Вопрос 9 Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса, размеры и форма, растворимость, ионизация и гидратация.

Основные физико-химические свойства белков:

1. Различия белков по молекулярной массе: белки явл. высокомолекулярныыми

соединениями, но могут сильно отличаться по молекулярной массе, которая колеблется от 6000 до 1 000 000 Д и выше. Молекулярная масса белка зависит от количества АК остатков в ППЦ, а для олигомерных белков – и от количества входящих в него протомеров (или субъединиц).

2. Различия белков по форме молекул

• Глобулярные – имеют более компактную структуру, в третичной стр-ре имеют

шарообразную форму, их гидрофобные радикалы в большинстве своём спрятаны в гидрофобное ядро, и они значительно лучше растворимы в жидкостях организма (гемоглобин, инсулин)

• Фибриллярные – имеют нитевидн. стр-ру, нерастворимы (коллаген, кератин)

3. Растворимость – это способность белка равномерно располагаться

(распространяться) между молекулами растворителя, зависит от аминокислотного состава белка и природы растворителя.

• Растворимость белка определяется составом растворителя, т.е. наличием в растворе

других растворённых веществ. Например, некоторые белки легче растворяются в слабом солевом растворе, чем в дистиллированной воде.

• Увеличение конц. нейтральных солей может способствовать выпадению определённых белков в осадок.

• Денатурирующие агенты, присутствующие в растворе, также снижают

растворимость белков.

4. Гидратация – способность белков прочно связывать значительное количество

влаги. На поверхности большинства внутриклет. белков преобладают полярные радикалы, однако соотношение полярных и неполярных групп отлично для разных индивидуальных белков. Протомеры олигомерных белков в области контактов друг с другом часто содержат гидрофобные радикалы.

Поверхности белков, функционирующих в составе мембран или прикрепляющиеся

к ним в процессе функционирования, также обогащены гидрофобными радикалами. Такие белки лучше растворимы в липидах, чем в воде.

5. Кислотно основные свойства – белки обладают кислотными и основными

свойствами из-за присутствия -СООН и - NН₂ групп.

6. Ионизация – заряд белковой молекулы обусловлен реакцией среды и

соотношением ионогенных групп в белковой молекуле.

• Полярные (неионогенные) группы: - ОН (сер, тре, тир) SН (цис), Амидная (глн, асн), Пептидные группировки

• Полярные (ионогенные) группы: СОО-(асп, глу), NН₃⁺ (лиз, арг), N – (гис)

Суммарный заряд белковой молекулы зависит от соотношения ионизированных анионных радикалов Глу и Асп и катионных радикалов Лиз, Apг и Гис.

Степень ионизации функц-х групп этих радикалов зависит от рН среды.

• При рН раствора около 7 все ионогенные группы белка находятся в ионизированном состоянии.

• В кислой среде увеличение концентрации протонов (Н+) приводит к подавлению диссоциации карбоксильных групп и уменьшению отрицательного заряда белков: -СОО^- + Н⁺ → -СООН.

• В щелочной среде связывание избытка ОН" с протонами, образующимися при диссоциации NH₃⁺с образованием воды, приводит к уменьшению положительного заряда белков:

-NH₃⁺ +ОН^- → -NH₂ + H₂O.

Изоэлектрическая точка (pI) – значение рН, при котором белок приобретает

суммарный нулевой заряд. В pI количество «+» и «-» заряженных групп белка одинаково, т.е. белок находится в изоэлектрическом состоянии.

• Так как большинство белков в клетке имеет в своём составе больше

анионогенных групп (-СОО^-), то pI этих белков лежит в слабокислой среде.

• pI белков, в составе которых преобладают катионогенные группы,

находится в щелочной среде.

Наиболее яркий пример таких внутриклеточных белков, содержащих много аргинина и лизина, - гистоны, входящие в состав хроматина.

Одноименно заряженные молекулы белка отталкиваются друг от друга, что предотвращает агрегацию молекул белка и образование осадка.

Белки, имеющие суммарный положительный или отрицательный заряд, лучше растворимы, чем белки, находящиеся в pI

Заряженные белки могут двигаться в электрическом поле:

• Анионные белки («-» заряд) будут двигаться к «+» заряженному аноду

• Катионные белки («+» заряд) будут двигаться к «-» заряженному катоду

Вопрос 10

Методы выделения индивидуальных белков: методы осаждения солями и органическими растворителями, гель-фильтрация, электрофорез, ионообменная и аффинная хроматографии. Методы количественного определения белка.