Оптические свойства.

Оптические свойства белков определяются размерами белковых молекул, аминокислотным составом наличием пептидных связей, степенью спирализации и так далее.

1)Для белковых растворов характерна рефракция (преломление света). Если через раствор белка пропустить свет, то луч света отклоняется. Причем величина отклонения прямо пропорциональна концентрации белка в растворе.

2) Растворы белков способны вращать плоскость поляризованного света. Это обусловлено тем, что аминокислоты, из которых состоит белок, содержит ассиметричный атом углерода (то-есть все связи у этого атома заняты разными группами), например это альфа-углеродный атом. При этом возможны разные оптические изомеры (L,D). Все природные аминокислоты является L-производными. При хранении останков животных L-изомеры постепенно переходят в D-изомеры. Это свойство используют в экспертизе по определении времени сохранности останков. Как правило, растворы белка вращают плоскость поляризации влево, так как большинство аминокислот левовращающие.

3) Белковые растворы рассеивают свет. Это явление обусловлено тем, что размеры белковых молекул соизмеримы с длинной волны света как маленькие зеркала, повернутые во все стороны, куда они и рассеивают падающий свет.

4) Растворы белков поглощают свет (в ультрафиолетовой части спектра) в диапазоне 250 –300 нанометров. Также поглощение идет в диапазоне 210 - 230 нанометров. Поглощение в диапазоне 250 - 300 связано с наличием в составе белковых молекул ароматических (циклических) аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана) . Поглощение же света в диапазоне 210 – 230 нанометров определяется наличием пептидных связей. Белковые растворы обладают дихроизмом, то-есть красные лучи (как более длинные) проходят через белки, а голубые (короткие) – рассеиваются.Все оптические свойства имеют практические значение. На использовании этих свойств основана работа соответствующих приборов, позволяющих определять концентрацию белка в растворах.

ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКОВ.

Денатурацией белка называется изменение (разрушение) четвертичной, третичной., вторичной структуры белка. При этом первичная структура сохранена. Явление денатурации сопровождается изменением физико-химических свойств белка и нарушением его биологической активности. В зависимости от того, является ли белок олигомером, полностью ли утрачена нативная конформация, под термином (то-есть денатурацией) подразумевается разные процессы. И диссоциация олигомеров на мономеры (которые могут обладать и не обладать биологической активностью) и полное или неполное разворачивание цепи с полной или не полной потерей активности – все это определяется одним понятием – денатурация.

Денатурированные белки менее растворимы в воде и часто из водного раствора выпадают в осадок. Это свойства широко используются в клинической лабораторной практике. Пробы крови или сыворотки, взятые для анализа на содержание в них малых молекул (глюкозы, мочевой кислоты, лекарственных препаратов) сначала обрабатывают трихлоруксусной кислотой или фосфомолибденовой кислтой или фосфовольфрамовой кислотой для осаждения белка. Осадок удаляют центрифугированием, а свободную от белка надосадочную жидкость анализируют.

Факторы вызывающие денатурацию белка.

1)Физические (резкое изменение температуры, ионизирующие излучение)

2) Химические (резкое изменение pH, воздействие некоторых органических веществ в высоких концентрациях, воздействие солей тяжелых металлов, мочевины , поверхностно активных веществ – додецилсульфат натрия, меркаптоэтанол (на белки, содержащие – SH ) ) .

3) Механические (интенсивное перемешивание или встряхивание).

Признаки денатураци:

1) помутнение раствора белка,

2) изменение вязкости,

3) изменение реаактивности функциональных групп.

4) изменение биологической активности,

5) выпадение в осадок.

Различают денатурацию обратимую и необратимую. Если убрать факторы, вызывающие денатурацию, и молекула белка денатурирует, то-есть восстанавливает все уровни структурной организации( вторичную, третичную и четвертичную), соответственно обретая все свои утерянные при денатурации физико-химические свойства и биологическую активность, то такой вид денатурации называется обратимым. Если же после удаления денатурирующих факторов физико-химические свойства и биологическая активность белка не восстанавливается, то это – необратимая денатурацию. Явление денатурации широко используется в медицине и биологии. Оно используется для целого ряда лабораторных исследований; при стерилизации инструмента и спецодежды; при кварцевании палат и операционных (вызывается денатурация белков микроорганизмов); в лечении онкобольных (облучение ионизирующим излучением + локальная гипертермия опухолей).