21. Изоэлектрическая точка. Поясните схематично:

1) Какой заряд имеет макромолекула альбумина (pI = 4,8) при pH>4,8?

2) В растворе находится смесь белков: глобулин (pI = 7), коллаген (pI = 4,0), альбумин (pI = 4,8). При каком значении можно электрофоретичеки разделить эти белки?

(Ответ может быть неправильным).

В случае биполярного иона молекула электронейтральна. Такое состояние называется изоэлектрическим состоянием. То значение рН, при котором достигается изоэлектрическое состояние и при котором молекула не перемещается под воздействием внешнего электрического поля, называется изоэлектрической точкой (ИЭТ, pI).

1). Альбумин заряжен отрицательно.

2). Разделение смеси, состоящей из трёх белков возможно при pH = 4,8. В этом случае коллаген заряжен отрицательно (движется к аноду), глобулин заряжен положительно (движется к катоду), альбумин незаряжен (электрофоретически неподвижен). (на схеме 4,9 заменить на 4,8).

22. Набухание растворов вмс. Влияние pH на величину степени набухания.

Растворение макромолекул обязательно проходит через стадию набухания, являющуюся характерной качественной особенностью веществ этого типа. При набухании молекулы растворителя проникают в твердый полимер и раздвигают макромолекулы. Последние, из-за своего большого размера, медленно диффундируют в раствор, что внешне проявляется в увеличении объема полимера.

Набухание может быть неограниченным, когда конечным его результатом является переход полимера в раствор, и ограниченным, если набухание не доходит до растворения полимера.

Процесс набухания с точки зрения термодинамики характеризуется уменьшением энергии Гиббса G = H ─ T S < 0, и состоит из двух этапов или стадий:

1 стадия – энергетическая, характеризуется сольватацией (гидратацией) полимера: Н < 0; S ≈ 0.

2 стадия – энтропийная, характеризуется активным разрахлением сетки ВМС, увеличением объема полимера, поэтому энтропия возрастает, а энтальпия практически не меняется: Н ≈ 0; S > 0; T S > 0.

Количественной мерой набухания является степень набухания (α), которая может иметь объемное и массовое выражение:

а = (V – V0) ۰100% или а = (m – m0) ۰100%

V0 m0

Если создать препятствие увеличению объема набухающего тела, то развивается давление называемое давление набухания (Рнаб), которое можно рассчитать по эмпирическому уравнению Позняка:

Рнаб = K ۰c ^n ,

где K – константа, зависящая от природы полимера и рас- творителя, с – концентрация ВМС, n=3, не зависит от природы ВМС и растворителя.

На процесс набухания полимеров в воде влияет присутствие электролитов и значение рН среды. Влияние рН среды на набухание полимера больше всего проявляется в растворах белков, поскольку их молекулы – полиамфолиты. Так, минимум набухания белков лежит в области их изоэлектрической точки рН = pI. По разные стороны этой точки степень набухания возрастает и, достигнув максимумов, вновь уменьшается.

Набухание играет важную биологическую роль: 1. Набухание белков пищи при кулинарной обработке и в процессе пи- щеварения. 2. Набухание – один их элементов сокращения мышц. 3. Набухание наблюдается при образовании отеков, опухоли. 4. Употребление в пищу непроваренных бобовых может привести к их набуханию в ЖКТ и возникновению давления набухания на стенки кишечника. 5. Первой фазой прорастания зерен является их набухание. 6. Рост и развитие живых организмов.