Денатурація, висолювання і осадження білків

Щоб виділити білки з розчину або розділити білки за фізико-хімічними властивостями досить видалити один або обидва чинники, що забезпечують їх розчинність - заряд і гідратну оболонку.

Білки можна видалити з розчину

Так як розчинність білків залежить тільки від них, то зникнення одного або обох цих факторів веде до повного або часткового осадження білка і, звичайно, до втрати його функцій. Деякі способи осадження дозволяють згодом відновити нативні властивості і працездатність білків.

Оборотність осадження білків обумовлена збереженням первинної структури білка. Відновлення фізико-хімічних і біологічних властивостей білка називається ренатівація (ренатурації). Іноді для ренатіваціі досить просто видалити ушкоджує агент.

денатурація білка

Денатурація - необоротне осадження білка через розрив зв'язків, що стабілізують четвертичную. третинну. вторинну структури білка, що супроводжується зміною розчинності. в'язкості, хімічної активності, зниженням або повною втратою біологічної функції.

фізична денатурація

Викликається підвищенням температури, ультрафіолетових і мікрохвильовим випромінюванням, механічними впливами, іонізацією зарядженими частинками.

Хімічна денатурація

Залежить від природи денатурирующего реагенту:

кислоти і луги утворюють водневі зв'язки з пептидними групами;
органічні розчинники утворюють водневі зв'язки і викликають дегідратацію;
алкалоїди утворюють зв'язку з полярними групами і розривають систему водневих і іонних зв'язків;
важкі метали взаємодіють із зарядженими радикалами, нейтралізують негативні заряди і розривають систему водневих і іонних зв'язків.

На ефекті хімічної денатурації засновані трохи застарілі, але прості і наочні тимолова проба і проба Вельтмана. використовувані в клініко-лабораторної діагностики для оцінки стану білкового обміну.

висолювання

Висолювання - це додавання до розчину білка нейтральних солей (Na2 SO4. (NH4) 2 SO4). Механізм висолювання полягає у взаємодії аніонів (SO4 2-) і катіонів (Na +, NH4 +) з зарядами білка (групи NH4 + і COO -). В результаті заряд зникає, і відповідно, зникає взаімоотталківанія молекул. Одночасно різко зменшується гидратная оболонка. Все це призводить до «злипання» молекул і осадження.

Так як білки плазми крові відрізняються за розмірами, заряду, будовою, то можна підібрати такі кількості солі, які викличуть осадження менш стійких білків, поки інші ще будуть розчинені.

Наприклад, раніше в діагностичних цілях так визначали співвідношення білкових фракцій альбуміни / глобуліни в плазмі крові. Альбуміни, як більш полярні молекули, залишаються в розчиненому стані при 50% насиченні розчину нейтральними солями, в той час як глобуліни в цих умовах вже осідають. У нормі співвідношення альбумін / глобуліни в плазмі крові одно 1,2-1,8.

Осадження водовіднімаючих засобами

При додаванні водоотнимающих засобів (ацетон, етанол) відбувається відібрання у білка гідратної оболонки, але не заряду. Розчинність дещо знижується, але денатурації не настає. Наприклад, в цьому полягає антисептичну дію етанолу.

зміна рН

М'яке зміна рН до ізоелектричної точки білка веде до зникнення заряду, одночасного зменшення гідратної оболонки і, як наслідок, зниження розчинності молекули.