Фізичні та хімічні властивості білків.

Елементарний склад і молекулярна маса білків.

За елементарним складом білки відрізняються від жирів і вуглеводів тим, що, крім вуглецю, водню і кисню, їх молекули містять азот. Крім того, всі рослинні і більшість тваринних білків мають у своєму складі сірку (0,3–2,5%). Деякі фізіологічно важливі білки містять фосфор (0,5-0,6%).

Білки – високомолекулярні сполуки. Найбільш точно можна обчислити молекулярні масу білків за швидкістю дифузії їх з розчину в чистий розчинник через пористу скляну перетинку і за швидкістю осідання в ультрацентрифугах, що дають до 80 000 обертів в хвилину. Визначена різними методами молекулярна маса коливається від кількох тисяч до 10 і більше мільйонів (віруси сказу, віспи).

За формулою молекул розрізняють білки:

· фібрилярні (нитчасті),

· глобулярні (кулясті).

До першої групи належать білки волосся, вовни, мускульної тканини, до другої – більшість білків рослинних і тваринних організмів.

 

Фізичні та хімічні властивості білків.

Білки – надзвичайно різноманітні речовини. Одні білки розчиняються у воді, інші в слабких розчинах нейтральних солей чи в 70%-му спирті, деякі – в розбавлених розчинах кислот або лугів. Є й такі білки, що в названих рідинах на розчиняються.

Розчинені білки у воді утримують значну кількість зв’язаної води. Завдяки цьому водні розчини білків в’язкі і при певних умовах можуть загусати. Розчини білків нестійкі. Білки з них під впливом різних чинників легко виділяються в осад. Розрізняють осадження білків:

· оборотне,

· необоротне.

Оборотне осадження виникає при добавленні до водних розчинів білків великих кількостей нейтральних солей і тому називаються висолюванням. Осад білка, що випав, при внесенні в дистильовану воду знов розчиняється. Різні білки висолюються при неоднаковому насиченні їх розчинів нейтральною сіллю. Цим користуються при відокремленні білків один від одного. Наприклад, глобуліни крові осаджуються при напівнасичені її сірчанокислим амонієм, а альбуміни – при повному насичені.

При необоротному осадженні, яке можна викликати нагріванням, добавлення солей важких металів тощо, в природному білку відбувається внутрішньомолекулярні зміни, внаслідок чого змінюються його властивості, втрачається здатність розчинятися у воді. Необоротна зміна властивостей природного білка називається його денатурацією.

Білки проявляють такі хімічні властивості:

1. Денатурація білків – це процесруй­нування тривимірної конформації білка внаслідок дії деяких факторів, що пов'язаний зі зміною вторинної, третинної та четвертинної структур; ця зміна може мати тимчасо­вий або постійний характер, але й у тому, і в іншому випадку первин­на структура білка залишається незмінною.

Денатурація білків відбувається під впливом на­грівання або впливу яких-небудь випромінювань, наприклад інфрачервоного або ультрафіолетового. Кінетична енергія, яка передається білку, спричи­нює сильну вібрацію його атомів, унаслідок чого вод­неві й йонні зв'язки рвуться, білок згортається (коа­гулює). Сильні кислоти, сильні луги й концентровані розчини солей також спричинюють розрив зв'язків (при тривалому впливі й пептидних).

2. Ренатурація ‒процес, коли денатурований білок за сприятливих умов знову спонтанно набуває своєї природної структури.

3. Гідроліз – процес, щопризводить до розпаду поліпептидних зв'язків з утворенням віль­них амінокислот, який може протікати при нагріванні із сильними кислотами або з лугами (кислотно-основний гідроліз) і під дією ферментів (ферментативний гідроліз). Ферменти, які руйнують пептидні зв'язки (протеази), зазвичай мають селектив­ну дію ‒ руйнують зв'язки тільки між залишками певних амінокислот, тож при гідролізі за участю одного з ферментів можуть утворитися замість ок­ремих амінокислот високомолекулярні продукти.

 

Якісні реакції на білки.

Для виявлення білків у різних матеріалах застосовують кольорові реакції, найважливішими з яких є ксантопротеїнова і біуретова та реакцію Міллона.

Ксантопротеїнова реакція. Твердий білок або його розчин під впливом концентрованої азотної кислоти при нагріванні жовтіє. Якщо до пожовтілого білка добавити розчин аміаку, то забарвлення переходить в оранжеве. Ксантропротеїнова реакція вказує на наявність у білковій молекулі бензольних ядер, отже, залишків ароматичних сполук, які під впливом концентрованої кислоти утворюють продукти нітрування жовтого кольору.

Біуретова реакція. При добавлені до водного розчину білка концентрованого лугу і кількох краплин розбавленого розчину CuSO₄ з’являється фіолетове забарвлення.

Реакція Міллона ‒ дія на білок реактиву Міллона ‒ розчину Hg(NO₃)₂ та Hg₂(NO₃)₂ у розведеній HNO₃, що містить домішку HNO₂, ‒ з появою черво­но-коричневого забарвлення, яке обумовлене утворенням пептидних солей Меркурію.