2. Белки - составная часть всех живых организмов. Биологическая роль белков.
Белки - высокомолекулярные азотосодержащие вещества, построенные из остатков аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. Функции:
1) Каталитическая. Эта фун-я белков определяет скорость хим. реакций в биолог. системах (ферменты – пепсин, рубонуклеаза, трипсин, ДНК- и РНК-полимераза, липаза и др).
2) Транспортная (гемоглобин, миоглобин, мембранная АТФаза и др.).
3) Защитная (иммуноглобулины, интерферон, белок плазмы - фибриноген).
4) Сократительная (актин и миозин – специфические белки мыш. ткани).
5) Структурная, или пластическая (белки + фосфолипиды = биомембрана клеток).
6) Опорная (коллаген, эластин).
7) Регуляторная, или гуморальная (инсулин, АКТГ).
8) Питательная, или резервная (белки яйца – овальбумины, белок молока - казеин).
9) Энергетическая (аминок-ты белков поступают на путь гликолиза, который обеспечивает клетку энергией. При распаде 1 г белка = 17,6 кДж тепла).
10) Рецепторая (гликопротеины, гистоны, репрессоры, инсулин).
11) Экспрессия ген. информации.
12) Поддержание онкотического давления в клетках и крови, буферные св-ва, поддерживающие физиологические зн-е рН внутренней среды.
3. Физико-химические свойства белков: молекулярная масса, изоэлектрическая точка, растворимость, осаждаемость.
1
)
Белки - высокомолекулярные соединения,
но могут сильно отличаться по молекулярной
массе, которая колеблется от 6000 до 1 000
000 Д и выше. Молекулярная масса белка
зависит от количества аминокислотных
остатков в полипептидной цепи, а для
олигомерных белков - и от количества
входящих в него протомеров (или
субъединиц). Уравнение
Сведберга:
R-газовая постоянная эрг/(моль*град), Т- абсолютная t, s- const седиментации, p – плотность растворителя, v- парциальный удельный объем молекулы белка, D- коэф. диффузии.
2) При pH=7 все изогенные группы белка находятся в ионизированном состоянии. В кислой среде увел. конц. протонов Н+ приводит к подавлению диссоциации карбоксильных групп и уменьшению отриц. z белков: -COO- + H+ = COOH
В щел. среде связывание избытка OHс протонами, образующимися при диссоциации NH3+ с образованием H2O, приводит к уменьшению Z+ белков: -NH3+ + OH- = -NH2 + H2O
Значение рН, при котором белок приобретает суммарный нулевой заряд, называют "изоэлектрическая точка" и обозначают как pI. В изоэлектрической точке количество положительно и отрицательно заряженных групп белка одинаково, т.е. белок находится в изоэлектрическом состоянии.
У бол-ва pI=5,5-7,0. Пепсин pI=1, сальмин pI=12. В изоэл. точке белки наименее устойчивы в рре и легко выпадают в осадок.
3) Растворимость белков в воде зависит от: формы, молекулярной массы, величины заряда, соотношения полярных и неполярных функц. групп на поверхности белка. Кроме этого, растворимость белка определяется составом растворителя, т.е. наличием в растворе других растворённых веществ. Например, некоторые белки легче растворяются в слабом солевом растворе, чем в дистил. воде. С другой стороны, увеличение концентрации нейтральных солей может способствовать вьпадению определённых белков в осадок. Денатурирующие агенты, присутствующие в растворе, также снижают растворимость белков.
4) Осаждаемость. Рры белков отличаются крайней неустойчивостью, и под действием разнообразных факторов, нарушающих гидратацию, легко выпадают в осадок. Поэтому при добавлении к рру белка любых водоотнимающих ср-в (спирт, ацетон, конц. рры нейтральных солей ЩеМе), а также под влиянием физических факторов (t, облучение) наблюдается дегидратация молекул белка и их выпадение в осадок. Два вида реакций осаждения:
- высаливание белков — обратимый процесс; снимается только гидратная оболочка, белок сохраняет структуру и нативные свойства;
- осаждение с потерей нативных свойств белка — процесс необратимый; снимаются гидратная оболочка и заряд. Реакции осаждения и цветные реакции применяются для обнаружения белков в растворе.