3)Растворимость

Так как большинство белков несет много заряженных групп, то в целом они водорастворимы. Растворимость объясняется:

• наличием заряда и взаимоотталкиванием заряженных молекул белка,

• наличием гидратной оболочки – окружение молекулы диполями воды и взаимодействие их с полярными и заряженными группами на поверхности глобулы белка. Чем больше полярных и/или заряженных аминокислот в белке, тем больше гидратная оболочка.

4)Амфотерность (за счёт аминокислот, см. 2 вопрос)

Денатурация – необратимое осаждение белков из-за разрыва связей вторичной, третичной и четвертичной структуры белка. Сохраняется первичная структура белка и последовательность АК. Нарушается пространственная структура белка. Белок не способен выполнять свою функцию. Виды денатурации: физическая и химическая.

• Физическая – сопровождается разрывом связей в молекуле белка. (повышение t, рентгеновские лучи, СВЧ, УФ – лучи)

• Химическая. Действие кислот и щелочей уменьшает число ионных связей. Ионы тяжелых металлов образуют комплексные соединения с молекулой белка, происходит разрыв ионных и водородных связей. Органические растворители образуют водородные связи и вызывают дегидратацию.

Большинство белков денатурирует и выпадает в осадок при t + 50-70 гр.С, или при подкислении раствора до РН = 5. Ренатурация – восстановление физико- химических свойств белка (если вовремя удалить денатурирующий агент). Обусловлена сохранением первичной структуры белка.

Значение в медицине: Большинство белков теряют биологическую активность в присутствии кислот или оснований, мочевины, тяжелых металлов (Ag, Pb, Hg), органических растворителей, при нагревании, при интенсивном встряхивании раствора. Денатурированные белки плохо растворимы в воде , способны выпадать в осадок. Это свойство широко используется в клинической лаборатории. Пробы крови или сыворотки, взятые для анализа на содержание в них малых молекул (глюкозы, мочевой кислоты, лекарственных препаратов), сначала обрабатывают трихлоруксусной кислотой для осаждения белка. Осадок удаляют центрифугированием, а свободную от белка надосадочную жидкость анализируют.

6. Белки как амфотерные электролиты. Поведение белков в электрическом поле. Электрофорез. Применение его во врачебной практике. Изометрическая точка белков. Определение суммарного заряда белка.

При изучении химического состава белка было установлено, что в его молекуле имеются свободные аминные (NH2) и карбоксильные (СООН) группы, которые в растворе находятся в виде NH3 и СООН. Следовательно, белки в растворе обладают амфотерными свойствами (амфолит, амфион). При пропускании электрического тока белки будут передвигаться в зависимости от заряда белковой молекулы к катоду или аноду (рис. 10).

В щелочных растворах белок играет роль аниона: например, при действии едкого натра происходит потеря Н+ из NH+3:

В кислых растворах, наоборот, белок играет роль катиона, как в случае с соляной кислотой:

Таким образом, фактором, определяющим поведение белка как аниона или катиона, является концентрация водородных ионов, или значение рН среды. При повышении концентрации водородных ионов (среда кислая - рН 0-7) белок становится катионом, при ее понижении (среда щелочная- рН 7 -14), наоборот, белковые частицы становятся анионами. Такая способность белка проявлять или кислотные, или щелочные свойства характеризует его как амфотерное соединение.

Однако при определенных значениях рН число положительных зарядов белка будет равно числу отрицательных и заряд молекулы в целом будет практически равен нулю. Белковая молекула не будет перемещаться в электрическом поле. При этих условиях белок находится в изоэлектрическом состоянии; рН раствора, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии, называется изоэлектрической точкой. Изоэлектрическая точка большинства природных белков лежит в слабокислой среде (рН 4,8-5,4). Молекула таких белков содержит больше карбоксильных групп, чем аминных. Это свидетельствует о том, что в их составе содержится больше дикарбоновых аминокислот (см. Аминокислоты). В изоэлектрической точке белок находится в наименее устойчивом состоянии и при незначительных изменениях рН среды в кислую или щелочную сторону он легко выпадает в осадок.

Амфотерность белков лежит в основе белковой буферной системы, которая участвует в поддержании определенной реакции среды крови. Амфотерные свойства белков используются для разделения их на отдельные фракции (метод электрофореза) с целью диагностики различных заболеваний и контроля за состоянием больного.

Электрофорез белков - способ разделения смеси белков на фракции или индивидуальные белки. Электрофорез применяют как для анализа компонентов смеси белков, так и для получения гомогенного белка.Наиболее распространенным вариантом электрофоретического анализа белков, является электрофорез белков в полиакриламидном геле.

Метод электрофореза основан на различии в скорости движения ( подвижности ) белков в электрическом поле, которая определяется величиной заряда белка при определенных значениях рН и ионной силы раствора. В последнее время более широкое распространение получили методы зонального электрофореза белков на различных носителях, в частности на твердых поддерживающих средах: гелях крахмала и полиакриламида, целлюлозе. Преимущества их по сравнению с методом свободного электрофореза состоят в том, что исключается размывание границы белок-растворитель в результате диффузии и конвекции, не требуется налаживания сложной аппаратуры для определения положения границы, а для анализа необходимо небольшое количество белка.