Белоктардың физикалық жəне химиялық қасиеттері

Белоктардың физикалық жəне химиялық қасиеттері

Белоктар үлкен молекулалы органикалық қосылыстар, олар жартылай өткізгіш мембранадан өте алмайды. Белоктарды басқа қоспадан диализ арқылы тазарту осындай қасиетіне негізделген. Молекуласының пішіндеріне қарай белоктар фибрилярлық жəне глобулярлық болып екіге бөлінеді. Глобулярлық белоктардың құрылымы шағын, полипептидтік тізбектері сфера (шар) немесе элипсоид сияқты бүктелген болады . Глобулярлы жəне фибрилярлы белоктар Глобуланың бетіне амин қышқылдарының полярлы тобы жəне зарядталған атомдары жинақталады. Олар сумен əрекеттесуге қабілетті келеді. Фибрилярлық белоктар суда жəне сұйық тұз ерітінділерінде ерімейді. Белоктарға тəн физикалық қасиеттердің бірі - молекулаларының бетіне кіші молекулалы органикалық қосылыстар мен иондарды адсорбциялау қабілеті. Белоктардың транспорттық қабілеті осы қасиетімен тығыз байланысты. Белок ерітіндісі коллоидты ерітінді жəне коллоидты ерітін ділердің барлық қасиеттеріне ие. Белоктардың коллоидты 20 ерітінділері тұрақты келеді, оған екі себеп бар: біріншіден, белок бөлшектері электр заряд алып жүреді, екіншіден, белок мо лекулаларының айнала сыртын бірнеше қабаттан тұратын ты ғыз су қабықшасы қоршап тұрады. Бұл фактор белок молекулаларының бір-бірімен қосылып (коагуляцияланып), тұнбаға түсуіне кедергі жасайды. Белоктың амфотерлік қасиеті құрамындағы амин қышқылдарының бүйірлік топтарына байланысты. Табиғи белоктардың көпшілігі қышқыл белоктар, олардың құрамында екі карбонды амин қьшқылдары бар, олар негізінен глобула бетінде орналасқан жəне белок молекуласының физикалық жəне химиялық қасиеттерін анықтайды. Зарядтардың молекула үстінде орналасуы бірдей емес, оның əртүрлі аймақтарында бірбіріне қарама-қарсы зарядтар болуы мүмкін. рН-тың өзгеруі радикалдардың диссоциациялану бағытына əсер етеді, молекула үстіндегі зарядтар алмасады, нəтижесінде белоктың кеңістіктегі құрылымы жəне оның биологиялық активтілігі өзгереді. Белок молекуласы металл иондарымен, тағы да басқа зарядталған макромолекулалармен əрекеттеседі. рН-тың белгілі бір шамасында белок молекуласының оң заряды мен теріс заряды теңеседі, яғни белок нейтральді, зарядсыз, электр тогы жүйесінде қозғалмайды. рН-тың осы мəнін сол белоктың изоэлектрлік нүктесі (ИЭН) дейді. Белок өзінің ИЭН-де ерітіндіден тез жəне толық тұнбаға түседі. Егер белок құрамында негіздік амин қышқылдарының қалдықтары көп болса, онда олардың ИЭН 7-ден жоғары, ал егер қьшқылдық амин қышқыл қалдықтары басым болса, ИЭН 7-ден төмен болады. Көптеген глобулярлы белоктардың ИЭН қышқылдық аралықта (4,5-6,5). Көптеген белоктар өзінің биологиялық активтілігін, атқаратын қызметін температура мен рН-тың өзіне тəн арнаулы деңгейінде ғана сақтай алады. рН-пен температураның экстремалды көрсеткішінде белок молекуласы өзгеріп денатурацияға түседі. Денатурация дегеніміз - белоктардың нативті қасиетін жойып тұнбаға түсуі. Көптеген белоктарда денатурация температураны 50-60°-қа көтергенде байқалады. Жұмыртқа альбуминінің ерітіндісін ақырындап 60-70°С-қа дейін қыздырса, алдымен 21 ерітінді лайланады, біраз уақыттан кейін ұйып қалады. Осындай құбылыс барлық глобулярлы белоктарды қыздырғанда байқалады. Денатурацияны тек температурамен ғана емес белок ерітіндісіне кейбір органикалық ерітінділермен (спирт, ацетон) мочевинамен, басқа да детергенттермен əсер ете отырып та жасауға болады. Ауыр металл катиондары йод, тиоцианат аниондары ерітіндідегі белоктарды денатурацияға түсіреді. Көптеген белоктар өте қышқылдық немесе өте сілтілік ортада ұйып, денатурацияланады. Тіптен механикалық күштердің өзі де, атап айтқанда, жоғарғы қысым, құрғақ препараттарды езу, белок ерітіндісін қатты шайқау белокты денатурациялайды. Физикалық факторлардың ішінде қыздырудан басқа белок денатурациясына əсер ететін ультракүлгін жарығы, ионизация сəулелері. Денатурация кезінде белоктың көптеген физикалық, химиялық қасиеттері өзгереді: ерігіштігі төмендейді, тіптен бұл қасиеті жойылады, оптикалық касиеттері, тұтқырлығы (вязкость) т.б. өзгереді. Белок өзіне тəн биологиялық активтілігін, атқаратын қызметін жояды. Ферменттер табиғи белсенділігін жойып, каталитиздік қасиетінен айырылып, химиялық реакцияны жүргізе алмайды. Денатурация кезінде белоктың кеңістіктегі құрылымы өзгереді (төртінші, үшінші, тіптен екінші деңгейдегі құрылымдары). Тек бірінші деңгейдегі құрылымы, яғни полипептидтік тізбектегі амин қышқыл қалдықтарының реттеліп орналасу тəртібі сақталады.