double arrow

Полиэлектролиты. Белки как представители полиэлектролитов. Изоэлектрическое состояние белка. Свойства белка в изоэлектрическом состоянии. Методы ее определения.



 

Полиэлектролиты - это полимеры, в макромолекулах которых содержатся ионогенные группы.

 

В растворе макромолекула полиэлектролита представляет собой полиион, окруженный эквивалентным количеством противоионов, малых по размеру с зарядами противоположного знака.

Белки и аминокислоты в водных растворах находятся преимущественно в форме биполярных ионов:

 

H2N – R – COOH ↔ H3N + – R - COO‾

БИПОЛЯРНЫЙ ИОН

(ЦВИТТЕР-ИОН)

 

В кислой среде, когда в растворе имеется избыток ионов водорода, подавляется ионизация карбоксильных групп, молекула белка ведѐт себя как основание и заряжена положительно (+):

 

H3N + – R - COO‾ + Н + → H3N + – R – COOН

Молекула присоединяет протон и становится положительно заряженным поликатионом.

 

В щелочной среде, в которой много гидроксид ионов, будет подавляться диссоциация аминогрупп:

 

H3N + – R - COO‾ + ОН ‾ → H2N – R – COO‾ + Н2О

и молекула превращается в отрицательно заряженный полианион, т.е. молекула ведѐт себя как кислота и заряжена отрицательно (-).

Величина и знак заряда белков, находящихся в растворе, зависит от рН среды.




Это обстоятельство обусловлено неодинаковым числом ионогенных групп – СООН и – NH2.

Меняя рН среды, можно изменять ионизирующую способность макромолекул белков. Константы диссоциации кислотных и основных групп белков не совпадают. По этой причине число диссоциированных основных и кислотных групп макромолекул белка может быть одним и тем же только при определѐнном значении рН среды. Такое состояние соответствует изоэлектрической точке (ИЭТ), т.е. значению рН среды, при котором число ионизированных основных групп равно числу ионизированных кислотных групп

Изоэлектрическим состоянием белка называется состояние белковой молекулы, при котором её положительные и отрицательные заряды взаимно скомпенсированы.

Молекулу белка в изоэлектрическом состоянии можно считать нейтральной, хотя в ней имеются ионизированные группы.

Условно молекулу белка в изоэлектрическом состоянии можно изобразить так:

+NH3 –R – COO ‾

 

( Изоэлектрическая точка белка (ИТБ)это значение рН, при котором белок переходит в изоэлектрическое состояние. )

В изоэлектрическом состоянии свойства растворов белков резко меняются

1. Положительные и отрицательные группировки белка чередуются



2. Растворы ВМС имеют наименьшие степени вязкости

Плохую растворимость (что связано с изменением формы макромолекул)

 

Если рН раствора больше или меньше ИЭТ, то в макромолекуле будут преобладать одноименные ионы: в кислой среде – положительные; в щелочной – отрицательные.

 

Методы определения ИЭТ

По электрофоретической подвижности. В буфере со значением рН равным ИЭТ,, белок электронейтрален.

По степени коагуляции, наибольшее потемнее происходит в растворе буфера, рН которого равен ИЭТ

По скорости желатинирования. Желатинирование происходит при рН близком к ИЭТ.

По величине набухания. Наибольшее набухание в растворе, в котором рН будет ближе к ИЭТ.

Студень как ограниченно набухающий полимер. Студнеообразование – процесс образования пространственной сетки в застудневающей системе.

Студни – это структурированные системы, образующиеся при отвердевании жидких растворов полимеров или при набухании твѐрдых полимеров.



Сейчас читают про: