Теоретична частина. Білки, як і амінокислоти, амфотерні сполуки. При розчиненні білків у воді іон Гідрогену, який з’являється внаслідок дисоціації карбоксильної групи

Білки - це високомолекулярні органічні сполуки, утворені залишками амінокислот, зв’язаних одна з одною пептидними зв’язками. Всі амінокислоти, що входять до складу білків є α – амінокислотами, так як тільки аміногрупа, що стоїть в α – положенні, здатна утворювати пептидний зв'язок. Для визначення білка застосовують кольорові реакції. Вони поділяються на два типи: загальні (універсальні) та специфічні. До універсальних відносяться біуретова (на пептидний зв'язок) і нінгидринова (на α – амінокислоти). За їх допомогою можна відкрити будь – який білок. До специфічних відносяться реакції на окремі амінокислоти. Це реакції на функціональні групи радикалів амінокислот, що входять до складу амінокислот. За їх допомогою можна відкрити лише той білок, до складу якого вони входять.

Білки, як і амінокислоти, амфотерні сполуки. При розчиненні білків у воді іон Гідрогену, який з’являється внаслідок дисоціації карбоксильної групи, приєднується до аміногрупи, тому молекули білків мають електричний заряд. У кислому середовищі білки мають сумарний позитивний заряд, а у лужному – негативний. При певному значенні рН середовища величина позитивних та негативних зарядів стає однаковою. Область рН, в якій білки є електронейтральними, називається ізоелектричною точкою. Білки, які мають сумарний позитивний або негативний заряд краще розчиняються, ніж білки, які знаходяться в ізоелектричній точці. В ізоелектричній точці білки найменш стійки і легко випадають в осад, маючи найменшу розчинність, тому що втратили один із факторів стійкості – заряд. Визначити ізоелектричну точку можна, визначивши рН, при якому розчин білку має найбільше помутніння. Ізоелектрична точка для більшості білків лежить в межах рН 5,5…7,0.

Стійкість білків у біологічних рідинах організму людини обумовлюють два фактори: заряд у поліпептидному ланцюзі і водна (гідратна) оболонка – для гідрофільних білків і тільки заряд – для гідрофобних білків. Відсутність заряду і зняття гідратної оболонки приводить до зближення білкових молекул, внаслідок чого вони злипаються, збільшуються в розмірах і випадають в осад під дією власної сили тяжіння. Це явище називається коагуляцією. Коагуляція може бути зворотною, якщо після припинення дії реагенту білок повертається у вихідний стан. Якщо ж зміни незворотні, то й коагуляція є незворотною. Прикладом зворотної коагуляції є висалювання, тобто осадження білків розчинами нейтральних солей (NaCl, (NH₄)₂SO₄ ). Такі солі нейтралізують електричний заряд білка, руйнують його гідратну оболонку, і білок випадає в осад. При додаванні до такого білка води він знову переходить у розчинний стан.

Денатурація на відміну від висалювання є необоротним процесом. При денатурації відбувається руйнування третинної і частково вторинної структури білка. При денатурації в той чи іншій мірі відбувається зміна форми і розмірів молекули, зміна реактивності деяких хімічних груп, зменшення розчинності, зменшення або повна втрата специфічної біологічної активності. При денатурації змінюється будова поверхневого шару білкових частинок, внаслідок чого на поверхню виходять гідрофобні (не розчинні у воді) групи.

При нагріванні, додаванні солей важких металів, екстремальних значеннях рН, дії мінеральних чи органічних кислот, ультрафіолету та дії інших факторів білки випадають в осад саме внаслідок денатурації.

При нетривалій дії фактору можливе повернення біологічної активності, тобто ренатурація білка з повним відновленням вихідної структури і нативних властивостей.

Денатуровані частинки білка здатні до агрегації та випадінню в осад, але коагуляція є вторинним процесом по відношенню до денатурації, тому денатурація білка не завжди супроводжується утворенням осаду. Так, якщо проводити нагрівання сильнокислих або сильнолужних розчинів білків, то осад не утворюється. Це пояснюється тим, що на молекулах білків з’являються однойменні заряди (позитивні чи негативні), які перешкоджають об’єднанню частинок в агрегати.

Для кількісного осадження білка потрібно прибрати два фактори стабілізації колоїдних частинок: зруйнувати їх гідратну оболонку й зняти електричний заряд. Для цього білок денатурують нагріванням у ізоелектричній точці.