Содержание белков в организме и тканях

Белковыми веществами наиболее богаты органы и ткани животных. Источником белка являются также микроорганизмы и растения. Большинство этих белков хорошо растворимы в воде. Однако некоторые органические вещества, выделенные из хрящей, волос, рогов, костной ткани, не растворимые в воде, также отнесены к белкам, т.к. по химическому составу они близки к белкам, выделенным из мышечной ткани, сыворотки крови и т.д.

Важным признаком белков служит наличие в них азота, который входит в состав белка как элемент аминокислот. В белках содержится (в % на сухую массу):

углерода	49-55
кислорода	21-23
азота	15-17
водорода	6-8
серы	0,2-3
фосфора	1 - 2

В состав некоторых сложных белков входят Fe, Cu, J, Zn, Br, Mn и другие элементы. Некоторые из них содержатся в очень малых количествах, но имеют важное жизненное значение. Так, железо в составе белков гемоглобина, миоглобина и цитохромов играет важную роль в процессе дыхания, медь – в окислительных процессах, йод входит в состав гормонального белка щитовидной железы, кобальт – в состав витамина В₁₂, являющегося составной частью ряда ферментов и т.д. Количество азота в белках животного происхождения составляет в среднем 16% или на 1 г азота приходится 6,25 г белка (100:16 = 6,25) Эта величина используется для вычисления содержания белка в различных тканях животных (метод Къельдаля).

В организме животных содержится до 50% белков от сухой массы, в семенах злаков – 8-12, в семенах бобовых – 25-35, в клубнях (картофель) – 0,5-2%.

Таблица 2.1

Содержание белка в некоторых тканях (по Чечеткину А.В.)

Ткань (орган)	% от массы свежей ткани	% от массы сухой ткани
Головной мозг	7-9	45
Легкие	14-15	82
Сердечная мышца	16-18	60
Печень	18-20	63
Селезенка	19-21	84
Скелетная мышца	18-23	80
Ячмень		11-13
Кукуруза		8-10
Овес		8-11
Рожь		10-12
Пшеница		14-16
Горох		20-25
Жмых подсолнечниковый		32-42

Белковые вещества в природе находятся в различных состояниях. Например, белки молока, сыворотки крови представляют коллоидные растворы (золи), другие – твердые вещества, нерастворимые в воде (кератин шерсти, рога и т.д.). В некоторых органах белки находятся в полужидком состоянии (кожа, мышцы).

Методы выделения белков

Для подробного исследования физико-химических и биологических свойств белков, химического состава и строения необходимым условием является получение индивидуальных белков в высокоочищенном, гомогенном виде. Для этого обычно биологический материал измельчают (гомогенизируют), белки извлекают (экстрагируют), разделяют (фракционируют).

Гомогенизация. Существуют различные измельчители гомогенизаторы (ножевые, пестиковые), шаровые мельницы; методы замораживания и оттаивания (попеременное) – для получения вирусных белков; разрушение ультразвуком, пресс-методы (пропускание замороженного материала через мелкие отверстия под давлением) и т.д.

Экстракция белков. Для экстракции белков применяются различные буферные смеси с определенными значениями рН среды, органические растворители, неионные детергенты – вещества, нарушающие гидрофобные взаимодействия между белками и липидами и между белковыми молекулами.

Широко используются глицерин, растворы сахарозы, буферные смеси – фосфатные, цитратные, боратные со значениями рН от слабощелочных до кислых, которые способствуют как растворению, так и стабилизации белков. Широко применяется трис-буфер (например, 0,2 M раствор трис (оксиметил) аминометана с 0,1 M раствором HCl в разных соотношениях). Для выделения белков сыворотки крови применяют методы осаждения этиловым спиртом (получение гамма-глобулина), ацетоном, бутиловым спиртом и т.д.

Широко применяется осаждение сульфатом аммония (NH₄)₂SО₄ – для выделения альбуминов и глобулинов.

Для разрыва белково-липидных связей применяют различные детергенты (для отделения от мембран) – тритон Х-100. додецилсульфат натрия, дезоксихолат натрия и т.д.