一、实验目的
1. 熟悉氨基酸主要的化学性质
2. 了解蛋白质的基本结构和重要的化学性质
3. 掌握鉴别氨基酸和蛋白质的方法
二、仪器与试剂
试剂:蛋白质溶液、5%硫酸铜、0.5%甘氨酸、0.5%酪氨酸、米隆试剂、0.5%苯丙氨酸 饱和硫酸铵、5%碱性醋酸铅、1%硫酸铜、0.5%苯酚5%甘氨酸、0.1%茚三酮、饱和苦味酸 5%单宁酸、10%NaOH、95%乙醇、浓硝酸、5%醋酸、30%NaOH、红色石蕊试纸、10%硝酸铅
仪器:常用仪器、水浴锅
三、实验内容与步骤
1. 盐析试验
取一支试管,加入蛋白质溶液20滴,再加入20滴饱和硫酸铵溶液,振荡后析出蛋白质沉淀,溶液变混浊。取混浊液10滴于另一试管中,加入蒸馏水2mL,振荡后观察现象,为什么?
2. 醇对蛋白质的作用
取10滴蛋白质溶液于试管中,加入10滴95%乙醇,振荡,静置数分钟 ,溶液混浊,取混浊液10滴滴于另一试管中,再加入蒸馏水1mL,振摇,观察现象,与盐析结果比较。
3. 蛋白质与重金属盐作用
取2支试管,各加入蛋白质溶液10滴,再在其中一支试管中加入5%碱式醋酸铅溶液1滴,另一支试管中加入5%硫酸酮溶液1滴,立即产生沉淀(切勿加过量试剂,否则,沉淀又复溶解)①。再用水稀释,观察沉淀是否溶解,与盐析结果作比较。(本试验可用5%甘氨酸溶液作对比试验)
4. 蛋白质与生物碱试剂作用
取2支试管,各加入l0滴蛋白质溶液和2滴醋酸②,一管加入饱和苦味酸2滴,另一管加入5%单宁酸2滴③。观察有无沉淀生成。
5. 茚三酮试验④
取2支试管,分别加4滴蛋白质溶液和4滴0.5%甘氨酸溶液,再分别加入3滴0.1%茚三酮溶液,混合后,放在沸水浴中加热1-5分钟,观察并比较两管的显色时间及颜色情况。
6. 二缩脲试验⑤
取2支试管,分别加入10滴蛋白质溶液、0.5%甘氨酸溶液,再各加入l0滴10%氢氧化钠溶液,混合后,再分别加入1-2滴1%硫酸酮溶液(勿过量)振荡后,观察现象,比较结果。
7. 黄蛋白试验⑥
取一支试管,加入 5滴蛋白质溶液及 2滴浓硝酸,出现白色沉淀或浑浊,然后加热煮沸,观察现象,反应液冷却后再滴入 10%氢氧化钠溶液至反应液呈碱性,观察颜色变化。(这一反应结果,表明蛋白质分子中含有什么基本结构?可能有哪些氨基酸?)(用苯丙氨酸和酪氨酸对比)
8. 米隆 (Millon)试验⑦
取4支试管,分别加入20滴蛋白质溶液,10滴0.5%苯酚溶液,10滴0.5%酪氨酸溶液和 10滴 0.5%苯丙氨酸溶液,再分别加入 5-10滴米隆试剂⑧,振摇,观察现象。再将试管置于沸水浴中加热 (不要煮沸,加热勿过久,否则颜色消退),再观察现象。
9. 蛋白质的碱解
取1mL蛋白质溶液放在试管里,加入2mL30%NaOH溶液,把混合物煮沸2-3分钟,此时析出沉淀,继续沸腾时,沉淀又溶解,放出氨气 (可用红色石蕊试纸放在试管口检出之)。
向上面的热溶液中加入lmL 1O%硝酸铅溶液,再将混合物煮沸,起初生成的白色氢氧化铅沉淀溶解在过量的碱液中。如果蛋白质与碱作用有硫脱下,则生成硫化铅,结果清亮的液体逐渐变成棕色。当脱下的硫较多时,则析出暗棕色或黑色的硫化铅沉淀。
注 释
①沉淀复溶于过量沉淀剂中,这是沉淀吸附了过量的金属离子使沉淀胶粒带电形成新的双电层所致。
②加醋酸的作用是使蛋白质处在酸性环境中,呈阳离子状态存在,使它更易于与生物碱试剂作用,沉淀更明显。
③生物碱试剂过量时,也会出现沉淀复溶于过量沉淀剂的现象。
④茚三酮试验,蛋白质、α-氨基酸均有正性反应,但脯氨酸、羟脯氨酸、β-氨基酸与茚三酮作用显黄色 (并非正常的紫红色),为负性结果,N-取代α-氨基酸、γ-氨基酸亦为负性结果,而伯胺、氨及某些羟胺化合物对本试验有干扰。
⑤二缩脲反应正常显蓝紫色或淡红色,这是二缩脲与铜离子形成络合物所致。
本试验应防止加入过多的硫酸铜溶液,否则生成过多的氢氧化铜沉淀,有碍于对紫色或淡红色的观察。
⑥本试验显色反应,主要是含有苯环的氨基酸或蛋白质中的苯环可与硝酸起硝化作用,在苯环上导入硝基所致,例如:
⑦含酚基的氨基酸及蛋白质均有此反应,起先产生白色沉淀,加热后转为砖红色。酚类亦显正性反应,有干扰。加热不要煮沸,也不要时间过长。
⑧米隆试剂为汞剂,有毒!避免皮肤接触和入口。
四、思考题
(1)盐析作用的原理是什么?盐析在化学工作中有什么应用?
(2)怎样区别氨基酸与蛋白质?
(3)作蛋白质的沉淀试验和颜色反应试验时应注意哪些问题?