Proteinele ca soluții coloidale

Proprietățile chimice ale proteinelor nu pot fi direct corelate cu structura chimică a unui lanț polipeptidic. Acestea sunt determinate de organizarea structurală a macromoleculelor de proteine.

Luați în considerare unele dintre proprietățile soluțiilor coloidale de proteine, cum ar fi. Pentru proteine, electroforeza tipice (vezi. Paragraful 7.3). Capacitatea proteinelor la electroforeză indică faptul că proteina macromoleculă formează un strat dublu electric (vezi. Fig. 7.2). Strat de încărcare potentsialobrazuyuschego este determinată de proprietățile proteinei ca o macromolecule polielectrolitice.

Lanț lung polipeptidic al proteinei [în formula (20.1) sunt prezentate conexiune doar două polipeptide au de fapt sute] la capete are doar două grupe de molecule ionizate. In grupările laterale ale lanțurilor polipeptidice ale macromoleculelor proteine ​​sunt un mare număr de grupări ionice care pot disocia în apă, în conformitate cu următoarea schemă:

Că grupurile laterale de macromolecule creează condiții pentru formarea DES.

Semnul și valoarea electrice (# 966; și potențialul # 950; -potential va fi determinată de proprietățile mediului. Cu un exces de acid, adică în condiții acide, disocierea grupărilor carboxil este suprimat; echilibru al reacției (20,2) este deplasat spre stânga, iar echilibrul reacției (20,3) - în partea dreaptă. macromolecule de proteine ​​va purta o sarcină pozitivă în exces și să devină policationi # 950; potențialul de a deveni mai mare decât zero (# 950;> 0) și proteine ​​electroforeză macromolecule va trece la catod (figura 20.3.).

Într-un mediu alcalin, este deplasat spre stânga cu un exces de anioni OH- este suprimat grupurile de disociere majore, echilibrul de reacție (20,3), și echilibrul reacției (20,2) - la dreapta. proteină macromoleculă dobândește o sarcină negativă (# 950; <0) и превращается в полианион. Структура ДЭС будет соответствовать случаю, изображенному на рис. 7.3. При электрофорезе макромолекулы белков двигаются к аноду (см. рис. 7.5). Подобными свойствами обладают макромолекулы крахмала и гуммиарабика.

Macromolecule diferite proteine ​​diferă unul de altul prin numărul de grupări ionizate, structura stratului dublu, și în consecință semnul și valoarea (sau) # 950; -potential. În acest sens, ele au o mobilitate electroforetică diferită (cm. Paragraful 7.4), ceea ce face posibil să le împartă unul cu celălalt sub influența unui câmp electric extern, adică prin electroforeză.

Amploarea și semnul taxei de proteine ​​în soluție este dependentă de pH. Această situație se datorează numărului impar de grupări ionice COOH și -NH3. Astfel, de exemplu, proteine ​​cum ar fi cazeina, gelatina, albumina, și altele, predomină în soluții apoase de grupe acide pe bază și pH-ul soluției este <7. Преобладание щелочных групп (–NH3 ) и рН> 7 observate în soluții de proteine, cum ar fi gliadina grâu, prolamină și colab.

Puteți modifica ionizate macromoleculele de proteine ​​de putere Utilizarea pH-ului. Constantele de disociere ale grupărilor acide și bazice ale proteinelor nu sunt aceleași. Din acest motiv, numărul grupărilor de acid disociate și macromoleculele bazice ale proteinelor pot fi aceleași doar la un anumit mediu de pH. Această stare corespunde punctului izoelectric (pI), adică pH-ul mediului în care numărul de grupe de bază ionizate egal cu numărul de grupe acide ionizate.

Contraionii compensează complet pl stratul de încărcare potentsialobrazuyuschego (vezi. Fig. 7.4), și # 950, este potențialul devine egală cu zero.

Proteinele PI se situează în domeniul de la pH 2 (v pepsină) până la 10,6 (y tsitrohroma C), dar, de preferință, corespunde unui pH de proteine ​​pl <7. ИЭТ некоторых белков достигается при следующих значениях рНи; пепсина (фермент желудочного сока) — 2,0; казеина (белок, образующийся при свертывании молока) — 4,6: альбумина яйца — 4,8; карбоксигемоглобина — 6,87; химотрипсина (фермент сока поджелудочной железы) — 8,6.

pH-ul soluției apoase de proteină determină starea conformațională a macromoleculelor, care, la rândul lor, afectează proprietățile acestor soluții, cum ar fi vâscozitatea și umflarea. Referindu-ne la Fig. 20.4.

La un pH egal sau apropiat de pl, grupările încărcate oppositely NH3 + și COO - pot fi atrași unul de celălalt și de a strânge macromoleculei într-o minge și chiar globulare (pI Figura 20.4.).

La pH, compensat în ceea ce privește pI, suprimat unele disociere de grupări funcționale; într-un mediu acid [vezi. ecuația (20.2)] - grupe carboxil și într-un mediu alcalin - amină [vezi. ecuația (20.3)]. Ca rezultat, grupuri cum ar fi încărcate sunt molecule care se resping reciproc, în care macromolecula (regiunea I îndreptat sau II).

Caracteristicile de II soluții de proteină variază. Comasarea macromolecule în încâlceală soluție vâscozitate reduce la o valoare minimă (curba 2).

După îndreptarea macromolecule (regiunea I sau II) au o rezistență mai mare la curgerea lichidului și vâscozitatea # 951, și astfel creșterea viscozității. Aceeași dependență de pH-ul mediului are un grad de umflare # 945;. IEP anumite proteine ​​au cea mai mică solubilitate, iar capacitatea maximă pentru împrăștierea luminii.

mobilitatea electroforetică, care determină viteza de electroforeză și calculată de la formula (7.16) depinde de încărcătura macromoleculelor și # 950; -potential. Prin variația proprietăților mediului poate fi ajustat capacitatea de ionizare a proteinelor pentru a schimba structura dublu strat și semnificația # 950; -potential - reglați astfel viteza de electroforeză; acest lucru creează oportunități suplimentare pentru separarea unui amestec de proteine ​​prin electroforeză. Pentru proteinele din amestecul lor trebuie mai întâi de toate eliberate de compuși cu greutate moleculară mică. În acest scop, dializă (vezi. Fig. 12.7 in). Proteinele macromoleculele mari, rămân în container, iar printr-o membrană semipermeabilă sunt impurități cu greutate moleculară mică.