I.5. Властивості білків.

1. Методи виділення та очищення білків.

Для вивчення фізико-хімічних і біологічних властивостей індивідуальних білків їх одержують у чистому вигляді. Спочатку білки екстрагують із клітин або тканин у розчиненному стані, а потім очищають. Для цього використовують різні фізико-хімічні методи. Зазвичай на першому етапі здійснюють ізоелектричне осадження, а потім фракційне осадження білків розчинами нейтральних солей (амонійгідрогенсульфіту, натрій хлоріду та ін.) або спиртом (метиловим, етиловим) з поступовим підвищенням концентрації при низькій температурі (-5...-10ºС).

Для подальшого очищення білків останнім часом широко використовується іонообмінна, адсорбційна або афінна хроматографія з різними адсорбентами, а також гельфільтрація на колонках з агаразою, сефадексом, біогелем тощо.

Суміш білків можна розділити за допомогою електрофорезу на різних носіях (фільтрувальний папір, поліакриламідний або крохмальний гель та ін.). Основними тестами для визначення гомогенності одержаного білка є стабільний амінокислотний склад, певна молекулярна маса. Гомогенний білок під час електрофорезу переміщується у вигляді однієї смуги й постійно виявляє специфічну біологічну активність (ферментативну, гормональну тощо).

2. Молекулярна маса.

Для характеристики гомогенності білка спочатку визначають його молекулярну масу. Найпоширенішими методами її визначення є ультрацентрифугування, гель-електрофорез, осмометричний, дифузійний і рентгеноструктурний аналізи, методи електронної спектроскопії та ін. За допомогою цих методів було встановлено, що молекулярна маса білків коливається в межах від кількох тисяч до кількох мільйонів (інсулін – 6 тис. од., альбумін молока – 17.4 тис. од., яєчний альбумін – 40 тис. од., гемоглобін людини – 68 тис. од., сироватковий γ-глобулін 160 тис. од., фібриноген – 330 тис. од., актоміозин – 5000 тис. од.)

3. Амфотерність.

Білки, як і амінокислоти, - це амфотерні сполуки, тому в кислому середовищі вони дисоціюють як основи, а у лужному – як кислоти.

Завдяки наявності в складі амінокислот тих або інших радикалів, білкові молекули часто мають заряд позитивний або негативний, причому в різних середовищах цей заряд різний. Завдяки цьому білки можна очищати, розділяти методом електрофорезу.

Під час взаємодії з кислотами або основами білки утворюють солеподібні сполуки. На цьому принципі засновано їх осадження з водних розчинів, наприклад, трихлороцтовою кислотою. З амфотерними властивостями білків пов’язана їх буферна дія, тобто підтримання в тканинах і клітинах організму постійної реакції середовища.

Для білків, поліпептидів і амінокислот характерний так званий ізоелектричний стан. Ізоелектричний стан (ІС) – це такий стан білкової молекули, при якому вона має нульовий заряд.

Значення рН, при якому молекула знаходиться в ІС, називається ізоелектричною точкою (ІТ). Залежно від амінокислотного складу кожний білок має свою ізоелектричну точку. В ізоелектричній точці білок найменш стійкий, легше всього осаджується і руйнується. На цьому заснований метод дрібного осадження білків із розчину після досягнення значення рН, що відповідає ізоелектричній точці одного із компонентів суміші. Інші білки залишаються в розчині.