ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА БЕЛКОВ

Молекула белка имеет значительное число положительных и отрицательных зарядов на своей поверхности. Поэтому белки обладают амфотерными свойствами и каждый их них обладает изоэлектрической точкой, то есть значение рН при которой молекула нейтральна.

При рН, лежащем ниже изоэлектрической точки (кислая среда), суммарный заряд - положительный. При рН, лежащем выше - суммарный заряд отрицательный.

Обычно все молекулы белка заряжены одинаково. В результате возникает взаимное отталкивание, препятствующее их слипанию. В изоэлектрической точке отталкивания нет, молекула слипается, растворимость белка минимальна.

Например, у свежего молока значение рН лежит выше изоэлектрической точки белка казеина (щелочная среда), когда же молоко прокисает за счёт подкисления молока кислотой в результате деятельности молочнокислых бактерий, его рН начинает падать и достигает изоэлектрической точки казеина при рН=4,7. Казеин при этом выпадает в осадок, молоко створаживается.

Денатурация – это утрата белком его природной структуры при разрушении нековалентных связей. Денатурация может быть: обратимой, необратимой, полной и частичной. Степень денатурации зависит от интенсивности разрушающего фактора и природы белка. Сначала разрушается четвертичная структура, затем третичная, потом вторичная. Первичная структура при денатурации остаётся.

Вызывать денатурацию могут:

- нагревание или действие излучения. Кинетическая энергия, сообщённая белку вызывает сильную вибрацию атомов, водородные и ионные связи при этом разрываются. Белок свёртывается.

- действие сильных электролитов: кислот, щелочей, концентрированных растворов солей. Они разрушают ионные связи. При длительном воздействии могут разрывать даже пептидные связи, то есть разрушать первичную структуру.

- действие солей тяжёлых металлов. Катионы металлов образуют прочные связи с карбоксильными ионами, вследствие чего происходит разрыв ионной связи. Они также нейтрализуют отрицательный заряд белковой молекулы, уменьшают его растворимость, и таким образом вызывают выпадение белка в осадок.

- органические растворители и детергенты (ПАВ). Эти вещества разрушают гидрофобные связи, образуя связи с гидрофобными неполярными группами. Так, использование спирта в качестве дезинфицирующего средства основано на денатурации белка любых присутствующих бактерий.

Так как укладка белковой молекулы зависит от первичной структуры белка, то

денатурация может быть обратимой, когда разрушенные связи могут восстановиться или же может произойти перезарядка белковой молекулы, и осадок может раствориться. Это подтверждается, например, при восстановлении активности рибонуклеазы (фермента, разрушающего РНК). Если после полной денатурации положить рибонуклеазу в солевой раствор, она принимает первичную форму.