Реакции осаждения белков. Высаливание белков

1. Высаливание белков сульфатом аммония.

Важным фактором устойчивости белков в растворе является наличие около частиц белка гидратной оболочки. Если к раствору белка прибавить соль, например (NH₄)₂SO₄, Na₂SO₄, NaCl и др., то вследствие разрушения водных оболочек частицы белка обычно слипаются друг с другом, укрупняются и выпадают в осадок. Разные белки высаливаются при неодинаковых концентрациях одних и тех же солей. Глобулины, например, осаждаются в полунасыщенном растворе сернокислого аммония, тогда как альбумины — в насыщенном растворе этой соли. Высаливание белков является обратимой реакцией. Денатурации белков при этом не происходит.

Ход работы: Наливают в пробирку 1-1,5 мл раствора белка, добавляют равный объем насыщенного раствора сульфата аммония. Наблюдают выпадение белого хлопьевидного осадка глобулинов. Мутную жидкость фильтруют через сухой складчатый фильтр. К фильтрату добавляют при перемешивании избыток сульфата аммония в порошке до прекращения его растворения. Появляется муть или хлопья выпадающих в осадок альбуминов. К осадку добавляют 2-3 кратное по объему количество воды и убеждаются в способности осадка к растворению.

2. Осаждение белков спиртом.

Спирт дегидратирует белки, вследствие чего происходит их коагуляция, агрегация и осаждение. Реакция осаждения белков спиртом при непродолжительном контакте его с белком обратима.

Ход работы: В пробирку наливают около 2 мл раствора белка, добавляют несколько кристалликов NaCl и по каплям этиловый спирт до образования хлопьев. После оседания хлопьев белка, сливают жидкость над ними, к осадку приливают воду, наблюдая растворение белка.

3. Осаждение белков солями тяжелых металлов.

Соли тяжелых металлов, например СuSO₄, HgCl₂, (CH₃COOH)₂Pb др., осаждают белки из растворов необратимо, что связано с образованием белково-металлических нерастворимых в воде комплексных соединений. При этом белки денатурируют. Структуры белка (кроме первичной) полностью разрушаются. Такой белок теряет способность выполнения свойственной ему функции. Изменяются при этом и физико-химические его свойства, белок теряет свою растворимость. Процесс денатурации, как правило, необратим.

Ход работы: В пробирку наливают около 2 мл раствора белка и прибавляют медленно по каплям раствор соли тяжелого металла (1%-ного раствора сульфата меди или 5%-ного раствора ацетата свинца).

Наблюдают коагуляцию белка. Выпавшие хлопья от прибавления воды не растворяются.

4. Осаждение белков органическими кислотами.

Трихлоруксусная кислота является специфическим реактивом на белок. Она осаждает только белки и не осаждает продукты распада белка и аминокислоты, поэтому ею пользуются для полного удаления белков из биологических жидкостей (например, сыворотки крови, молока). В этих условиях продукты распада белков остаются в растворе.

Ход работы: В пробирку наливают 2-3 мл раствора белка и добавляют несколько капель 5%-ного раствора трихлоруксусной кислоты. Наблюдают выпадение осадка белка.

5. Осаждение белков при нагревании.

При нагревании белки денатурируют. Денатурация сопровождается изменением структуры белковых молекул с нарушением соотношения гидрофильных и гидрофобных групп в сторону увеличения последних. Такое изменение структуры молекул приводит к потере нативных свойств белка, в том числе к потере его растворимости.

В пробирку наливают 3-5 мл раствора яичного белка, вставляют в нее термометр и раствор нагревают до образования хлопьев. Замечают, при какой температуре образовались хлопья. Проверяют реакцию на обратимость.

Белок не выпадает в осадок, если среда, в которой он растворен, будет сильнокислая или сильнощелочная. Белковая молекула будет нести определенный заряд — положительный в кислой среде и отрицательный — в щелочной среде. При этом устойчивость белка повышается в результате электростатических сил отталкивания, и белок не выпадает в осадок.

Ход работы: В четыре пробирки налить раствор белка. Во вторую добавить несколько капель разведенной уксусной кислоты, в третью — крепкой ледяной уксусной кислоты, в четвертую — несколько капель щелочи. Все четыре пробирки прокипятить. Отметить изменения.

Пробирку с крепкой уксусной кислотой осторожно нейтрализовать щелочью, отметив изменения.