Высаливание и денатурация белков

Высаливание - осаждение белка, с помощью концентрированных растворов солей. При этом сохраняется гидратная оболочка, которая поддерживает структуру макромолекул. Обычно для высаливания используются растворы солеи Nа2SO4,(NH4)2SO4, соли Mn и фосфаты. Высаживание наиболее эффективно в изоэлектрической точке белка. Механизм высаливания ионы солей притягивают к себе молекулы воды, уменьшая тем самым количество воды, взаимодействующей с белком, т.к. при высокой концентрации солей количество ионов солей огромно ПО сравнению с заряженными группами белков. А т.к. растворимость белка в воде зависит от образования гидратной оболочки вокруг гидрофильных ионогенных групп, то перемещение молекул волы к ионам солей снижает растворимость белка и он выпадает в осадок. Применяя растворы солей различной концентрации, можно последовательно осаждать белки по фракциям. Так при малой концентрации солей осаждаются наиболее крупные, тяжелые и обладающие наименьшим зарядом частицы. При повышении концентрации солеи выпадают все более мелкие и устойчивые белковые фракции.

Пр.: при добавлении насыщенного раствора (NH4)2SO4 выпадают глобулины, а если раствор ненасыщенный - альбумины.

Методом высаливания осаждают белки сыворотки крови. Из водных растворов белки можно осадить и с помощью водоотнимающих растворов (метиловый, этиловый спирты, ацетон). По своей природе и механизм процесс высаливания существенно отличается от коагуляции электролита. Коагуляция происходит при небольшой концентрации электролита, а высаливание - при существенно меньшей концентрации электролита. Высаливание белка происходит в мягких условиях (напр., при уменьшении температуры или при добавлении солеи легких щелочных металлов и аммония), без нарушения нативной (первоначальной) природы белка чтобы не вызвать его денатурацию. Денатурация- нарушение нативных свойств белка, вызванная изменением пространственной структуры его макромолекул и сопровождающаяся изменением физикохимических и биологических свойств белка. Денатурация может возникнуть под влиянием разнообразных физических и химических факторов, которые приводят к нарушению всех уровней организации структуры белка кроме первичной. При этом в макромолекуле белка происходит разрыв рыхлых связей: (водородных, ионных, сульфитгидрильных) за исключением разрыва ковалентной связи. При денатурации нарушаются форма и размеры молекул; изменяется удельная оптическая активность белков, увеличивается вязкость растворов, т.к. глобулярная форма белков раскручивается с образованием нитевидных молекул, уменьшается растворимость белков и степень набухания; происходит снятие с коллоидных частиц электрического заряда и др. Следует отметить, что белки в процессе денатурации в значительной степени теряют свои: гидрофильные и приобретают гидрофобные свойства. Денатурация может быть обратимой на первых этапах. Процессы, являющиеся обратимой денатурацией протекают в живых организмах. С этими процессами связаны взаимные превоашения активных и неактивных форм ферментов и соответствующих гормонов, а также особенности биохимических реакций, протекающих в норме и патологии. Следует помнить, что денатурированный белок уже не может быть полностью идентичен по своим физическим, химическим биологическим свойствам нативному.

Коацервация.

В растворах белков при высаливании или изменении температуры могут происходить аномальные явления, сопровождающиеся слиянием водных оболочек нескольких частиц без объединения самих частиц - коацерваий. Сущность ее заключается в том, что в растворах появляется новая фаза, обогащенная белком, в результате чего раствор расслаивается по плотности или по концентрации белка. Внешне это проявляется либо в образовании двухслойного раствора, либо в образовании капель (продуктов коацервации) в растворе – коацервантов. Они отличаются от обычных растворов структурированностью белка. Кроме того, такой белок способен захватывать и структурировать другие белки из раствора, при этом образуется протоплазма. Это дало основания Опарину объяснить зарождение жизни на земле явлением коацервации. Считают, что коацервация играет огромную роль в биологических процессах, происходящих в цитоплазме.

Поиск по сайту: