Розчинність і осаждаемость білків
Переважна більшість білків має гідрофільні властивості, тобто здатністю легко взаємодіяти з молекулами води. Гідрофільність білків обумовлена полярними зарядженими і полярними незарядженими групами, розташованими на поверхні їх молекул. Полярними зарядженими групами в молекулі білка є радикали лізину, гістидину, аргініну, аспарагінової і глутамінової кислот; полярними незарядженими - радикали серина, треоніну, тирозину, цистеїну, аспарагина, глутаміну і ін. Гідрофільні речовини легко розчиняються у воді і водних розчинах.
Розчинність білків в розчинниках неоднакова і залежить від багатьох факторів: природи, складу і рН розчинника, іонної сили і температури розчину, структурних особливостей молекули даного білка та інших факторів. В результаті чого одні білки добре розчинні у воді, інші - у водних розчинах нейтральних солей, треті - в слабких розчинах кислот або лугів, четверті - в суміші води і органічних розчинників (наприклад, етанолу або ацетону). У більшості чистих органічних розчинників білки не розчиняються. Серед білків є і нерозчинні у всіх перерахованих розчинниках. Це пов'язано з особливістю їх структури.
Велике значення для розчинності білка має іонна сила (зокрема, концентрація електроліту). При низьких іонних силах розчинність білка збільшується, а при високих - зменшується. Залежність растврімості більшості білків від рН при даній іонній силі описується U-образної кривої з мінімумом розчинності поблизу ізоелектричної точки і збільшеною розчинність при значеннях рН менше і більше ізоелектричної точки. З підвищення температури до певної величини (наприклад, від 0 до 25 - 40о С) розчинність більшості білків підвищується (це правило має виняток).
При розчиненні білків у воді і водних розчинах відбувається гідратація кожної білкової молекули, тобто взаємодія полярних груп білка з водою. При цьому наприклад, СО-NH- групи пов'язують з однієї молекулі води, карбоксильні групи - по чотири молекули води, аміногрупи - по одній молекулі води.
В результаті гідратації навколо заряджених молекул білка утворюється електрозаряженний водний шар (гідратне оболонка), що складається з молекул води, орієнтованих по відношенню до молекули білка суворо певним чином.
Чим далі молекули води віддалені від поверхні молекули білка, тим безладно їх розташування в розчині. Навколо електронейтральних молекул білка гидратная оболонка не утворюється.
Гидратная оболонка перешкоджає агрегації білкових частинок і тим самим сприяє устойчівсті розчину білка. Таким чином, заряд і гідратне оболонка є важливими факторами, які зумовлюють стійкість білкових розчинів.
При осадженні білків необхідно усунути фактори, що зумовлюють стійкість їх розчинів, тобто зруйнувати гідрадну оболонку і зняти електричний заряд.
Зруйнувати гідрадну оболонку можна додатком до розчину білка досить великих кількостей в о д о в і д н і м а ю щ і х (дегидратирующих) речовин, таких як етанол, ацетон, сульфат амонію, нейтральні солі.
Осадження білка з розчину при додаванні нейтральних солей і сульфату амонію називають в и з а л і в а н і е м.
Різні білки висаліваются при неоднакових концентраціях нейтральних солей. Це властивість широко використовують для поділу суміші білків.
Електричний заряд можна зняти додаванням до розчину білка кислоти або лугу до рН, що дорівнює ізоелектричної точці розчиненого білка. Як зазначалося вище в ізоелектричної точці відсутній електростатичне відштовхування між молекулами білка і вони легко випадають в осад. Оскільки різні білки мають різні ізоелектричної точки, то їх можна відокремити один від одного шляхом осадження в ізоелектричної точці.
Найбільш повне осадження білка може бути досягнуто шляхом руйнування гідратної оболонки і зняття електричного заряду.