ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионизация белков. Соединение с водородными ионами из "Химия и биология белков" Подобно аминокислотам белки перемещаются к катоду в кислых и к аноду в щелочных растворах как и аминокислоты, они обладают изоэлектрической точкой, при которой вообще не происходит передвижения [9]. Принято считать, что белки в своей изоэлектрической точке являются многовалентными цвиттерио-нами и от простых аминокислот отличаются в основном лишь множественностью своих анионных и катионных групп. [c.78] Однако этот взгляд был принят не без возражений. Дело в том, что белки в своей изоэлектрической точке обнаруживают минимальную растворимость [10], а хорошо известно, что растворимость органических кислот и оснований увеличивается с их ионизацией. Это правило, однако, не имеет силы для амфолитов. Осаждение белков в их изоэлектрической точке обусловлено электростатическими силами взаимного притяжения между положительно и отрицательно заряженными группами соседних цвит-терионов. Это объяснение находит известную поддержку при рассмотрении явления растворяющего действия добавленных к белку нейтральных солей. Ионы нейтральной соли в силу своего электростатического действия на ионизированные группы, расположенные на поверхности белковой частицы, предотвращают их взаимную агрегацию [11]. [c.78] Белки обладают, по существу, теми же ионными группами, что и аминокислоты. Однако в белке большинство сс-аминогрупп и с -карбоксильных групп связаны друг с другом пептидными связями. Кислые группы белков представлены главным образом свободными карбоксильными группами аспарагиновой и глутаминовой кислот, ионизация которых соответствует рК 3,87 и 4,28 (табл. 7). К основным группам белков относятся гуанидиновые группы аргинина (рК 12,48) и е-аминогруппы лизина (рК 10,53). Гидроксильные группы тирозина и сульфгидрильные группы цистеина отдают свои протоны в одной и той же области pH (рК около 10), в то время как имидазольные группы гистидина титруются вблизи pH 6 (табл. 7). [c.81] Кривые электрометрического титрования белков, в связи с буферным действием карбоксильных и аминных групп, дают отчетливые перегибы при pH 3—4 и 10—12. Нет, однако, возможности при помощи электрометрического титрования отдифференцировать небольшое количество концевых с -карбоксильных групп белков от и -карбоксильных групп аспарагиновой и глутаминовой кислот так же, как и конечные й-аминогруппы от -аминогрупп лизина. На основе титрования можно сделать лишь одно заключение, что число конечных сг-карбоксильных групп не может быть очень велико (см. гл. VII), так как иначе перегиб кривой оказался бы сдвинут от pH 3—4 ближе к pH 2. Перегиб около pH 6—7, который заметен на многих кривых титрования, соответствует буферному действию имидазольных групп гистидина (см. фиг. И). [c.81] что дело заключается здесь не в действительном связывании основания, но в переносе протонов от кислых групп белка к гидроксильным ионам. [c.82] Результаты электрометрического титрования для многих белков достаточно хорошо совпадают с результатами химического определения аминокислотного состава. Так, общее число анионных и катионных групп, определенное электрометрически в яичном альбумине, лактальбумине [19] и сывороточном альбумине [22], почти совпало с числом кислых и основных аминокислот, найденных при соответствующем химическом анализе. В других белках, однако, например в инсулине, был обнаружен значительный избыток групп, титруемых в щелочной области pH [22], что объясняется наличием в инсулине большого числа конечных сс-аминогрупп. [c.82] Изоэлектрическая точка белка зависит от числа и от постоянных ионизации ионизированных групп. Поскольку диссоциация каждой способной ионизировать группы находится под влиянием электростатического воздействия соседних ионных групп, не существует строго постоянной зависимости между отношением максимального числа воспринимаемых протонов к максимальному числу отдаваемых протонов, с одной стороны, и изоэлектрической точкой белка —с другой. Это видно из табл. 8, где I — изоионная точка (pH электродиализированного белкового раствора), а — максимальное количество воспринимаемых 10 г белка протонов и 6 — максимальное количество протонов, отдаваемых 10 г белка (в граммэквивалентах). [c.83] Зависимость изоэлектрической точки от постоянных ионизации диссоциирующих групп становится очевидной из результатов определения изоэлектрической точки в присутствии различных концентраций этилового спирта. Поскольку этиловый спирт уменьшает главным образом константу диссоциации карбоксильных групп (см. предыдущий раздел), он смещает изоэлектрическую точку в сторону более высоких значений pH. В растворах желатины, содержащих 80 % этилового спирта, изоэлектрическая точка соответствует pH 6,0, в то время как в водных растворах она соответствует pH 4,9 [15]. [c.83] Если толкование данных электрометрического титрования аминокислот и простых пептидов относительно несложно, то при интерпретации кривых титрования белков возникает ряд трудностей, зависящих от следующих обстоятельств. [c.83] В процессе адсорбции противоионов ионизированные группы белка нейтрализуются, в результате чего, в конечном счете, видоизменяются электрохимические свойства белка [28]. Так, например, было установлено, что изоэлектрическая точка белка зависит от характера и концентрации ионов, присутствующих в растворе [29, 30]. [c.84] Как видно из изложенного, изоэлектрическая точка белка зависит от наличия посторонних ионов, в связи с чем она непостоянна. Для того чтобы обозначить pH чистого белка, растворенного в воде в отсутствие солей, употребляют термин изоионная точка [32]. Однако определение изоионной точки также встречает много затруднений и часто невозможно, поскольку многие белки нерастворимы в отсутствие солей. Кроме того, проводимость бессолевых растворов белков очень низка. Изоионная точка карб-оксигемоглобина крови овцы лежит при pH 7,6, в то время как изоэлектрическая точка того же белка в аммонийно-фосфатном буфере варьирует в пределах 6,70—7,16 [33]. [c.85] Вернуться к основной статье