Нагревание - белок
Cтраница 3
 |
Фрагмент кристаллической решетки льда. [31] |
Образование водородных связей играет важную роль в некоторых биологических системах. Интересна структура полипептидной цепи, свойственной многим белкам, которая стабилизирована с помощью водородных связей. При нагревании белка водородные связи рвутся, полипептидная цепь раскручивается, теряя упорядоченное строение, и белок денатурирует, превращаясь в нерастворимый коагулят. [32]
Еще более трудным может оказаться выяснение структуры прочих белков. Авторы нашли, что при нагревании белков ( например, инсулина, эдестина, яичного альбумина, желатины, овомукоида и овомуцина) с водным раствором уксусной или щавелевой кислот при 100 происходит первичный гидролиз с отщеплением одной лишь аспарагиновой кислоты. [33]
 |
Первичная структура белков.| Вторичная сгрук-тура белков. [34] |
Белки с солями легких металлов и аммония ( NaCl, MgSO4, ZnSO4, ( NH4) 2SO4 и др.) образуют осадок, который можно опять растворить. Но при действии солей тяжелых металлов ( Fe, Pb, Hg и др.), а также концентрированной азотной кислотой происходит необратимое свертывание белков. Такой же результат получается и при нагревании белков. [35]
Биуретовая, реакция состоит в том, что при нагревании раствора белка со щелочью в присутствии нескольких капель сульфата меди появляется фиолетовое окрашивание. Ксантопротеиновая реакция отличается появлением желтого окрашивания при действии на белок азотной кислоты. Наконец, реакция Миллона дает розово-красное окрашивание при нагревании белков с концентрированным раствором нитрата ртути в азотной кислоте. [36]
Эти реакции широко используются для аналитических целей. Среди них широко известны нингидриновая реакция, позволяющая проводить количественное определение аминогрупп в белках, пептидах и аминокислотах, а также биуретовая реакция, применяемая для качественного и количественного определения белков и пептидов. При нагревании белка или пептида, но не аминокислоты, с CuS04 в щелочном растворе образуется окрашенное в фиолетовый цвет комплексное соединение меди, количество которого можно определить спектрофотометрически. Цветные реакции на отдельные аминокислоты используются для обнаружения пептидов, содержащих соответствующие аминокислотные остатки. Для идентификации гуанидиновой группы аргинина применяется реакция Сакагучи - при взаимодействии с а-нафтолом и гипохлоритом натрия гуанидины в щелочной среде дают красное окрашивание. Реакция Паули позволяет выявить остатки гистидина и тирозина, которые в щелочных растворах реагируют с диазобеизолсульфокислотой, образуя производные, окрашенные в красный цвет. [37]
Грин писал в самом конце XIX в. Мнение, что действие энзимов обладает... Многие из них вызывают гидролитические реакции; подвергающиеся ферментации тела принимают воду и распадаются после этого. Большая часть этих превращений может быть произведена в лаборатории при помощи обыкновенных химических средств; крахмал может быть гидролизо-ван при помощи минеральных или органических кислот те же самые вещества образуют из тростникового сахара декстрозу и левулозу; жиры могут быть разложены под влиянием щелочей или перегретого пара; пептоны могут быть образованы ври нагревании белка до высокой температуры в Палиновом котле. При более тщательном исследовании энзи-матических превращений последние обнаруживают очень далеко идущее соответствие в частностях с чисто химическими процессами ( 92, стр. [38]
Обе стадии невозможно отделить одну от другой. Основная молекула глобулярного белка, как известно, состоит из одной или нескольких полипептидных цепей, сложенных складками и образующих клубки. Такая структура стабилизируется непрочными связями, среди которых большую роль играют водородные связи, образующие поперечные мостики между параллельными пептидными цепями или их складками. При нагревании белков происходит усиленное движение полипептидных цепей или их складок, что вызывает разрыв непрочных связей между ними. В результате этого наблюдается развертывание и перегруппировка складок, сопровождаемые перераспределением полярных и неполярных радикалов, причем неполярные радикалы концентрируются на поверхности глобул, понижая их гидрофильность, а следовательно, и растворимость. [39]
Полученные тем или иным способом осадки ( см. предыдущий раздел) могут служить для количественного определения содержания в них белков по Кьельдалю. При использовании этого метода предполагают, что осадок содержит только белковый азот. Метод Кьельдаля основан на переводе имеющегося в навеске белкового азота в сульфат аммония путем кипячения белка с концентрированной серной кислотой и сульфатом калия в присутствии катализатора. В действительности эта величина значительно варьирует. Отсюда ясно, что необходимо знать точно содержание азота в исследуемом белке. Кьельдаля представляет собой один из стандартных методов, употребляемых в биохимических лабораториях, получаемые по этому методу результаты часто слишком занижены. Нагревание белка с серной кислотой и сульфатом калия в присутствии катализатора должно продолжаться в течение 8 час. При соблюдении этих условий были получены точные данные для ряда белков, содержание азота в которых было известно. [40]
Белковая спираль сохраняет свою форму благодаря образованию водородных связей между N - Н - группой и атомом кислорода карбонильной функциональной группы, расположенной как раз над связью N - Н или под ней. Шаг спирали и диаметр винта должны быть такими, чтобы 1) не происходило напряжения структуры из-за искажения обычных валентных углов и 2) функциональные группы N - Н и СО в соседних витках спирали находились друг под другом в положениях, удобных для возникновения водородной связи. Структуры, удовлетворяющие этим условиям, могут возникать лишь при вполне определенном, а не произвольном расположении аминокислот вдоль белковой цепи. В цепях больших белковых молекул участки со структурой ос-спирали могут перемежаться с участками, имеющими структуру беспорядочного клубка. Общая форма белка, определяемая всеми изгибами, перекручиваниями и прямыми участками ос-спиральной структуры, называется третичной структурой. Вы можете предположить, что длинная сложная молекула белка способна принимать почти любую форму при заданной совокупности условий, однако на самом деле это не так. Свертываясь определенным образом, белковая цепь переходит в состояние с меньшей энергией ( становится более устойчивой), чем в других конфигурациях. Например, белок, растворенный в водном растворе, свертывается таким образом, чтобы его неполярные углеводородные части были обращены внутрь молекулы, а более полярные кислотные и основные боковые цепи были направлены в раствор. При нагревании белков выше температур, присущих живым организмам, либо при их помещении в необычные кислотные или основные условия белки постепенно утрачивают характерную для них третичную или вторичную структуру. В этом случае белок теряет свою биологическую активность, и говорят, что он денатурируется. [41]
Страницы: 1 2 3