PRA_PRO_Proteine - Lehrer-Uni

LK CH / Bs
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 1)
Versuch 1: Hydrolyse eines Proteins
Geräte:
Chemikalien:
Durchführung:
Hinweis:
Aufgabe:
Rundkolben 100 ml, Rückflusskühler, Kühlerschläuche, Heizpilz für Rundkolben 100 ml, Siedesteinchen, Messpipette, Pipettierhilfe
Glutathion, Salzsäure (konz) C, dest. Wasser
- Geben Sie ca. 0,2 g (abwiegen) Glutathion (oder einen anderen
Eiweißstoff) in den Rundkolben.
- Fügen Sie 15 ml konz. Salzsäure und 5 ml dest. Wasser zu.
- Geben Sie einige Siedesteinchen in das Hydrolysegemisch und
bauen Sie die Apparatur gemäß nebenstehender Abbildung auf.
- Kochen Sie das Gemisch einige Stunden am Rückfluss.
Im Glutathion sind die Aminosäuren Cystein, Glycin und Glutaminsäure in der Reihenfolge Glu-Cys-Gly miteinander verknüpft. Die
Glutaminsäure ist über die Carboxylgruppe des C-Atoms 5 an der
Peptidbindung beteiligt.
Formulieren Sie eine Strukturformel von Glutathion und geben Sie für die Aminosäuren, so wie
diese nach der Hydrolyse im Hydrolysat vorliegen, jeweils eine Strukturformel mit bindenden und
nichtbindenden Elektronenpaaren in Fischer-Projektion an.
Versuch 2: PC-Trennung des Hydrolysats aus Versuch 1
Geräte:
Chemikalien:
Durchführung:
Standzylinder mit Deckel, Chromatografie-Papier, Schere, Lineal, Bleistift, Mikropipetten, Uhrgläser, Föhn, Spatel, Erlenmeyerkolben mit Stopfen, Messpipette, Pipettierhilfe
L-Glutaminsäure-hydrochlorid, L-Cystein, Glycin, L-Tyrosin, Glutathion, dest. Wasser, Aceton F,
1-Butanol Xn, Eisessig ( =Essigsäure 100%) C, Ninhydrin-Sprühreagenz Xn, F
- Bereiten Sie die Vergleichslösungen vor, indem Sie jeweils eine kleine Spatelspitze der drei
Aminosäuren bzw. des Glutathions auf ein Uhrglas geben und durch Zugabe von etwas dest.
Wasser in Lösung bringen. Den Spatel nach jeder Entnahme gründlich reinigen!
VORBEREITEN DES CHROMATOGRAMMS
WICHTIG: Berühren Sie das Chromatografiepapier nur am Rand mit den Fingern bzw.
verwenden Sie Gummihandschue.
- Schneiden Sie aus dem Chromatografie-Papier einen Streifen so zurecht, dass er in den
Standzylinder passt, ohne die Glaswand zu berühren.
- Knicken Sie den oberen Rand des Papiers so, dass das Papier durch den Deckel gehalten
wird und das untere Ende sich knapp über dem Boden des Standzylinders befindet.
- Bringen Sie exakt einen Zentimeter über dem unteren Rand mit Bleistift eine Startlinie an.
(Gleicher Abstand ist wichtig, um nach Beendigung der Trennung die Ergebnisse aller Gruppen vergleichen zu können).
- Bringen Sie auf die Startlinie insgesamt drei Substanzflecken in genügendem Abstand voneinander und vom Papierrand an – eine der Substanzen ist das Hydrolysat aus Versuch 1, die
beiden anderen sind entweder Glutathion und eine der genannten Aminosäuren oder zwei verschiedene Aminosäuren.
Tupfen Sie jede Substanz mit einer Mikropipette 2-3 mal auf – jeweils mit dem Föhn zwischentrocknen. Föhn nicht zu heiss werden lassen – Aminosäuren sind hitzeempfindlich!
Der Durchmesser der Substanzflecken sollte nicht größer als 2 mm werden.
- Notieren Sie auf dem oberen Rand des Papiers mit Bleistift, welche Substanzen aufgetragen
wurden.
VORBEREITEN DES FLIESSMITTELS:
- Mischen Sie in einem Erlenmeyerkolben 14 ml Aceton, 14 ml 1-Butanol und 4 ml
Eisessig.
- Füllen Sie in den Standzylinder gerade so viel von der Fließmittelmischung, dass die Startlinie
des Chromatografiepapiers nicht in die Flüssigkeit eintaucht.
FALLS NICHT MEHR GENÜGEND ZEIT BLEIBT, GEBEN SIE DAS PAPIER UND DEN
STANDZYLINDER MIT DEM FLIESSMITTEL BEIM LEHRER AB, ANSONSTEN:
- Geben Sie das Chromatografiepapier in den Standzylinder und verschließen Sie diesen mit
dem Glasdeckel. Gefäß jetzt nicht mehr transportieren.
ENTWICKELN DES CHROMATOGRAMMS:
D:\68615946.doc
Seite 1 von 16
LK CH / Bs
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 2)
-
Auswertung:
Nehmen Sie das Chromatogramm aus dem Standzylinder heraus und markieren Sie sofort mit
einem dünnen Bleistiftstrich die Fließmittelfront.
- Trocknen Sie das Chromatogramm vorsichtig mit dem Föhn.
- Besprühen Sie das Chromatogramm mit Ninhydrin-Lösung und legen Sie es für ca. 10 Minuten
in den auf 80 0C vorgeheizten Trockenschrank.
- Nach ca. Minuten: Entnehmen Sie das Chromatogramm und markieren Sie mit einem Bleistift
die auf dem Papier sichtbaren Farbflecken.
Bestimmen Sie die RF-Werte der aufgetragenen Aminosäuren und notieren Sie diese.
RF-Wert = Retentionsfaktor =
Abs tan d (Startlinie  Subs tan zfleck )
Abs tan d (Startlinie  Fließmittelfront)
RF - Wert
Glycin
Glutaminsäure
Cystein
Glutathion
Versuch 3: Löslichkeit verschiedener Aminosäuren
Untersuchung der Löslichkeit verschiedener Aminosäuren in Wasser, Ethanol und Benzin.
Geräte:
Chemikalien:
Durchführung:
Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Stopfen für Reagenzgläser, Spatel
Glycin, L-Cystein, L-Glutaminsäurehydrochlorid, L-Tyrosin, dest. Wasser, Ethanol, Benzin
- Geben Sie in verschiedene Reagenzgläser jeweils ca. 1 ml (  1 cm Füllhöhe) der Lösungsmittel (Wasser bzw. Ethanol bzw. Benzin).
- Geben Sie jeweils eine kleine Spatelspitze der Aminosäure zu und schütteln Sie durch. Löst
sich die Aminosäure vollständig auf, so geben Sie eine weitere Spatelspitze zu. Wiederholen
Sie dies solange, bis sich die Aminosäure nicht mehr vollständig löst.
- Notieren Sie in folgender Tabelle die Anzahl der Spatelspitzen, welche sich auflösen lassen:
Aminosäure
Wasser
Ethanol
Benzin
Glycin
L-Cystein
L-Tyrosin
L-Glutaminsäurehydrochlorid
Auswertung:
Erklären Sie die unterschiedliche Löslichkeit der Aminosäuren in den verschiedenen Lösungsmitteln.
Bewahren Sie die wässrigen Lösungen für weitere Untersuchungen auf.
Entsorgung:
-
Geben Sie die Lösungen in Benzin und Ethanol in den Entsorgungsbehälter „Organische Lösungemittel“.
Reagenzgläser reinigen, mit dest. Wasser nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Versuch 4: Aminosäuren als Ampholyte
D:\68615946.doc
Seite 2 von 16
LK CH / Bs
Geräte:
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 3)
Chemikalien:
Wie bei Versuch 3.
Zusätzlich: Pasteur-Pipetten mit „Hütchen“
Wie bei Versuch 3.
Zusätzlich: Natronlauge c = 0,1 mol-1, Salzsäure c = 0,1 mol-1, Universalindikator-Lösung mit
pH-Tabelle
Durchführung:
-
-
Geben Sie zu den wässrigen Lösungen der Aminosäuren aus Versuch 4 jeweils 2-3 Tropfen
Universalindikator-Lösung zu. Notieren Sie die pH-Werte in der unten stehenden Tabelle.
Teilen Sie jede der Lösungen auf zwei Reagenzgläser auf.
Füllen Sie zwei weitere Reagenzgläser mit jeweils ca. 1 ml dest. Wasser und fügen Sie zu
jedem auch ca. 2-3 Tropfen Universalindikator-Lösung zu..
Geben Sie zu jeder Aminosäure-Lösung und zu einem der Reagenzgläser mit dest. Wasser
tropfenweise Natronlauge zu. Notieren Sie die Veränderung des pH-Wertes nach der Zugabe
jedes Tropfens.
Verfahren Sie analog mit den anderen Lösungen – geben Sie aber statt der Natronlauge tropfenweise Salzsäure zu.
Zugabe von Natronlauge:
pH-Wert
der wässrigen
Lösung
pH-Wert nach Zugabe von Natronlauge
1 Tropfen 2 Tropfen 3 Tropfen 4 Tropfen 5 Tropfen 6 Tropfen
Glycin
L-Cystein
L-Glutaminsäurehydrochlorid
L-Tyrosin
Wasser
Zugabe von Salzsäure:
pH-Wert
der wässrigen
Lösung
pH-Wert nach Zugabe von Salzsäure
1 Tropfen 2 Tropfen 3 Tropfen 4 Tropfen 5 Tropfen 6 Tropfen
Glycin
L-Cystein
L-Glutaminsäurehydrochlorid
L-Tyrosin
Wasser
Auswertung:
Entsorgung:
-
-
Geben Sie die Strukturformel von L-Tyrosin als Fischer-Projektion an.
HINWEIS: L-Glutaminsäurehydrochlorid ist ein Feststoff, der sich aus einer stark salzsauren
Lösung von L-Glutaminsäure gewinnen lässt.
Schreiben Sie für L-Glutaminsäurehydrochlorid eine Strukturformel auf.
Erklären Sie Ihre Beobachtungen; verwenden Sie dazu ggf. Reaktionsgleichungen.
Die sauren Lösungen in den Behälter „Säuren“, die alkalischen Lösungen in den Behälter
„Laugen“ geben.
Alle Reagenzgläser gründlich reinigen, mit dest. Wasser nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Versuch 5: Verhalten von Aminosäuren und Proteinen beim Erhitzen
D:\68615946.doc
Seite 3 von 16
LK CH / Bs
Geräte:
Chemikalien:
Durchführung:
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 4)
Reagenzgläser, Reagenzglasklammer, Bunsenbrenner
Lackmuspapier rot, dest. Wasser
a) Glycin
b) L-Glutaminsäurehydrochlorid
c) Pepton (wasserlösliche Di-, Tri- und Polypeptide gewonnen aus partieller enzymatischer
Spaltung von Nahrungsproteinen)
d) Gelatine (denaturiertes Kollagen; Kollagen = Protein aus Haut, Knorpel, Sehnen, Bänder...)
e) Albumin (Protein aus Hühnereiweiß)
- Geben Sie jeweils eine Spatelspitze der Aminosäure oder des Proteins in ein Reagenzglas.
- Befestigen Sie ein feuchtes Lackmuspapier am oberen Rand des Reagenzglases.
- Erhitzen Sie die Aminosäure bzw. das Protein über dem Bunsenbrenner.
- Führen Sie eine Geruchsprobe durch.
- Notieren Sie Ihre Beobachtungen in folgender Tabelle:
Veränderung bei
Energiezufuhr
Beobachtung am
Lackmus-Papier
Geruchsprobe
Glycin
L-Glutaminsäure
Pepton
Gelatine
Albumin
Entsorgung:
-
Lackmuspapier-Streifen in den Abfalleimer geben.
Reagenzgläser mit Hilfe von Scheuerpulver und Bürste gründlich reinigen; mit dest. Wasser
nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Auswertung:
-
Erklären Sie Ihre Beobachtungen beim Erhitzen der Aminosäuren bzw. Proteine.
Erklären Sie die Verfärbung des Lackmus-Papiers.
Formulieren Sie für die Verfärbung des Lackmus-Papiers eine Reaktionsgleichung.
Versuch 6: Nachweisreaktionen für Aminosäuren und Proteine: Biuret-Probe
Geräte:
Chemikalien:
D:\68615946.doc
Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Pasteur-Pipetten
sh. Versuch 5
Seite 4 von 16
LK CH / Bs
Durchführung:
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 5)
Zusätzlich: Natronlauge verd. Xi, Kupfersulfat-Lösung Xn
- Lösen bzw. suspendieren Sie von den genannten Aminosäuren bzw. Proteinen jeweils eine
kleine Spatelspitze in ca. 1 ml dest. Wasser.
- Geben Sie 1 ml verd. Natronlauge zu.
- Geben Sie 1-2 Tropfen verdünnter Kupfersulfat-Lösung zu.
- Notieren Sie Ihre Beobachtungen in folgender Tabelle:
Veränderung bei Zugabe
von Natronlauge
Veränderung bei Zugabe der KupfersulfatLösung
Glycin
L-Glutaminsäure
Pepton
Gelatine
Albumin
Entsorgung:
Auswertung:
Den Inhalt aller Reagenzgläser in den Entsorgungsbehälter „SCHWERMETALLE“ geben.
Reagenzgläser gründlich reinigen (Bürste!), mit dest. Wasser nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Informieren Sie Sich in Ihrem Chemie-Buch unter dem Stichwort „BIURET-REAKTION“ über die
Vorgänge bei den durchgeführten Untersuchungen. Erklären Sie die Verfärbung bei der Zugabe
von Kupfersulfat-Lösung unter Verwendung von Strukturformelausschnitten.
-
Versuch 7: Nachweisreaktionen für Aminosäuren und Proteine: Xanthoprotein-Reaktion
Geräte:
D:\68615946.doc
Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Pasteur-Pipetten, Bunsenbrenner, Dreifuß, Becherglas 250
ml.
Seite 5 von 16
LK CH / Bs
Chemikalien:
Durchführung:
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 6)
sh. Versuch 5
Zusätzlich: Konz. Salpetersäure C
- Lösen bzw. suspendieren Sie von den genannten Aminosäuren bzw. Proteinen
jeweils eine kleine Spatelspitze in ca. 1 ml dest. Wasser.
- Geben Sie 1 ml konzentrierte Salpetersäure zu.
- Erhitzen Sie die Gemische einige Minuten im siedenden Wasserbad (Becherglas 250 ml mit
ca. 100 ml dest. Wasser auf Dreifuß und mit Brenner zum leichten Sieden erhitzen).
- Notieren Sie Ihre Beobachtungen in folgender Tabelle:
Beobachtung bei Zugabe von konz.
Salpetersäure
Beobachtung beim Erhitzen
Glycin
L-Glutaminsäure
Pepton
Gelatine
Albumin
Entsorgung:
Auswertung:
Den Inhalt aller Reagenzgläser in den Entsorgungsbehälter „SÄUREN“ geben.
Reagenzgläser gründlich reinigen (Bürste!), mit dest. Wasser nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Informieren Sie Sich in Ihrem Chemie-Buch unter dem Stichwort „XANTHOPROTEINREAKTION“ über die Vorgänge bei den durchgeführten Untersuchungen. Erklären Sie die Verfärbung bei der Xanthoprotein-Reaktion.
-
Versuch 8: Nachweisreaktionen für Aminosäuren und Proteine: Probe auf Schwefel
Geräte:
Chemikalien:
D:\68615946.doc
Reagenzgläser, Reagenzglasgestell, Pasteur-Pipetten, Bunsenbrenner, Dreifuß, Becherglas 250 ml.
sh. Versuch 5
Seite 6 von 16
LK CH / Bs
Durchführung:
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 7)
Zusätzlich: Konzentrierte Natronlauge C, Blei(II)-nitrat Xn
- Lösen bzw. suspendieren Sie von den genannten Aminosäuren bzw. Proteinen jeweils eine
kleine Spatelspitze in ca. 1 ml dest. Wasser.
- Lösen Sie einen Spatel Blei(II)-nitrat in ca. 10 ml dest. Wasser.
- Geben Sie 2 ml konzentrierte Natronlauge und ca. 1 ml der Bleinitrat-Lösung zu den Aminosäure- bzw. Protein-Lösungen zu.
- Erhitzen Sie die Gemische einige Minuten im siedenden Wasserbad (Becherglas 250 ml mit
ca. 100 ml dest. Wasser auf Dreifuß und mit Brenner zum leichten Sieden erhitzen).
- Notieren Sie Ihre Beobachtungen in folgender Tabelle:
Beobachtung bei Zugabe von Natronlauge und Blei(II)-nitrat-Lösung
Beobachtung beim Erhitzen
Glycin
L-Glutaminsäure
Pepton
Gelatine
Albumin
Entsorgung:
Auswertung:
Den Inhalt aller Reagenzgläser in den Entsorgungsbehälter „SÄUREN“ geben.
Reagenzgläser gründlich reinigen (Bürste!), mit dest. Wasser nachspülen und auf das Trockengestell hängen.
Informieren Sie Sich in Ihrem Chemie-Buch unter dem Stichwort „SULFID-NACHWEIS“ über die
Vorgänge bei den durchgeführten Untersuchungen. Erklären Sie die Verfärbung unter Verwendung einer Reaktionsgleichung.
-
HINWEISE FÜR DEN LEHRER:
D:\68615946.doc
Seite 7 von 16
LK CH / Bs
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 8)
 Botsch, Höfling, Kanz, Mauch; Chemie in Versuch, Theorie und Übung Band 2, Diesterweg-Verlag, Frankfurt (1995)
D:\68615946.doc
Seite 8 von 16
LK CH / Bs
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 9)
 Lutz Hafner, BIOCHEMIE, Materialien für die Sekundarstufe II, Schroedel-Verlag (1980)
D:\68615946.doc
Seite 9 von 16
LK CH / Bs
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 10)
 Chemie heute, Sekundarbereich II, Schroedel-Verlag, Hannover (1998)
D:\68615946.doc
Seite 10 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 11)
Seite 11 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 12)
Seite 12 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 13)
Seite 13 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 14)
Seite 14 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 15)
Seite 15 von 16
LK CH / Bs
D:\68615946.doc
PRAKTIKUM: AMINOSÄUREN UND PROTEINE (Seite 16)
Seite 16 von 16