1. 6. Физико-химические свойства белков
Физико- химические свойства белков зависят от особенностей аминокислотного состава, а также от конформации белковой молекулы. Физико- химические свойства белков проявляются в растворах.
1.6. 1. Растворимость белков
В целом растворимость белков высока, но различна для разных видов белков. На неё влияют следующие факторы:
форма белковой молекулы (глобулярные белки растворимы лучше, чем фибриллярные белки);
характер радикалов аминокислот белка, соотношение полярных и неполярных радикалов (чем больше в составе белка полярных гидрофильных радикалов, тем лучше его растворимость);
свойства растворителя, присутствие солей. Невысокая концентрация солей (KCL,NaCl) иногда повышает растворимость белков. Например, альбумины лучше растворимы в чистой дистиллированной воде, глобулины растворяются только в присутствии 10% солей (KCL,NaCl). Белки соединительной ткани коллаген и эластин не растворимы ни в воде, ни в солевых растворах.
1. 6. 2. Молекулярная масса белков
Молекулярная масса белков достаточно велика, находится в пределах от 60 000 д. до 100 000 д. Например, молекулярная масса гемоглобина – 68 000 д., альбумина сыворотки крови – 66 000 д., рибонуклеазы – около 14 000 д., миозина – 500 000 д.
Методы определения молярной массы белковдолжны быть щадящими, не разрушающими белковые молекулы. Например, к белкам не применим эбулиоскопический метод, основанный на измерении температуры кипения растворов. Наиболее точными методами определения молекулярной массы белков являются метод ультрацентрифугирования и рентгеноструктурный метод.
Метод ультрацентрифугирования(седиментации) основан на изменении скорости осаждения белков различной молекулярной массы под действием центробежных сил при вращении белковых растворов с большой скоростью. Молекулярная масса белков, найденная под воздействием мощных центробежных сил, создаваемых в ультрацентрифугах, выражается в единицах Сведберга (S=10-13c.).
Рентгеноструктурный методпозволяет рассчитать молекулярную массу путём анализа многочисленных рентгеновских снимков молекулы белка.
Электрофоретический метод основан на зависимости скорости передвижения белков в постоянном электрическом поле от молекулярной массы белка (электрофоретическая подвижность выше у белков с меньшей молекулярной массой).
Методгельфильтрации основан на различной скорости прохождения различных белков через молекулярные гелевые «сита», называемые сефадексами.
Схема гель – фильтрации
Крупные молекулы, превышающие размеры пор геля, проходят через гель быстрее, чем более мелкие молекулы белка, которые задерживаются внутри зёрен геля.
Электронномикроскопический методпроводится путём сравнения размеров белковой молекулы с эталонными образцами известной массы.
Химические методысвязаны с особенностями химического состава белков.
1.6.3. Размеры и форма белковых молекул
Форма белковых молекул различна. Белковые молекулы по форме могут быть фибриллярными и глобулярными. Фибриллярные белки имеют нитевидную форму молекулы. Они, как правило, не растворимы в воде и в разбавленных солевых растворах. К фибриллярным белкам относятся основные структурные белки соединительной ткани: коллаген, кератин, эластин. У глобулярных белков полипептидные цепи плотно свёрнуты в компактные сферические структуры. Большинство глобулярных белков хорошо растворяются в воде и слабых солевых растворах. К глобулярным белкам относятся ферменты, антитела, альбумины, гемоглобин. Некоторые белки имеют промежуточный вид молекулы, содержат в своём составе и нитевидные, и шаровидные участки. Примером таких белков служит белок мышц миозин, растворимый в солевых растворах.
Размеры белковых молекул находятся в интервале от 1 до 100 нм, близком к размерам коллоидных частиц. В силу этого белковые растворы обладают свойствами, как истинных растворов, так и коллоидных растворов.