2.4. Реакции осаждения белков

Стабильность белковых растворов обусловлена двумя основными факторами: наличием заряда белковой молекулы и, обусловленной зарядом, гидратной оболочки вокруг нее. Устранение этих факторов приводит к осаждению белка из раствора. Реакции осаждения белков делят на две группы: обратимые и необратимые.

При необратимых реакциях осаждения белки подвергаются денатурации и, утрачивая свои нативные свойства, теряют способность растворяться в первоначальном растворителе. К этим реакциям относят: осаждение белков кислотами, солями тяжелых металлов, при нагревании и др.

При обратимых реакциях осаждения молекулы белка не подвергаются глубоким изменениям (разрушаются четвертичная и до 30 % третичной структуры), сохраняют свои нативные (первоначальные) свойства и полученные осадки можно вновь растворить в первоначальном растворителе. К названным реакциям относят: осаждение белков этанолом и ацетоном при температуре минус 35С, высаливание (осаждение белков нейтральными солями – NaCl, MgSO₄, (NH₄)₂SO₄, Na₂SO₄) и др.

Реакции осаждения применяют для обнаружения белка в растворе, получения безбелковых фильтратов (например, при определении сахаров в молоке или крови), выделения из раствора отдельных групп белков (фракционирования белков).

Осаждение белков при нагревании

При температуре выше 50 С многие белки денатурируют и выпадают в осадок. Наиболее полное и быстрое осаждение их при нагревании происходит в изоэлектрической точке (ИЭТ). В сильно кислых (за исключением азотной, ТХУ и сульфосалициловой кислот) и сильно щелочных растворах денатурированный при нагревании белок не выпадает в осадок. Это объясняют усилением заряда (или перезарядкой) молекул белка. Осадить белок из сильно кислых растворов можно добавлением растворов нейтральных солей.

ХОД РАБОТЫ. В пять пробирок вносят по 1мл раствора белка яиц (альбумина). Альбумин яиц – кислый белок и в нейтральной среде имеет отрицательный заряд.

Содержимое первой пробирки нагревают. Жидкость мутнеет (появление опалесценции), но осадок не образуется или его очень мало. Это объясняют тем, что частицы белка в нейтральной среде имеют отрицательный заряд и удерживаются во взвешенном состоянии.

Во вторую пробирку добавляют две капли раствора с массовой долей уксусной кислоты 1 % и нагревают. Выпадает белый хлопьевидный осадок белка. Это объясняют тем, что pH среды приближается к изоэлектрической точке и молекула белка теряет заряд.

В третью пробирку добавляют две капли раствора с массовой долей уксусной кислоты 10 % и содержимое нагревают. Осадок белка в этом случае не образуется, так как в сильно кислой среде частицы белка приобретают значительный положительный заряд.

В четвертую пробирку добавляют две капли раствора с массовой долей уксусной кислоты 10 %, одну каплю раствора насыщенного хлоридом натрия и нагревают. Выпадает белый хлопьевидный осадок, так как вследствие адсорбции ионов хлорида натрия (образование двойного электрического слоя) происходит нейтрализация положительного заряда на частицах белка; наступает момент, когда силы притяжения между молекулами превышают силы отталкивания, и белок выпадает в осадок.

В пятую пробирку добавляют две капли раствора с массовой долей гидроксида натрия 10 % и нагревают. Осадка белка не образуется, так как в щелочной среде отрицательный заряд на частицах белка усиливается.

Нагревание пробирок производят в кипящей водяной бане (лучше всех пробирок одновременно). Желатин при нагревании в осадок не выпадает. Результаты опыта и выводы оформляют в виде таблицы.

Таблица 5