Biologia- nauka o życiu

Aminokwasy i białka

 | Strona Główna |                                                                                                                | Kontakt | Ekipa |

 | Budowa białek | Podział białek | Role białek w organizmie | Właściwości białek |

Właściwości chemiczne białek

Amfoteryczność

  Amfoteryczny charakter białek jest wynikiem obecności i rozmieszczenia kwasowych i zasadowych grup łańcuchów bocznych, ponieważ w długim łańcuchu polipeptydowym końcowe grupy aminowa i karboksylowa, odwrotnie niż w przypadku aminokwasów, mają mały udział w tworzeniu dipolarnego charakteru cząsteczki.
W roztworze kwaśnym białka mają ładunek dodatni w roztworze zasadowym ujemny, a ich stopień hydratacji i rozpuszczalność są największe w roztworach o skrajnych wartościach pH. Ruchliwość elektroforetyczną określa ładunek wypadkowy cząsteczki. W punkcie izoelektrycznym ładunki dodatnie i ujemne równoważą się. W punkcie izoelektrycznym białko wykazuje minimalną rozpuszczalność i minimalny stopień hydratacji. Punkt izoelektryczny białka można określić przez: określenie minimalnej rozpuszczalności w roztworach buforowych, elektroforetycznie przy różnym pH lub metodą ogniskowania izoelektrycznego. Białka zawierające stosunkowo dużo aminokwasów zasadowych maja wartość pI w zakresie dużych wartości pH (protoamina pI 11,8 pH), natomiast białka a z dużą ilością aminokwasów kwasowych mają pI w zakresie niskich wartości pH (pepsyna pI 1 pH).
Ważny fizjologicznie efekt buforowania białek zależy od równowagi:

  W stabilizacji pH krwi dużą rolę odgrywa hemoglobina. Normalna wartość pH krwi wynosi 7,35 - 7,40. Obniżenie go o 0,5 pH zagraża życiu.

Wysalanie

  Niewielkie stężenie soli w nieorganicznych zwiększa rozpuszczalność białek. Jeżeli jednak stężenie soli będzie wzrastać, korzystny wpływ jonów soli na rozpuszczalność białka ustaje, a przy dużym stężeniu soli białka rozpuszczalne w wodzie będą się wytrącać z roztworów wodnych. Proces ten nazywa się wysalaniem.

Hydroliza

 Hydroliza białek polega na depolimeryzacji białek na poszczególne aminokwasy. Hydrolizę białek można przeprowadzać na trzy sposoby: pod wpływem kwasu, zasady lub enzymu.
Hydroliza kwasowa polega na ogrzewaniu białka w roztworze HCl o stężeniu 2 mol lub roztworze H2SO4 o stężeniu 4 mol przez 18-24 h. Jednak w warunkach tych całkowitemu rozkładowi ulega tryptofan.
  Podczas hydrolizy zasadowej najczęściej ogrzewa się białko z NaOH o stężeniu 2 mol. Metoda ta jest praktycznie nie stosowana, ponieważ zupełnie niszczy argininę, cysteinę i treoninę.
Najlepszą metodą hydrolizy białek jest hydroliza enzymatyczna, gdyż zniszczeniu nie ulegają żadne aminokwasy. Wadą tej metody jest powolność procesu, a co za tym idzie długi czas depolimeryzacji białka.
  Metoda hydrolizy enzymatycznej znalazła zastosowanie w określaniu sekwencji białek.

Denaturacja

  Denaturacją białka nazywamy takie przeprowadzenie metodami fizycznymi lub chemicznymi, zmian w strukturze białka, które prowadza do mniejszej lub większej utraty aktywności biologicznej białka, przy czym jego struktura pierwszorzędowa nie zostaje zmieniona. Podczas denaturacji w dużej mierze zniszczeniu ulegają wiązania wodorowe, a w obecności odczynników redukcyjnych rozszczepieniu ulegają wiązania disiarkowego. Często denaturacja jest odwracalna i po usunięciu czynnika denaturującego białko wraca do pierwotnej postaci. Proces ten nazywa się renaturacją. Renaturacja jest też możliwa w przypadku denaturacji redukcyjnej, ale wiele przypadków denaturacji jest nieodwracalnych.
  Podczas denaturacji zachodzą takie zmiany jak: zmniejszenie rozpuszczalności, może się w wyniku wyeksponowania nowych zjonizowanych grup przesunąć pH punktu izoelektrycznego. Rozwinięcie łańcucha może prowadzić do zwiększenia się lepkości, a także absorpcji w nadfiolecie. Obserwuje się też procesy agregacji i wytrącania, co jest związane z ze zmianą stopnia hydratacji i rozpuszczalności białek, a także zmianami w mostkach disiarkowych.

 Fizycznymi metodami denaturacji białek są: Silne mieszanie, ogrzewanie, naświetlanie promieniami UV, rentgenowskimi i ? lub działanie ultradźwiękami.

  Denaturacja chemiczna zachodzi pod wpływem takich związków jak:
Roztwór mocznika (6-8 mol/dm3) lub guanidyny (4 mol/dm3), na skutek działania kwasów lub zasad (pH poniżej 3 lub powyżej 9), na skutek działania detergentów, roztworów soli ciężkich lub niektórych substancji organicznych takich jak: aceton, benzen, formaldehyd, benzyna. Poszczególne białka różnią się zdolnością do denaturacji.

Reakcje charakterystyczne

  Białka ulegają różnym reakcjom charakterystycznym determinowanym przez właściwości chemiczne reszt aminokwasowych. Reakcja biuretowa wykrywa obecność wiązania peptydowego w białku. Reakcja ksantoproteinowa służy wykryciu obecności związków aromatycznych w podstawniku tyrozyny i fenyloalaniny. Reakcja Millona też służy wykryciu związków aromatycznych w podstawniku tyrozyny, a reakcja Pauly`ego ma takie samo zadanie tylko w tyrozynie i tryptofanie. Wszystkie te reakcje są reakcjami barwnymi.

Reakcja biuretowa

  Reakcja ta polega na tworzeni się związku kompleksowego pomiędzy jonem miedzi z rozcieńczonego roztworu siarczanu VI miedzi, a wiązaniem peptydowym w białku w środowisku zasadowym. Powstały kompleks przybiera barwę fioletową.

Reakcja ksantoproteinowa

  Jest to reakcja stężonego kwasu azotowego V na białko. W wyniku tej reakcji związki aromatyczne będące podstawnikami aminokwasów ulegają reakcji nitrowania. Białko przyjmuje żółty kolor związków nitrowych. Produkt reakcji przeprowadzanej w środowisku alkalicznym ma kolor pomarańczowy.

| Do początku |

| Wstecz |