КОЛЛОИДАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ

Белки благодаря своему большому молекулярному весу находятся в коллоидальном состоянии. Белковые молекулы содержат некоторое количество свободных карбоксильных и аминных групп, и поэтому белки относятся к амфотерным электролитам. В щелочной среде белок диссоциирует, как кислота, в кислом растворе — как щелочь. Отсюда следует, что в щелочном растворе молекулы белка заряжены отрицательно, а в кислом — положительно. При прохождении постоянного электрического тока через щелочной раствор белка молекулы его движутся к аноду, а через кислый раствор белка — к катоду. При определенной для каждого белка концентрации водородных ионов количество положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка становится одинаковым, и белки перестают передвигаться в электрическом поле. Концентрация водородных ионов (реакция среды), при которой в молекуле белка устанавливается равенство положительных и отрицательных ионов, носит название изоэлектрической точки данного белка. Изоэлектрическая точка для различных белков оказывается неодинаковой. Так, например, для казеина изоэлектрическая точка находится при рН 4,7, для яичного альбумина — при рН 4,8, сывороточного глобулина — при рН 5,4, для эдестина из семян конопли — при рН 5,5, для зеина кукурузного зерна — при рН 6,2 и т. д.

В изоэлектрической точке белки в наименьшей степени гидратированы, и они легко выпадают в осадок, особенно при прибавлении к ним водоотни-мающих реактивов (спирта, ацетона).

Белки являются гидрофильными коллоидами. При растворении белка вокруг каждой его молекулы образуются водные оболочки, состоящие из определенным образом ориентированных в пространстве молекул воды Вещества, разрушающие водные оболочки растворенных белков, вызывают выпадение их в осадок. К разрушающим водные оболочки растворенных белков относятся такие обезвоживающие (дегидратирующие) вещества, как спирт, ацетон, растворы нейтральных солей щелочных металлов, растворы сернокислого аммония, используемые для этой цели в биохимической практике.

Одним из важнейших свойств белков как лиофильных коллоидов является способность их образовывать гели. При этом коллоидальные частички склеиваются друг с другом в своеобразный каркас, в ячейки которого включается значительное количество молекул воды. Если гель высушить, а затем поместить в воду, то он усиленно набухает. Набухание геля, т. е впитывание воды, зависит от концентрации водородных ионов и от призесутствия в растворе солей. Наименьшее набухание наблюдается при из электрической точке данного белка.

Отделение воды от геля носит название синерезиса. Следовательно, синерезис — явление, обратное набуханию. При синерезисе гель уменьшается в объеме и сморщивается.

Высаливание белков. При воздействии на белковые растворы водоотни-мающих веществ (нейтральных солей) белки выпадают в осадок или, как принято говорить, высаливаются. Осадки белков после удаления водоотни-мающих веществ при прибавлении к ним воды вновь растворяются. Различные нейтральные соли осаждают белки с различной интенсивностью и это зависит от характера их катионов и анионов. Катионы и анионы по их осаждающей способности располагаются в два ряда:

Катионы: Сs, Rb, К, Na, Li, Ва, Sr, Са, Мg.

Анионы: SО4, С1, Вг, NОз, I, СNS. Эти ряды получили название лио-тропных рядов.

Денатурация белков. Ряд факторов влияет на структуру белков, изменяет их физико-химические особенности и, как принято говорить, денатурирует их. Изменения, наступающие при денатурации, сводятся к тому, что белки теряют способность растворяться в воде и в солевых растворах Высушенные денатурированные белки набухают в воде. Изменяются оптические свойства белков, в них усиливается реактивность сульфгидрильных групп и т. д. Процесс денатурации весьма сложен и детально еще не изучен.

Первый этап денатурационного процесса не вызывает глубоких изменений в структуре белковых молекул и является обратимым. Однако при дальнейшем своем развитии денатурационный процесс приводит к необратимым изменениям. К денатурирующим факторам относится повышение температуры (нагревание до 70—100° С) белкового раствора, действие на белок сильных кислот и щелочей, тяжелых металлов и ряда химических реактивов (так называемых алкалоидных осадителей). Под влиянием перечисленных факторов белки теряют свои гидрофильные и приобретают гидрофобные свойства. При денсмурации белки обычно выпадают в осадок.

Реакции на белки. Существует ряд приемов, с помощью которых можно установить наличие в растворах белковых веществ. Так, например, для обнаружения белков широко пользуются способностью их денатурироваться и выпадать в осадок. При нагревании до кипения белки, особенно при слабокислой реакции, свертываются с образованием хлопьев. Выпадают в осадок белки при прибавлении к их растворам солей тяжелых металлов (ртути, меди, серебра), пикриновой, вольфрамовой, фосфорновольфрамовой, фос-форномолибденовой, трихлоруксусной кислот и других так называемых белковых осадителей.

Для обнаружения белков используются также цветные реакции. Биуретовая реакция (стр. 27), выявляющая наличие в белках пептидных (кисло-тоамидных) связей, используется как для установления присутствия белков, так и для количественного их определения. К весьма чувствительной нингидриновой реакции (стр. 19) прибегают для определения белка, содержащегося в очень малых концентрациях. Проба Миллона на тирозин, ксантопротеиновая проба на циклические аминокислоты, проба Адамкевича на триптофан и некоторые другие используются для обнаружения белков и для выявления в их составе тех или иных аминокислот.

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий