Материал: 3779

Лабораторная работа № 2 Реакции осаждения белков

Для осаждения белка нужно лишить его факторов, удерживающих белок в растворе, используя различные агенты, снижающие заряд или разрушающие гидратную оболочку белковой частицы. Реакции осаждения могут быть обратимыми и необратимыми.

1.Обратимые реакции осаждения не приводят к глубоким изменениям структуры белка, поэтому получаемые осадки могут быть вновь растворены в первоначальном растворителе. Белки при этом сохраняют свои начальные нативные, включая биологические, свойства.

2.Необратимые реакции вызывают глубокие изменения структуры белка, поэтому получаемые осадки не могут быть растворены в

первоначальных растворителях. Наступает денатурация белка. Денатурацией называют такое изменение белка, при котором он утрачивает свои естественные биологические и физико-химические свойства, становится менее гидрофильным и теряет способность растворяться в воде.

Практическое значение реакций осаждения белков состоит в том, что они дают возможность: 1) изучить свойства белков; 2)

(уменьшение гидрофильных свойств ведет к нарушению гидратной оболочки). Присутствие солей и концентрация водородных ионов

наименее устойчивыми. Поэтому для полного осаждения белка при нагревании следует создавать реакцию среды, соответствующую его изоэлектрической точке. Белки, обладающие кислыми свойствами, осаждают в слабокислой среде, белки, обладающие щелочными свойствами, – в слабощелочной. В сильнокислых и сильнощелочных растворах денатурированный при нагревании белок не выпадает в

добавлении достаточного количества какой-либо нейтральной соли. Степень влияния ионов нейтральных солей на осаждаемость белков зависит от их способности адсорбироваться на частицах белка. Адсорбированные ионы солей (если они противоположны по знаку заряду коллоидной частицы) нейтрализуют заряд частицы. Наступает момент, когда силы притяжения между молекулами превышают силы отталкивания – и белок выпадает в осадок.

Исследуемый материал: раствор яичного белка.

Реактивы: 1- процентный раствор CH3 COOH, 10-процентный раствор NaOH, насыщенный раствор NaCl.

Оборудование: пробирки, капельницы, спиртовка.

Ход работы. В 5 пробирок наливают по 5 капель раствора яичного белка (без NaCl). В первой пробирке нейтральный раствор нагревают до кипения. Жидкость мутнеет, поскольку разрушаются водные оболочки вокруг молекул белка и происходит укрупнение его частиц. Мицеллы белка несут заряд и удерживаются во взвешенном состоянии. Во 2-й пробирке раствор белка нагревают до кипения и прибавляют 1 каплю 1-процентного раствора уксусной кислоты (для

добавляют 5 капель 1-процентного раствора уксусной кислоты (для получения сильнокислой реакции среды). При кипячении жидкости осадка не образуется, поскольку белковые мицеллы перезаряжаются и несут положительный заряд, что повышает их устойчивость. В 4-ю пробирку добавляют 2 капли 10процентного раствора NaOH, создавая щелочную среду. При кипячении жидкости осадка не образуется, поскольку в щелочной среде отрицательный заряд на частицах белка увеличивается. В 5-ю пробирку наливают 5 капель 1- процентного раствора уксусной кислоты и 2 капли насыщенного раствора NaCl и нагревают.

Выпадает белый хлопьевидный осадок белка, так как частицы белка теряют заряд вследствие взаимодействия белка с разноименно заряженными ионами хлористого натрия.

Оформление работы. Записать в табл. 2 результаты осаждения белков при кипячении в различных средах и в каждом случае указать причину появления или отсутствия осадка белка.

Таблица 2

электролитов (ионные соли связываются коллоидными частицами и снимают заряд). Органические растворители дегидратируют частицы белка (разрушают водную оболочку) и этим понижают их

вследствие дегидратации белковых частиц и в итоге нейтрализации их зарядов, а также в связи с рядом других причин (денатурация, образование солей и др.). В избытке серной и соляной кислот, а также при их длительном воздействии выпавший осадок

осторожно, чтобы жидкости не смешивались, наслаивают равный объем белка. На границе двух слоев жидкости появляется осадок белка в виде тонкой пленки. Осторожно встряхивая пробирки, обнаруживают растворение осадка белка в случае осаждения соляной

и серной кислотами; в пробирке с азотной кислотой белок не растворяется.

Осаждение белка органическими кислотами

Белки из растворов могут осаждаться органическими кислотами, однако различные органические кислоты неодинаково действуют на белок. Механизм осаждения белков органическими кислотами объясняется дегидратацией белковой молекулы и снятием заряда.

Исследуемый материал: раствор яичного белка.

Реактивы: 10процентный раствор СС13СООН, 20-процентный раствор

С6 Н3(ОН)(СООН)SО3Н. Оборудование: пробирки, капельницы.

Ход работы. В две пробирки наливают по 5 капель раствора белка, затем в одну пробирку добавляют 1–2 капли раствора ТХУ, в другую

– столько же раствора сульфосалициловой кислоты. В пробирках образуется осадок.

Осаждение белка солями тяжелых металлов

При действии солей тяжелых металлов на растворы белка происходит денатурация белковой молекулы. Осаждение денатурированного белка обусловлено адсорбцией тяжелого металла на поверхности белковой молекулы и образованием нерастворимых комплексов. Свойство белков связывать тяжелые металлы используют в медицине, белки применяют как противоядие при отравлении

При осаждении белков некоторыми солями тяжелых металлов избыток этих солей ведет к растворению (пептизации) первоначально образовавшегося осадка, что связано с адсорбцией тяжелого металла на поверхности коллоидных частиц и появлением положительного заряда на молекуле белка. При избытке серебра и ртути пептизации не наблюдается.

Исследуемый материал: раствор яичного белка.

Реактивы: 10-процентный раствор CuSO4, 5-процентный раствор уксуснокислого свинца.

Оборудование: пробирки, капельницы.

Ход работы. В две пробирки вносят по 5 капель раствора яичного белка и по 1 капле в первую пробирку 7-процентного раствора сульфата меди, во вторую – 5-процентного раствора уксуснокислого свинца. В пробирках образуется осадок. В первую пробирку добавляют еще 5–10 капель 7-процентного раствора сульфата меди, при этом наблюдается растворение осадка.

Оформление работы. Результаты всех опытов вносят в табл. 3.

Таблица 3

Контрольные вопросы

1.Как ведут себя аминокислоты и белки в водном растворе и в присутствии избытка кислоты и щелочи?

2.От чего зависит заряд белка в водном растворе?

4.Каковы общие механизмы осаждения белка из раствора? Какими способами можно осадить белок, не вызывая его денатурацию?

5.Что такое изоэлектрическая точка, и как ее определить?

6.Что такое высаливание белка?

7.Что такое денатурация белка? Какие агенты, денатурирующие белки, вам известны?

8.В чем заключается разница между осаждением и денатурацией?