y observar los posibles cambios que se presenten en cada uno de los tubos. En la segunda parte de la experimentación, la solubilización y precipitación por sales, se utilizaron 9 tubos de ensaye a los cuales se les añadieron ciertos reactivos con la utilización de una propipeta y una pipeta. Al primer tubo, se le agregó 1 mL de NaCl 10%, en un segundo

tubo se le añadieron 0.5 mL de NaCl 10% con 0.5 mL de agua, en un tercer tubo se le añadieron 0.1 mL de NaCl 10% con 0.9 mL de agua, en un cuarto tubo se le añadió 1 mL de ZnSO4 10%, en un quinto tubo se añadieron 0.5 mL de ZnSO4 10% con 0.5 mL de agua, en un sexto tubo se añadieron 0.1 mL de ZnSO4 10% con 0.9 mL de agua, en un séptimo tubo se añadió 1 mL de Acetato de cobalto al 10%, en un octavo tubo se añadieron 0.5 mL de Acetato de cobalto al 10% con 0.5 mL de agua, y por último, en un noveno tubo se añadieron 0.1 mL de Acetato de cobalto al 10% con 0.9 mL de agua. Al terminar estas mezclas, se añadió a cada tubo 1 mL de albuminato al 10% y se añadió el tubo a una agitación para observar una precipitación. Para finalizar se le añadió a cada tubo un porcentaje de solubilidad. Resultados y discusión Tabla 1. Resultado del punto isoeléctrico.

Tubo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Volumen Volumen de de Ácido % Acetato Acético solubilidad de Sodio (mL) (mL) 30-40% 1 9 30-40% 1.5 8.5 30-40% 2 8 30-40% 3 7 0% 4 6 0% 8 2 0% 6 4 80% 8 2 95% 6 4 100% 8 2

Tabla 2. Resultados de efecto de sales.

Tubo

% solubilidad

1

75%

1

2

80%

0.5

3

60%

0.1

4

0%

1

5

0%

0.5

6

0%

0.1

7

100%

1

8

80%

0.5

9

60%

0.1

Volumen (mL)

En la tabla 1, a partir del 7 se agregó ácido acético de concentración 0.01N. Mientras que en la tabla 2, los tubos 1, 2 y 3 se les agrego una sal monovalente NaCl, en los tubos 4, 5 y 6 se les agrego una sal divalente ZnSO4 y en los tubos 7, 8 y 9 se les agrego un alcohol Etanol (CH 3-CH2OH). La adición de un disolvente orgánico como el alcohol, a una solución de proteína en agua, provoca una disminución en la constante dieléctrica del disolvente, desplaza algunas moléculas de agua que se encuentran asociadas con la proteína y reduce la concentración de agua que se encuentra presente en la solución. Estos efectos disminuyen la solubilidad de la proteína, es por eso su utilización frecuente para precipitar proteínas de sus soluciones. (Ruiz, 1992). La solubilidad S de muchas proteínas a concentraciones altas de sales, disminuye logarítmicamente a medida que aumenta la concentración de sal.

La fuerza iónica baja produce un aumento en la solubilidad de la proteína, en caso contrario, cuando la fuerza iónica se eleva, la solubilidad disminuye y la proteína precipita. Las proteínas puedes precipitarse de sus soluciones debido a la agregación de diversos iones positivos o negativos. Los iones positivos de uso más común para precipitar proteínas son los de metales pesados como lo son: Zn ++, Cd++, Hg++ y Fe+++. Estos iones actúan precipitando proteínas de soluciones que presenten un pH superior al isoeléctrico, esto es, debido a que la proteína con este pH se encuentra disociada como proteína negativa que interacciona con el ion metálico positivo para dar un precipitado soluble de proteinato del metal. (Teijon, 2006). En parámetros con bajas concentraciones las sales incrementan la solubilidad de muchas proteínas, a este fenómeno se le conoce como solubilización por salado. Si se aumenta la fuerza iónica del sistema, se reduce la solubilidad hasta que se produce la precipitación de las proteínas, a este fenómeno se le conoce como insolubilización por salado, se considera que las sales en concentraciones elevadas tienen un efecto de deshidratación de las proteínas, lo que provoca que la proteína pierda agua que la rodea y que tiene función de agente estabilizante. Las sales de los iones divalentes son mucho más eficaces en la precipitación de las proteínas que las sales de iones monovalentes

debido a su fuerza iónica. (Villacres, 2001). Conclusión Mediante adiciones de CHCOOH 0.1 N fue posible determinar el punto isoeléctrico de la caseína, mediante precipitación isoeléctrica. Se observó que en un medio ácido la caseína se encuentra en una forma insoluble, sin embargo, en un medio base ésta se vuelve soluble. Y en la precipitación por sales, se observó que el NaCl 10% no logró precipitar a la caseína, sin embargo, solo presentaban ciertos porcentajes de solubilidad a pesar de ser un electrolito fuerte. El etanol no logro precipitar, sin embargo, entre más era agregado en cuanto a volumen más era soluble, mientras que el ZnSO4 precipitó en los 3 volúmenes agregados, por lo que se puede decir que es la única sal ideal para la precipitación de proteínas. Referencias Bibliográficas Ruiz Amil M., (2006), Propiedades químicas de las soluciones proteicas. Solubilidad. Precipitación, Bioquímica estructural, Editorial Tebar, Pág., 8289. Teijón J.M., (2006), Proteínas, clasificación y propiedades, Bioquímica estructural, Editorial Tebar, 2ª edición, Madrid, Pág., 7179. Macarulla J.M., (1993), Proteínas, Biomoléculas, Editorial Reverté, 3ª edición, España, 83-90.

Voet D., Voet J.G., (2006), técnicas de purificación de proteínas y ácidos nucleicos, Bioquímica, Editorial medica panamericana, 3ª edición, Buenos aires, Pág., 139-141. Villacres Proveda C.E., (2001), Obtención de un hidrolizado enzimático de alta funcionalidad a partir del chocho (Lupinus mutabilis sweet)....