Коефіцієнт перерахунку азоту на білок у біологічному матеріалі
Методи визначення білка в біологічному матеріалі ґрунтуються на визначенні вмісту загального азоту:
де ОА – загальний азот; БА – білковий азот; НБА – небілковий азот.
Масова частка азоту to (N) = 16%, тобто у 100 г білка міститься 16 г азоту. Складаємо пропорцію:
100 г Б - 16 г N
тобто у 6,25 г білка міститься 1 г азоту.
Коефіцієнт перерахунку азоту на білок у біологічному матеріалі К = 6,25.
Фізико-хімічні властивості білків
1. Для білків характерна велика молекулярна маса (М = 6 • 10 3 -6 • 10 7). Для визначення молекулярної маси використовуються різні фізичні методи: гравітаційний, гельфільтраційний, електрофоретичний та ін.
2. Білки - гідрофільні, тобто мають спорідненість до води, сполуки. Молекули води утворюють гідратні оболонки білків.
3. Білки - амфотерні поліелектроліти, оскільки містять -СООН-і -NH2-rpynnbi.
При зміні рН середовища відбувається пригнічення дисоціації карбоксильних чи аміногруп, змінюється загальний заряд білкової молекули.
4. Ізоелектричний стан білків - електронейтральний стан, коли сумарний заряд білка дорівнює нулю для конкретного значення реакції середовища.
У ізоелектричній точці (ІЕТ) білок є найменш стійким. Електронейтральні молекули легко зближуються, склеюються, коагулюють, випадають осад.
Значення рН, що відповідає ІЕТ білка, визначається за кількістю іоногенних груп. Якщо білок містить більше основних амінокислот, ІЕТ вище 7, при переважному вмісті кислих амінокислот (моноамінодикарбонових) – нижче 7. Для більшості глобулярних білків рН 45-65. *
Для білків з лужними властивостями ІЕТ настає при рН 10-12 (рН 7), для білків з кислотними властивостями - прирН
Дохімічнихфакторів відносяться:
- Концентровані мінеральні кислоти (H2SO4, HC1, HN03);
- катіони важких металів, аніони йоду та тіоціанату;
- органічні розчинники (нижчі спирти, етиленглік, діоксан, диметилсульфоксид);
- Сечовина, формамід, гуанідинхлорид та інші аміди. Максимальна денатуруюча дія сечовина та ін]
аміди виявляють при високих концентраціях (6 М - 10 М).Фізичнимифакторами є:
- Високий тиск (5 000-10 000 атм.);
- опромінення звуковими хвилями високої частоти;
При денатурації білків пептидні зв'язки стають доступнішими для дії протеолітичних ферментів, протеоліз денатурованих білків протікає з більшою швидкістю, ніж нативних. Повна денатурація білків (ферментів) у більшості випадків незворотня, проте іноді їх вдається ренатурувати.
Здатність до ренатурації після нагрівання характерна ферменту трипсину. Необхідною умовою його ренатурації є повільне охолодження білка до кімнатної температури (відпал), при цьому відновлюється нативна конформація та біологічна функція трипсину.
6. Гідроліз білків – характерна властивість білкових молекул. Кінцевими продуктами гідролізу є амінокислоти.
Ферментативний гідроліз білків протікає за участю протеолітичних ферментів.
7. Висолення називається осадження білків з водних розчинів під дією висококонцентрованих нейтральних солей (солей лужних і лужноземельних металів). Висолення - оборотне осадження за певних умов.
Висалювання - це процес, зворотний сольового розчинення, тобто зростання розчинності білків у воді при додаванні невеликих концентрацій нейтральних солей((NH4)2SO4, Na2SO4, MgSO4 та ін.). Внаслідок цього збільшується ступінь дисоціації іонізованих груп білка, відбувається екранування заряджених груп білкових молекул, збільшення діелектричної постійної води.
При висоленні відбувається руйнування гідратних оболонок. Відносна ефективність висолюючої дії різних іонів залежить від їхнього розміру, величини заряду, здатності до гідратації. При великих концентраціях іонів у розчині вони притягують до себе від заряджених груп білка поляризовані молекули води та порушують гідратну оболонку білка, яка запобігає його осадженню.
За здатністю до висолювання білків з водного розчину аніони та катіони утворюють ліотропні ряди – ряди Гофмейстера:
SO/" > F- > [Цитрат?- > [Тартрат] 2 - > СН3СОО" > С1" > Вг > >\
2+ > Sr 2+ > Са 2+ > Mg 2+ > Cs + > Pb + > К + & gt; Na + > Li +.
На практиці для висолювання часто використовують NaCl, (NH4)2SO4 та MgSO4. Хлорид натрію осаджує білки слабше, ніж сульфат амонію, оскільки має меншу дегідратуючу здатність (відповідно до положення іонів у ряді Гофмейстера).
8. Водоутримуюча здатність білків м'язової тканини. Білково-водний коефіцієнт.
Білки м'язової тканини мають високу вологоутримуючу здатність (БУС), яку визначають як кількість клітинного соку, виділеного тканиною при механічному впливі на неї, і виражають у відсотках. Наприклад, величина ВУС м'яса риби коливається від 10 до 25%, залежить від виду риби, ступеня свіжості тощо.
Білково-водний коефіцієнт (БВК) – це відношення вмісту білка до вмісту води.
ВУС та БВК відіграють важливу роль у технологічних процесах.
9. Оптичні характеристики. Білкипоглинають ультрафіолетове світло у трьох областях:
- Поглинання при довжинах хвиль більше 250 нм з максимумом близько 280 нм обумовлено присутністю трьох циклічних амінокислот (триптофану, тирозину, фенілаланіну). Основний внесок дають триптофан (Ятах = 278 нм) та тирозин (А, тах = 275 нм);
- Поглинання при 210-250 нм має складну природу і визначається присутністю водневих зв'язків, а-спіральних ділянок, наявністю ароматичних та інших амінокислот;
- поглинання при190 нм обумовлено наявністю в білку пептидних зв'язків.
На цій властивості заснований спектрофотометричний метод кількісного визначення білка (в основному інтенсивність поглинання при 280 нм). При роботі з білками умовно приймають, що одна одиниця оптичної густини розчину при 280 нм відповідає концентрації білка 1 мг/см 3 при довжині робочої кювети 1 см. s
Для видимого діапазону спектру 380-760 нм здатністю поглинати світло володіють лише пофарбовані білки - хромопротеїни (гемоглобіни, цитохроми, флавопротеїни, "блакитний" білок).
В інфрачервоній ділянці спектра (760-10 000 нм) світло поглинають усі білки. ІЧ-спектроскопію використовують для аналізу структури білка.