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 молек-ной массы белков должны быть щадящими, не разрушающими белковые молекулы. Наиболее точными методами определения молекулярной массы белков являются :

• Метод ультрацентрифугирования (седиментации) основан на изменении скорости осаждения белков различной молекулярной массы под действием центробежных сил при вращении белковых растворов с большой скоростью.

• Рентгеноструктурный метод позволяет 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).

• Метод гельфильтрации основан на различной скорости прохождения различных белков через молекулярные гелевые «сита»- сефадексы.

Крупные молекулы, превышающие размеры пор геля, проходят через гель быстрее, чем более мелкие молекулы белка, которые задерживаются внутри зёрен геля.

• Электронномикроскопический метод проводится путём сравнения размеров белковой молекулы с эталонными образцами известной массы.

• Химические методы связаны с особенностями химического состава белков.

1.6.3. Размеры и форма белковых молекул

Белковые молекулы по форме могут быть фибриллярными и глобулярными.

Фибриллярные белки имеют нитевидную форму молекулы. не растворимы в воде и в разбавленных солевых растворах. относятся структурные белки соединительной ткани: коллаген, кератин, эластин.

У глобулярных белков полипептидные цепи свёрнуты в сферические структуры. хорошо растворяются в воде и слабых солевых растворах. 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.

Ионизация различных функциональных групп белка групп определяется величиной рН среды.

Ионизация кислотных групп (СООН - группы – доноры Н⁺).

При рН = 2-4 половина карбоксильных групп в белках находится в ионизированном состоянии (–СОО^-), половина – в неионизированном виде(–СООН). При физиологических значениях рН в интервале 7,35 – 7,45 (более щелочная среда) карбоксильные группы полностью ионизированы и определяют отрицательный заряд белковой молекулы.

Ионизация щелочных групп (NH₂ -группы - акцепторы Н⁺)

При рН около 10 половина аминогрупп белков ионизирована, а половина не ионизирована. При физиологических величинах рН =7.4 (более кислая среда) преобладает ионизированная форма аминогрупп (NH₃⁺), придающая белковым молекулам положительный заряд.

Кислотно-основные свойства белков и аминокислот изучают методом потенциометрического титрования.

Изменениями величины рН среды белок можно перевести в особое изоэлектрическое (электронейстральное) состояние, в котором сумма положительных зарядов равна сумме отрицательных зарядов, а молекула в целом электронейтральна

(⁺Н₃N - белок - СОО^-). Значение рН, при котором молекула белка электронейтральна, называется изоэлектрической точкой (ИЭТ). Для большинства белков изоэлектрическая точка находится в кислой среде (рН = 5-5,5)

Под гидратацией понимается связывание диполей воды с ионными и полярными группами белка, такими как -СОО^` , -NН₃⁺, -СОNH₂ , -OH, -SH , в результате чего образуется гидратная оболочка белков (рис. 1.3). Благодаря этому каждая молекула белка покрывается несколькими молекулярными слоями воды, т.е. одна молекула белка отделена от другой слоем воды и находится в состоянии истинного раствора. 

Оптические свойства белковых растворов

Оптические свойства белков определяются размерами белковых молекул, структурой радикалов аминокислот в белках, а также наличием пептидных связей и альфа-спиральных участков в белках.

• Белковые растворы обладают эффектом светопреломления (рефракции) и светорассеивания.

• Белковые растворы поглощают ультрафиолетовые лучи

• Белковые растворы способны вращать плоскость поляризованного света

практическое применение физико-химических свойств-это выделение и очистка белковых фракций от низкомолек.примесей