Завдяки присутності в молекулах білків позитивно і негативно - за ряджених груп вони рухаються з різною швидкістю в електричному полі. На цьому базується електрофорез– метод, що застосовують для виділення індивідуальних білків із складних сумішей.

Для білків, як і для амінокислот або пептидів, характерні певні значення рН середовища, за яких вони є електронейтральними(цвітеріонами). За цих значень рН розчину білки в електричному полі нерухомі. Значення рН розчину, за якого молекула білка практично не має заряду,

називають ізоелектричною точкою білка.

Функції білків

1.Структурна функція. Білки входять до складу всіх клітинних органел: як мембранних – плазмалеми, ядерної оболонки, ендоплазматичної або ретикулярної мережі, комплексу Гольджі, лізосом, пероксисом, вакуолей, мітохондрій, пластид, так і немембранних – хромосом, рибосом, клітинних центрів (центриолей), жгутиків, мікрофіламентів. Це такі білки, як колаген, фіброїн, кератин, еластин.

2.Каталітична функція. Усі ферменти (рибонуклеаза, трипсин, ДНК-

та РНК-полімерази тощо) – білки. Деякі РНК мають каталітичну активність. Їх називають РНКзимами. Каталітично неактивні попередники ферментів називаються проферментами або зимогенами.

3. Захисна функція(поки унікальна). Антитіла – це білки. Імуноглобуліни «склеюють» антигени й утворюють преципітат (осад).

4.Регуляторна функція. На клітинному рівні: є білки – репресори і є білки – активатори транскрипції. На рівні організму: деякі гормони – білки. Наприклад, інсулін – гормон підшлункової залози, регулює перехід глюкози через плазмолему. За недостатньої секреції інсуліну розвивається важке захворювання – цукровий діабет.

Регуляторну функцію має й соматотропін– гормон росту, який утворюється в передній долі гіпофізу. Там же утворюється й адренокортикотропний гормон (АКТГ), що діє на кору надниркової залози, регулюючи синтез стероїдних гормонів.

5.Функція трансформації енергії. Білки сітківки ока родопсин і ре-

тинен трансформують світлову енергію в електричну. Актино-міозинові комплекси в м'язах перетворюють енергію хімічних зв'язків у механічну.

6.Транспортна функція. Гемоглобін здійснює транспорт кисню та вуглекислого газу. Трансферин – транспорт Феруму. Системи мембранних білків пермеаз – переносять полярні сполуки через мембрану.

7.Енергетична функція. 11 з 20 амінокислот, що входять до складу

білків, в організмі людини «згоряють» з виділенням енергії. Це – замінні

210

амінокислоти. Вони можуть бути синтезовані в клітині з продуктів розщеплення вуглеводів і ліпідів

8. Живильна функція.

а) Постачання незамінних амінокислот. У людини 9 з 20 амінокислот не можуть бути синтезовані в організмі. Вони повинні надходити ззовні.

б) Запасні білки для розвитку зародка та вигодовування дитини. Наприклад, казеїн – білок молока, овальбумін – яєчний білок, гліадин – білок зерен пшениці.

9.Буферна функція. Будь який білок – амфотерний поліелектроліт. Білки сприяють підтримці певних значень рН у різних частинах клітини, забезпечуючи цим стабільність її роботи.

10.Токсична функція. Відомі токсичні білки– ботуліновий,

дифтерійний токсин, рицин, арбин, білки зміїної отрути.

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: пробірки, піпетки, стакани; білі вовняні, бавовняні, натуральні та синтетичні шовкові нитки(або тканина); молоко; волосся; пір'я птахів.

РЕАКТИВИ: розчин альбуміну; 5 %-ий розчин купрум(ІІ) сульфату; концентрована нітратна кислота; концентрований розчин амоніаку; 30 %-ий розчин натрій гідроксиду; 1 %-ий розчин плюмбум(ІІ) ацетату; реактив Мілона (розчин меркурій(ІІ) нітрату у суміші нітратної та нітритної кислот); насичений розчин амоній сульфату; 1 %-ий меркурій(ІІ) нітрат; 0,1 М розчин натрій ацетату; 0,01 М, 0,1 М та 1 М розчини оцтової кислоти; 1 %-ий розчин желатину; 1 %-ий розчин казеїну; формалін; етанол; ацетон.

КОЛЬОРОВІ РЕАКЦІЇ БІЛКІВ

ДОСЛІД 1. БІУРЕТОВА РЕАКЦІЯ НА БІЛКИ

Для того, шоб довести, що білок містить пептидні зв’язки треба додати до нього розчин лугу та купрум(ІІ) сульфат, тобто провести біуретову реакцію. Білки у лужному розчині (їдкий натр) дають черво- но-фіолетове забарвлення з купрум сульфатом, яке свідчить про наявність у білковій молекулі пептидних зв’язків.

Фрагмент молекули білку:

211

Спочатку пептидні групи поліпептиду в лужному середовищі енолізуються:

Енольна форма поліпептиду взаємодіє з купрум) гідроксидом(ІІ , утворюючи забарвлений у синьо-фіолетовий колір комплекс.

У пробірку з 3 мл розчину альбуміну наливають 1 мл 30 %-го розчину натрій гідроксиду і1 краплю 5 %-го розчину купрум()ІІ сульфату. З’являється червоно-фіолетове забарвлення, яке свідчить про наявність у білковій молекулі пептидних зв’язків.

Продукти розкладу білка – поліпептиди, також дають біуретову реакцію. Причому забарвлення комплексів купруму(ІІ), які утворюються, визначається числом амінокислот, зв’язаних пептидним зв’язком. Дипептиди дають синє забарвлення, трипептиди – фіолетове, а тетрапептиди та складніші пептиди – червоне. Поява фіолетового забарвлення комплексу купруму(ІІ) з білком під час проведення біуретової реакції свідчить про утворення комплексних сполук білкової молекули та купруму(ІІ), до складу яких входять три пептидні групи.

Деякі групи, наприклад, –CS–NH–, >CH–NH–, також дають біуретову реакцію. При її проведенні слід уникати надлишку солі Купруму, оскільки синій купрум(ІІ) гідроксид, який при цьому утворюється, заважає появі фіолетового забарвлення.

ДОСЛІД 2. КСАНТОПРОТЕЇНОВА РЕАКЦІЯ НА БІЛКИ

Ксантопротеїновою реакцією виявляють у білках ароматичні ядра, тобто залишки таких кислот, як фенілаланін, тирозин і триптофан:

За нагрівання цих амінокислот із концентрованою нітратною кислотою відбувається нітрування бензенового кільця. Утворюються нітропохідні ароматичної амінокислоти жовтого кольору. Саме від грецького слова ксантос – жовтий і походить назва реакції. Ксантопротеїнову реакцію дають білки шкіри рук, коли неакуратно поводяться з азотною ки-

212

слотою. Жовте забарвлення шкіри за попадання на неї нітратної кислоти зумовлено нітруванням ароматичних амінокислот, залишки яких входять до складу білків:

концентрованої нітратної кислоти. Білок за нагрівання забарвлюється у жовтий колір, а при додаванні концентрованого розчину амоніаку стає оранжевим. Забарвлення виникає за нітрування залишків ароматичних амінокислот білкової молекули нітратною кислотою з утворенням полінітросполук.

Зміна в лужному середовищі жовтого кольору на оранжевий зумовлена утворенням аніонів, які мають інтенсивніше забарвлення. Для створення лужного середовища використовують розчин їдкого лугу або амоніаку.

б) Демонстраційний дослід.

У стакан з концентрованою нітратною кислотою занурюють білі вовняні й бавовняні нитки(або тканину). Вовна забарвлюється в жовтий кольор, бавовна залишається незабарвленою. Забарвлення вовни залишається й при промиванні її водою.

Такий же дослід виконують з натуральним і штучним шовком: штучний шовк не є білковою речовиною й для нього ксантопротеїнової реакції не спостерігається. Дослід може бути використаний для розпізнавання білкових і рослинних волокон.

ДОСЛІД 3. ВИЗНАЧЕННЯ СУЛЬФУРУ У БІЛКАХ. РЕАКЦІЯ БІЛКУ З ПЛЮМБУМ(ІІ) АЦЕТАТОМ

Амінокислоти, що містять Сульфур (цистеїн, цистин, метіонін), з плюмбум(ІІ) ацетатом в лужному розчині за кип’ятіння утворюють кори- чнево-чорний осад плюмбум сульфіду. Наприклад:

213