Висолювання і денатурація білків

Висолювання - осадження білка, за допомогою концентрованих розчинів солей. При цьому зберігається гидратная оболонка, яка підтримує структуру макромолекул. Зазвичай для висолювання використовуються розчини солеи Nа2SO4, (NH4) 2SO4, солі Mn і фосфати. Висаджування найбільш ефективно в ізоелектричної точці білка. Механізм висолювання іони солей притягують до себе молекули води, зменшуючи тим самим кількість води, яка взаємодіє з білками, оскільки при високій концентрації солей кількість іонів солей величезне ПО порівнянні з зарядженими групами білків. А тому розчинність білка у воді залежить від освіти гідратної оболонки навколо гідрофільних йоногенних груп, то переміщення молекул воли до іонів солей знижує розчинність білка і він випадає в осад. Застосовуючи розчини солей різної концентрації, можна послідовно осаджувати білки по фракціям. Так при малій концентрації солей осідають найбільш великі, важкі і володіють найменшим зарядом частинки. При підвищенні концентрації солеи випадають все більш дрібні і стійкі білкові фракції.

Пр. при додаванні насиченого розчину (NH4) 2SO4 випадають глобуліни, а якщо розчин ненасичений - альбуміни.

Методом висолювання осаджують білки сироватки крові. З водних розчинів білки можна осадити і за допомогою водоотнимающих розчинів (метиловий, етиловий спирти, ацетон). За своєю природою і механізм процес висолювання істотно відрізняється від коагуляції електроліту. Коагуляція відбувається при невеликій концентрації електроліту, а висолювання - при істотно меншій концентрації електроліту. Висолювання білка відбувається в м'яких умовах (напр. При зменшенні температури або при додаванні солеи легких лужних металів і амонію), без порушення нативної (первісної) природи білка щоб не викликати його денатурацію. Денатурація- порушення нативних властивостей білка, викликана зміною просторової структури його макромолекул і супроводжується зміною фізико-хімічних і біологічних властивостей білка. Денатурація може виникнути під впливом різноманітних фізичних і хімічних чинників, які призводять до порушення всіх рівнів організації структури білка крім первинної. При цьому в макромолекулі білка відбувається розрив пухких зв'язків: (водневих, іонних, сульфітгідрільних) за винятком розриву ковалентного зв'язку. При денатурації порушуються форма і розміри молекул; змінюється питома оптична активність білків, збільшується в'язкість розчинів, тому що глобулярна форма білків розкручується з утворенням ниткоподібних молекул, зменшується розчинність білків і ступінь набухання; відбувається зняття з колоїдних частинок електричного заряду і ін. Слід зазначити, що білки в процесі денатурації в значній мірі втрачають свої: гідрофільні і набувають гідрофобні властивості. Денатурація може бути оборотної на перших етапах. Процеси, які є оборотною денатурацією протікають в живих організмах. З цими процесами пов'язані взаємні превоашенія активних і неактивних форм ферментів і відповідних гормонів, а також особливості біохімічних реакцій, що протікають в нормі та патології. Слід пам'ятати, що денатурований білок вже не може бути повністю ідентичний за своїми фізичними, хімічними біологічними властивостями нативному.

У розчинах білків при висолювання або зміні температури можуть відбуватися аномальні явища, що супроводжуються злиттям водних оболонок декількох частинок без об'єднання самих частинок - коацерваій. Суть її полягає в тому, що в розчинах з'являється нова фаза, збагачена білком, в результаті чого розчин розшаровується по щільності або по концентрації білка. Зовні це проявляється або в освіті двошарового розчину, або в освіті крапель (продуктів коацервації) в розчині - коацервантов. Вони відрізняються від звичайних розчинів структурованістю білка. Крім того, такий білок здатний захоплювати і структурувати інші білки з розчину, при цьому утворюється протоплазма. Це дало підстави Опаріну пояснити зародження життя на землі явищем коацервації. Вважають, що коацервація грає величезну роль в біологічних процесах, що відбуваються в цитоплазмі.