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Nachweis von Proteinen 09:54 min

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Transkript Nachweis von Proteinen

Guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um den Nachweis von Proteinen. Der Film gehört zu Reihe Proteine. An Vorkenntnissen solltest du schon etwas über Proteine wissen und dich in der anorganischen Chemie recht gut auskennen. Im Video möchte ich dir eine Übersicht über wichtige Protein-Nachweisverfahren geben. Der Film besteht aus 7 Abschnitten: 1. Was sind Proteine 2. Xanthoproteinreaktion 3. Biuretreaktion 4. Ninhydrinreaktion 5. Millonreaktion 6. Weitere Verfahren und 7. Zusammenfassung 1. Was sind Proteine? Über Proteine gibt es auf der Plattform eine Reihe guter Videos. Ihr könnt sie euch alle anschauen. Ich möchte euch hier nur die wesentlichen Merkmale der Proteine nennen. Proteine sind Biopolymere. Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaut. Ein wichtiges Merkmal der Proteine ist die Peptidbindung. Sie besteht aus den 4 wichtigsten Elementen der organischen Chemie. Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Die Peptidbindung ist eine Amidbindung. Im weiteren Sinne hat man zu unterscheiden nach Größe. Zwischen Di-, Tri-, Oligo und Polypeptiden. Bei den kürzeren Ketten, wächst die Bedeutung der Endgruppen. Der Carboxylgruppe COOH und der Aminogruppe NH2. Bei einer Nachweisreaktion wird das Bedeutung erlangen. Nach diesem Formalen Einstieg, noch ein paar Beispiele, wo wir Proteine antreffen. In Eiern, im Hähnchenfleisch, im Schweinekotelette, in Kürbiskernen, in der Milch und auch in Sojabohnen. 2. Xanthoproteinreaktion Bei diesem Nachweis, findet eine Reaktion des Proteins mit Salpetersäure statt. Es kommt zu einem Farbumschlag. Zu einem mehr oder weniger kräftigen Gelb. Für die Reaktion verantwortlich sind die Benzolringe bestimmter Aminosäuren. Erinnert euch: Benzolringe enthalten Phenylalanin, Tyrosin und Tryptophan. Wenn zum Beispiel Tyrosin nitriert wird, so wird die Nitrogruppe NO2 gegen ein Wasserstoffatom H ausgetauscht. Je nach dem wieviel dieser Aminosäuren enthalten sind und wie stark die Reaktion abläuft, gibt es eine Verfärbung zu gelb bis hellbraun. 3. Biuretreaktion Hier reagiert das Protein mit Kupfer 2-Ionen, die ihm in Form von Kupfersulfat hinzugegeben werden. Das Medium muss stark basisch sein. Darum wird ein Hydroxid hinzugegeben. Dieses liefert Hydroxidionen, OH-. Es kommt zu einem Farbumschlag nach hellblau. Hier ist ein Bild von einem solchen Experiment. Der hellblaue Teil im Reagenzglas zeigt an, dass es sich um ein Protein handelt. Ein bestimmter Kupfer-2-Komplex ist für diese Farbänderung verantwortlich. Ich möchte ihn euch ein mal veranschaulichen. Das Kupfer-2-Ion wird praktisch von 4 Bindungen wie durch eine Schere eingeschlossen. Ihr wisst vielleicht was das ist. Das ist ein Komplex vom Chelattyp. 4. Ninhydrinreaktion Wenn ein Protein mit der chemischen Verbindung Ninhydrin reagiert, so kann sich ein violetter Fabrstoff bilden. "Kann sich", habe ich daher gesagt, weil es sich bei dieser Reaktion eigentlich um einen Aminosäurenachweis handelt. Bei Proteinen funktioniert er nur dann, wenn man es mit kurzen Ketten, bis zu Oligopeptiden, zu tun hat. Dann spielen nämlich noch die Anfangs- und Endgruppen, das heißt die Carboxy- und die Aminogruppe, eine wichtige Rolle. Denkt an den Abschnitt 1. Bei der Reaktion reagieren 2 Moleküle der Verbindung Ninhydrin. Ich skizziere die Reaktion für eine Aminosäure. Kohlenstoffdioxid, Wasser und ein Aldehydmolekül werden frei. Es entsteht eine größeres Molekül. Dieses besitzt konjugierte Bindungen. Doppel- und Einfachbindungen wechseln sich ab. Dadurch wird es farbig. Man erhält einen violetten Farbstoff. 5. Millonreaktion Bei dieser Reaktion, reagiert das Protein mit salpetriger Säure. Außerdem benötigt man Quecksilberionen. Karminrote Farbe, zeigt die Anwesenheit des Proteins an. Die rote Farbe kommt durch das entstehen eines Quecksilberkomplexes zustande. Die Reaktion ist jedoch nicht spezifisch. Phenol und Thymol liefern einen ähnlichen Farbumschlag. 6. Weitere Verfahren Beim Nachweis von Proteinen, spielen Kupfer-2-Ionen eine große Rolle. Auch so bei diesem nächsten Verfahren. Hier werden sie zu Kupfer-1-Ionen reduziert. Diese ihrerseits, reduzieren das Molybdän und Wolfram im Molybdän-6 und Wolfram-6 Heteropolysäuren. Diese Reduktion führt zum sogenannten Molybdänblau. Dieses Verfahren ist benannt nacht "Lowry". Eine weitere Möglichkeit besteht in der Zugabe von Coomassie-Brillant-Blau. Das ist ein Triphenylmethyl-Farbstoff. Die Nachwesmethode erhielt ihren Namen nach "Bradford". Es bildet sich ein blauer Komplex. Und schließlich gibt es als Nachweis die BCA-Methode. Dort werden auch wieder Kupfer-2-Ionen eingesetzt, die zu Kupfer-1-Ionen reduziert werden. Mit Bicinchoninsäure bilden sie wieder einen Komplex. Und dieser ist wiederum, von blauer Farbe. Alle 3 Verfahren, die Nachweise nach Lowry und Bradford, sowie die Methode mit Bicinchoninsäure, zeigen die Anwesenheit von Proteinen, durch einem blauen Komplex an. 7. Zusammenfassung Proteine können durch verschiedene Farbreaktionen nachgewiesen werden. Einige Nachweise sind jedoch unspezifisch. Ich Danke für Eure Aufmerksamkeit, ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg! Auf Wiedersehen!

2 Kommentare
  1. "muss die Biuret Reaktion nicht violett sein ?
    Von Aniikii, vor einem Tag"

    Berlin, 23. August 2015
    André Otto schreibt:
    Liebe(r) Aniikii,
    die Biuret - Reaktion zum Nachweis von Proteinen erhielt ihren Namen aus der Analogie zur Komplexbildung von Kupfer(II)-Ionen mit dem Komplexbildner Biuret.
    Schon daran kann man erkennen, dass der genaue Farbton etwas anders liegen sollte. Oder anders gesagt, der Farbton wird durch die Aminosäuren bestimmt.
    Wenn du nun ganz exakt den Ton benennen möchtest, so liegst du bei der berühmten oder berüchtigten Schokoladenkuh wohl goldrichtig.
    Bitte denke auch daran, dass die Videos nicht einer einfachen Tatsachenvermittlung dienen. Die Fakten sollen dabei auch geordnet und mitunter vereinfacht werden.
    Und Lila kann man grob gesprochen auch als Blau verstehen. Es ist kein Rot, kein Gelb und kein Grün.
    Alles Gute und viel Erfolg
    André


    Von André Otto, vor etwa 4 Jahren
  2. muss die Biuret Reaktion nicht violett sein ?

    Von Aniikii, vor etwa 4 Jahren

Nachweis von Proteinen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Nachweis von Proteinen kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme die Lebensmittel, die Proteine enthalten.

    Tipps

    Proteine werden auch Eiweiße genannt.

    Proteine lassen sich oft in tierischen Lebensmitteln finden.

    Lösung

    Proteinreiche Lebensmittel sind oft tierische Lebensmittel wie Eier, Milchprodukte, Fleisch und Fisch. Aber auch in pflanzlichen Lebensmitteln, wie zum Beispiel Sojaprodukten, lassen sich viele Proteine finden. Kein Protein enthalten dagegen Obst und Wasser. Salz und Backpulver sind Salzverbindungen, die auch keine Proteine enthalten.

  • Entscheide, welche Nachweise Proteine anzeigen.

    Tipps

    Zwei der Nachweise zeigen dir Zucker an.

    Lösung

    Proteine lassen sich durch verschiedene Reaktionen nachweisen. Die bekanntesten sind wohl die Xanthoproteinsynthese und die Biuretreaktion. Oft lässt sich allein vom Namen nicht erkennen, was sie nachweisen, weil sie nach ihren Entdeckern oder Nachweisreagenzien benannt sind.

    Die Tollens-Probe und die Fehling-Probe sind Nachweise für Zucker und mit der Marshschen Probe können Arsen und Antimon nachgewiesen werden,

  • Beschreibe die Charakteristika zu folgenden Nachweisen.

    Tipps

    xanthos (griech.): gelb

    Lösung

    Die verschiedenen Nachweisreaktionen beruhen immer auf einer Reaktion des Proteins oder der Aminosäuren mit einem bestimmten Reagenz, was dann durch eine charakteristische Farbänderung angezeigt wird.

    1. Xanthoproteinreaktion: Bei diesem Nachweis wird konzentrierte Salpetersäure verwendet. Diese ist in der Lage, die Benzolringe, die einige Aminosäuren enthalten, zu nitrieren. Die entstandene Nitroverbindung ist gelb.
    2. Biuretreaktion: Hier werden Kupferionen in Form von Kupfersulfat als Nachweisreagenz verwendet. Der Stickstoff der Aminogruppen im Protein koordiniert an das Kupferion und es entsteht ein Chelatkomplex, der hellblau aussieht.
    3. Ninhydrinreaktion: Bei diesem Nachweis wird Ninhydrin verwendet. Dieses reagiert mit der Aminosäure, wobei ein Molekül mit konjugierten Doppelbindungen entsteht, welches violett aussieht.

  • Erkläre, warum Salpetersäure die Haut gelb färbt.

    Tipps

    Woraus besteht deine Haut?

    Lösung

    Deine Haut besteht aus Proteinen. Diese Proteine in der Haut reagieren natürlich genauso auf Nachweisreagenzien wie Proteine im Reagenzglas. Wenn also Salpetersäure mit der Haut in Berührung kommt, dann läuft die Xanthoproteinreaktion ab. Dabei reagieren die benzolhaltigen Aminosäuresequenzen wie Phenlyalanin, Tyrosin oder Tryptophan. Die Benzolringe werden nitriert. Es entsteht eine Nitroverbindung, die gelb aussieht.

  • Bestimme die Chemikalien, die du für einen Proteinnachweis benötigst.

    Tipps

    Welche Reagenzien verwenden die typischen Nachweisreaktionen?

    Lösung

    Es gibt eine Reihe von unterschiedlichen Nachweisreaktionen für Proteine. Diese nutzen alle unterschiedliche Reagenzien, die dann mit dem Protein reagieren.

    Mit den hier angegebenen Chemikalien lässt sich eine Biuretreaktion durchführen. Dafür benötigst du Kupfer(II)-Ionen, die du durch das Kupfersulfat erhältst. Außerdem muss die Reaktion im stark basischen Milieu ablaufen. Daher muss auch noch Natronlauge dazugegeben werden.

    Ist nun ein Protein in der Probe enthalten, färbt es sich hellblau, da das Protein und das Kupferion einen hellblauen Chelatkomplex bilden.

  • Beschrifte die einzelnen Bestandteile in einem Protein.

    Tipps

    Ein Protein besteht aus Aminosäuren.

    Aminosäuren besitzen Carboxygruppen und Aminogruppen.

    Lösung

    Bei dem hier abgebildeten Proteinausschnitt handelt es sich um Keratin. Das Protein bildet sich aus einzelnen Aminosäuren. Die Aminosäuren besitzen je eine Aminogruppe und eine Carboxygruppe. Reagieren diese miteinander, entsteht unter Abspaltung von Wasser eine Peptidbindung (siehe rechts). Dadurch können sich große Polymere bilden. Durch die gewundene Helixstruktur können sich zusätzlich noch intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen den Sauerstoffatomen und den Wasserstoffatomen am Stickstoff ausbilden.