Desnaturalización de proteínas Informe de bioquímica espol

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MARÍTIMA, CIENCIAS BIOLÓGICAS, OCEANOGRÁFICAS Y RECURSOS

NATURALES

FICHA DE LA PRÁCTICA PARA LABORATORIO

CÓDIGO

MATERIA Bioquímica FMAR01990

NOMBRE Anthony Pita Torres

PARALELO 1

TEMA DE LA PRÁCTICA Desnaturalización de proteínas.

OBJETIVOS GENERALES:

GENERALES.

Identificación de una proteína globular a través del uso de reactivos; observando los cambios en su

estructura en diferentes medios.

Observar el comportamiento de la proteína de la albumina del huevo en medio calorífico, identificar el

comportamiento de la leche a diferentes pH.

INTRODUCCIÓN:

Los cambios ambientales o los tratamientos químicos pueden causar una desorganización en la

conformación natural de una proteína, a esto se le llama desnaturalización. La energía necesaria para

causar este proceso es con frecuencia muy pequeña, equivalente a la desorganización en tres o cuatro

puentes de hidrogeno.

Un aumento inusual de la temperatura provoca mutación en la proteína, y de esta forma una pérdida de su

estabilidad y actividad. (Melo & Cuamatzi, 2007)

Tomada de Bioquímica de los procesos metabólicos cap. 5, pág. 98

POFCM0102-1 Hoja 1 de 8



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Agentes desnaturalizantes. (Agentes físicos)

a) Calor: La sensibilidad de las proteínas a la desnaturalización térmica depende de numerosos factores,

tales como la naturaleza y concentración de proteínas, la actividad de agua, el pH, la fuerza iónica y la

naturaleza de los iones presentes.

b) Frío: Las bajas temperaturas pueden inducir la desnaturalización de muchas proteínas. Así, enzimas que

son estables a una temperatura ambiente, pueden inactivarse a 0 Â°C y algunas proteínas se agregan y

precipitan cuando alcanzan temperaturas de congelación.

c) Tratamientos mecánicos: Numerosos tratamientos mecánicos, tales como amasado o laminado que se

aplican al pan y otras masas, pueden desnaturalizar las proteínas por las fuerzas de cizallamiento que

originan.

Agentes químicos

a) Ácidos y bases: El pH del medio en el cual está la proteína tiene influencia considerable en el proceso de

desnaturalización. La mayoría de las proteínas son estables para una determinada zona de pH y

frecuentemente se desnaturalizan cuando se someten avalores de pH muy, altos o muy bajos; en algunos

casos, la proteína recupera su actividad natural, cuando el pH vuelve al valor en el cual la proteína es

estable. (Durst & Gokel, 2007)

b) Metales: Los iones metálicos alcalinos (sodio, potasio), sólo reaccionan de una forma limitada con las

proteínas, mientras que los alcalino-térreos como el calcio y el magnesio son más reactivos.

c) Soluciones acuosas de compuestos orgánicos: Varios compuestos orgánicos, tales como la urea y las

sales de guanina contribuyen, en soluciones concentradas (4 a 8 M), a la ruptura de enlaces hidrógenos y

provocan con intensidad variable, una desnaturalización de las proteínas. (SISIB, 2011)

La desnaturalización de ácidos nucleicos como el ADN por altas temperaturas produce una separación de la

doble hélice, que ocurre porque los enlaces o puentes de hidrógeno se rompen. Esto puede ocurrir durante

la reacción en cadena de la polimerasa; las cadenas del ácido nucleico vuelven a unirse (renaturalizarse)

una vez que las condiciones "normales" se restauran.




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EQUIPOS Y MATERIALES:

Experimento 1Tubos de ensayoBaño de MaríaCocinillaMuestraClara de huevo E1/ Leche E2

Experimento 2PipetasTapones de aluminioReactivosAlcoholVinagreLimónAcetona

PROCEDIMIENTO:

Experimento 1.En este experimento se somete a altas temperaturas a la proteína de la clara del huevo en un baño de María.

1. Con mucho cuidado rompemos una parte del cascarón del huevo, y colocamos una cantidad arbitraria en dos tubos de ensayo.2. Es necesario tapar ambas muestras con un tapón, para que cuando sea sometida al baño de María, no se ‘escape’ el calor.3. Se los coloca en el baño de María y esperamos a que ocurra la reacción.

Experimento 2.En el segundo experimento la proteína de la leche (caseína) es sometida al contacto del pH del alcohol, al vinagre, limón y acetona.

1. Se coloca una cantidad de leche que cubra ¼ del tubo, en cada uno de los cuatro que necesitamos.5. Uno a uno le vertimos los reactivos correspondientes y tapamos.6. Esperamos, observamos y anotamos los resultados.




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RESULTADOS.DESNATURALIZACIÓN DE PROTEÍNAS POR CALOR

Compuesto Observación Imagen

Clara de huevo (Albúmina)

pH 5-6

Al pasar el tiempo se presenció la solidificación de la proteína, se agruparon las proteínas formando una coagulación de color blanco.

DESNATURALIZACIÓN DE PROTEÍNAS POR PRECIPITACIÓN

VinagrepH 2.9

Presencia de precipitado debido a la desnaturalización de proteínas por acción del pH muy ácido del reactivo, fue el primer tubo en mostrar el resultado.




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EtanolpH 6 – 6.5

En este tubo el precipitado no fue tan evidente, tal vez fue por la pureza del producto, o porque el pH es muy próximo al valor neutro.

AcetonapH 5.5

Se presenció el viraje a color blanco y la parte más líquida de color verde debido al reactivo, con solidificación de muestra, es decir se desnaturalizo.

Extracto de limónpH 2.4

Mientras más ácido el pH, desnaturaliza las proteínas con mayor velocidad y efectividad, se oberva un preciptado y coagulación de la muestra.

DISCUSIÓN

E1 Clara Yema

% 58 31

Agua 88,0 48,0

Proteína 11,0 17,5




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Grasa 0,2 32,5

Resto 0,8 2,0

Componente VacaE2

Agua 87,0

Proteína 3,5

Grasa 3,7

Lactosa 4,9

Minerales 0,7

¿Qué ha sucedido? E1Las cadenas de proteínas que hay en la clara de huevo se encuentran enrolladas adoptando una forma esférica. Se denominan proteínas globulares. Al freír o cocer un huevo, el calor hace que las cadenas de proteína se desenrollen y se formen enlaces que unen unas cadenas con otras. Este cambio de estructura da a la clara de huevo la consistencia y color que se observa en un huevo cocinado. Este proceso que se conoce con el nombre de desnaturalización se puede producir de muy diversas maneras:•calentando: cocer o freír •batiendo las claras (mayonesa)

¿Qué ha sucedido? E2De forma similar a lo que ocurre con el huevo, el ácido presente en el vinagre (ácido acético), en el limón (ácido cítrico), es capaz de producir la desnaturalización de la proteína denominada caseína que hay en la leche, con resultado más efectivo comparado con el alcohol y acetona.

CONCLUSIONES

E1Un aumento de temperatura provoca la energía cinética de las moléculas, lo cual genera una desorganización de la envoltura acuosa de las proteínas, dicha desorganización genera finalmente la desnaturalización de la proteínas. Por otra parte, a temperaturas elevadas se 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.E2La mezcla entre disolventes orgánicos y una solución proteica produce la interacción del disolvente orgánico con el interior hidrofóbico de las proteínas, lo cual genera la desorganización de la estructura terciaria, lo cual produce la desnaturalización y precipitación de la proteína.

REFERENCIAS


Durst, H., & Gokel, G. (2007). Química orgánica experimnetal. Barcelona: Reverté S.A.

Melo, V., & Cuamatzi, O. (2007). Bioquímica de los procesos metabólicos. Barcelona: Reverté S.A.

SISIB. (2011). Biblioteca Digital de la Universidad de Chile. Obtenido de Agentes físicos y químicos:



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CUESTIONARIO.

¿Cuáles son los niveles estructurales de las proteínas?

Estructura primaria: es el nivel más sencillo y corresponde a la cadena polipeptídica, es decir, a la secuencia lineal de los aminoácidos que la forman. La estructura primaria contiene toda la información necesaria para que la proteína sea única y siempre tenga tanto la misma estructura y función.

Estructura secundaria: es el plegamiento que la cadena polipeptídica adopta gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre los átomos que forman el enlace peptídico. Cuando la conformación les hace formar una hélice, ésta poseerá unos parámetros característicos, y se dice que es la hélice α. Cuando se disponen en zig-zag lo hacen en forma de hoja ß.

Estructura terciaria: se trata de un nivel superior de complejidad determinado por la disposición espacial de las distintas estructuras secundarias de una cadena polipeptídica. Esta conformación se mantiene estable gracias a interacciones entre los distintos radicales (R) de los aminoácidos; estas interacciones pueden ser de varios tipos.

Estructura cuaternaria: este nivel estructural sólo lo presentan aquellas proteínas formadas por más de una cadena polipeptídica, ya que se trata de la unión mediante enlaces débiles (puentes de hidrógeno, electrostáticos o hidrófobos) y ocasionalmente puentes disulfuro.

¿Qué sucede cuando una proteína se desnaturaliza? ¿Qué estructura se alteran?1. descenso de la solubilidad, resultado del desbloqueo de grupos hidrófobos. 2. alteración en la capacidad de retención de agua. 3. pérdida de la actividad biológica (enzimas, hormonas).4. aumento de la sensibilidad al ataque de proteasas, debido al desbloqueo de los enlaces peptídicos correspondientes a los sitios de acción específica de las proteasas

¿En qué se diferencia la desnaturalización reversible e irreversible? La desnaturalización puede ser reversible o irreversible, pero cuando se rompen los enlaces disúlfuros que contribuyen a la conformación de las proteínas, este proceso es normalmente irreversible.

Bajo ciertas circunstancias puede ser o no reversible; esto último ocurre, generalmente cuando las condiciones de desnaturalización no han sido demasiado drásticas, ni el tiempo necesario. En algunas ocasiones el proceso de desnaturalización puede ocasionar otras estructuras diferentes a la de la proteína nativa, al establecer interreacciones y enlaces entre regiones de aminoácidos diferentes a los originales.

Entre los principales agentes de desnaturalización de las proteínas se encuentran agentes físicos y agentes químicos (Leverton, R., et al.,1985).


Durst, H., & Gokel, G. (2007). Química orgánica experimnetal. Barcelona: Reverté S.A.

Melo, V., & Cuamatzi, O. (2007). Bioquímica de los procesos metabólicos. Barcelona: Reverté S.A.

SISIB. (2011). Biblioteca Digital de la Universidad de Chile. Obtenido de Agentes físicos y químicos:



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¿Diferencias entre coagulación y precipitación?

Coagulación es el proceso de desestabilización química de partículas coloidales realizadas por adicción de un coagulante al agua el cual neutraliza las cargas responsables de la estabilidad de las partículas cargadas que generan fuerzas de repulsión superficial las cuales están impidiendo la sedimentación por gravedad en tiempos cortos (de 0.5 a 3 horas) de acuerdo al tamaño.

La precipitación puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado.


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