Белки набухание

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

Рис. 89. Изменения свойств белков (набухания и, вязкости т,, осмотического давления р) в зависимости от pH.

Аналогичным образом можно объяснить влияние нейтральных электролитов и на набухание белков. В кислой и щелочной средах все нейтральные соли уменьшают набухание белка, что вполне согласуется с теорией. Однако вблизи изоэлектрической точки соли могут как понижать, так и увеличивать набухание. При этом решающую роль играют анионы, которые по влиянию на набухание можно расположить в следующие ряды [c.476]

Влияние электролитов также хорошо изучено для белков и целлюлозы. На процесс набухания оказывают влияние главным образом анионы, причем влияние последних своеобразно. Одни из них усиливают набухание, другие ослабляют. Это дало возможность все анионы расположить в закономерный ряд, получивший название лиотропного ряда набухания или ряда Гофмейстера (по имени ученого, впервые открывшего это явление в 1891 г.) [c.362]

Различают неограниченное и ограниченное набухание. Неограниченное набухание — это набухание, которое в конечном итоге заканчивается растворением полимера. В качестве примера неограниченного набухания можно назвать растворение белка в воде или каучука в бензине. [c.331]

Благодаря наличию у белков ионогенных групп на набухание также оказывают влияние нейтральные соли. До известной степени влияние это зависит и от pH раствора. [c.301]

Влияние pH среды изучалось для белков и целлюлозы. Оказалось, что минимум набухания наблюдается в изоэлектрической точке (для желатины при pH = 4,7). Объясняется это тем, что в изоэлектрической точке заряд макромолекул белков минимален, а также минимальна и степень гидратации белковых ионов. Влияние электролитов изучалось для белков и целлюлозы. В результате было установлено, что на набухание в большей степени оказывают влияние анионы, чем катионы электролитов. Одни анионы усиливают, другие ослабляют набухание веществ. В кислой среде все анионы уменьшают набухание. Влияние концентрации Н+ и солей на набухание практически используется в процессе дубления кож, при варке целлюлозы, в производстве дубильных веществ из древесной коры. [c.381]

В студнях, образующихся при набухании сшитых полимеров, каркас состоит из макромолекулярных цепей, связанных между собой химически с помощью поперечных связей ( сшивок ). Роль сшивок выполняют атомы серы, кислорода или какие-либо атомные группировки. Такие полимеры образуются при вулканизации, дублении, полимеризации. Примером их являются белки, ионообменные смолы, резина. При химическом взаимодействии возникают прочные связи, поэтому такие студни не способны к плавлению. [c.476]

Процессам гидролиза белков предшествует гидратация, вызывающая их набухание и растворение. Гидратация ионизированных групп полимерного субстрата обусловлена ориентацией диполей молекул воды в электрическом поле ионизированной [c.359]

Набухание, являющееся одним из наиболее характерных свойств студней, играет важную роль во многих природных явлениях, а также в технологических процессах, связанных с применением веществ, находящихся в студнеобразном состоянии. Большинство высокомолекулярных соединений, входящих в состав растительных и животных организмов, является студнями. К этим соединениям относятся такие важнейшие вещества, как клетчатка, крахмал, белки. Набухание тканей растительных и животных организмов связано с наличием в их составе указанных высокомолекулярных соединений. Почвенные коллоиды, находящиеся в состоянии студней, обусловливают набухание почв. Процессы набухания играют важную роль в таких отраслях промышленности, как хлебопечение, кожевенное производство, производство изделий из глины и т. д. [c.232]

Как показали исследования, высокомолекулярные вещества, выделенные из раствора высаливанием, после отмывки их от электролитов могут быть снова переведены в раствор (явление обратимо). Коллоиды, которые при устранении фактора, вызвавшего коагуляцию, способны переходить из состояния геля в состояние золя, носят название обратимых коллоидов. Однако высокомолекулярные вещества могут при определенных условиях осаждаться и необратимо. Такое необратимое осаждение высокополимеров, в частности белков, иод влиянием высокой температуры, цри воздействии концентрированных кислот и щелочей, дубильных веществ, лучистой энергии называется денатурацией. При денатурации происходит не только осаждение полимеров, но и изменение их химической природы. Белки при денатурации становятся нерастворимыми и в большинстве случаев утрачивают способность к набуханию. [c.383]

Мы рассмотрели здесь значение для человека коллоидных систем и коллоидных процессов, но ничего не сказали о роли в природе и технике высокомолекулярных соединений, растворы которых обладают многими коллоидными свойствами. Значение высокомолекулярных соединений в технике будет показано в гл. XIV настоящего курса. Здесь же только укажем, что организмы растений и животных состоят из растворов и студней высокомолекулярных веществ. Поэтому биохимия и медицина теснейшим образом связаны с коллоидной химией. Заметим также, что многие техно логические процессы пищевой промышленности по существу являются коллоидными процессами. В хлебопекарной промышленности при приготовлении теста огромное значение имеют явления набухания, а при выпекании хлеба — явления коагуляции. Приготовление маргарина, соусов и майонезов представляет собою не что иное, как процесс эмульгирования. В молочной промышленности получение простокваши и сыра является процессом коагуляции и синерезиса (явление, обратное набуханию). Наконец, засолка и варка мяса также сводятся к явлениям коагуляции или, точнее, денатурации белков. [c.32]

Влияние pH среды хорошо изучено для белков и целлюлозы. Минимум набухания лежит в области изоэлектрической точки (для желатины, например, при pH 4,7), по ту и другую сторону от этой точки степень набухания возрастает и, достигнув максимумов (из них больший в кислой зоне при pH 3,2), вновь уменьшается (рис. 149). Такое влияние pH на набухание связано с тем, что в изоэлектрической точке заряд макромолекул белков минимален, а вместе с этим минимальна степень гидратации белковых ионов. [c.366]

Если между молекулами полимера нет прочных связей, то его набухание продолжается вплоть до заполнения им всего объема взятого растворителя, т. е. до образования гомогенной системы. При достаточно большом количестве растворителя молекулы полимера окончательно разобщаются друг от друга и система приобретает текучесть — образуется жидкий раствор. Такое набухание называется неограниченным. Примером неограниченного набухания полимеров может быть растворение каучуков в углеводородах, белков в воде и т. п- На этом основано приготовление резиновых клеев, крахмального клейстера и т. п. [c.296]

Вода вызывает набухание коллоидов, она связывается с белком и другими органическими соединениями, а также с ионами, входящими в состав клеток и тканей. Вместе с углекислым газом вода в процессе фотосинтеза вовлекается в образование органических веществ и, таким образом, служит материалом для создания живой материи на Земле. [c.46]

В производстве спирта одной из важнейших технологических операций является разваривание сырья — картофеля или зерен злаков. От правильного проведения этого процесса зависит выход спирта. Основная цель разваривания заключается в разрушении клеточной структуры сырья, освобождении крахмала и его растворении. Для лучшего разваривания сырье предварительно прогревают водяным паром (запаривают), при этом оно интенсивно набухает в воде. До температуры 50°С крахмал набухает незначительно, гораздо меньше, чем белки, но при температуре выше 60°С степень набухания крахмала резко увеличивается. При 90°С давление набухания возрастает, оболочки зерен крахмала разрываются и освобождается частично клейстеризованный крахмал. [c.252]

Построить график в координатах степень набухания — pH раствора. По минимуму набухания определить ИЭТ белка. [c.293]

Многие свойства полимеров (высокая вязкость растворов, растворение с предварительным набуханием, механические свойства, нелетучесть, неспособность переходить в парообразное состояние и т. д.) тесно связаны с большой энергией межмолекулярного взаимодействия. Именно резко возрастающая роль межмолекулярных сил является одной из важнейших особенностей полимеров, качественно отличающей их от низкомолекулярных соединений. Высокомолекулярные соединения широко распространены в природе — это животные и растительные белки, углеводы (целлюлоза и крахмал), натуральный каучук, смолы и др. С каждым годом растет число полимеров, создаваемых синтетически. Сегодня химия в состоянии не только воспроизводить многие природные полимеры, как, например, натуральный каучук, некоторые белки, но и создавать массу новых синтетических полимерных веществ, которых в природе не существует. В качестве примера можно привести элементорганические полимеры, которые обладают комплексом свойств, присущих как органическим, так и неорганическим полимерам. [c.327]

По величине набухания. Одинаковые количества сухого белка насыпают в ряд пробирок, туда же приливают равные объемы буферных растворов с различным значением pH. Наименьшее набухание белка окажется в пробирке, где pH среды будет ближе всего к изоэлектрической точке белка. [c.189]

ЛИОТРОПНЫЕ РЯДЫ — ряды, в которых ионы последовательно располагаются по величине их влияния на свойства растворителя в растворе или дисперсионной среды в дисперсной системе. Например, Л. р. ионов, размещенных по их возрастающему влиянию на вязкость и поверхностное натяжение Еодных растворов, на растворимость в воде, на набухание высокомолекулярных веществ (белков, пектинов, агар-агара, крахмала и др.), на застудневание водных растворов таких веществ, а также их высаливание из растворов и т. д. Расположение ионов в Л. р. зависит от их способности связывать воду, которую они отнимают от гидратированных молекул, растворенного вещества или частиц дисперсной фазы. Наиболее изучен ряд неорганических анионов SQ2-, F-, 107, Br0 , l-, 10J-, Вг- <0 и т.д., менее четко выражено отличие в Л. р. однозарядных Li+, Na+, К" , Rb+ и двузарядных Mg +, a +, Sг , Ba + катионов. Впервые Л. р. по высаливаншо яичного альбумина натриевыми солями различных кислот был установлен R 1888 г. Г. Гофмейстером. Процессы ьысаливания имеют большое практическое значение в технологии многих производств. [c.148]

Рентгенографические исследования кристаллов гемоглобина показывают, что его молекулы укладываются слоями, между которыми могут размещаться молекулы воды, вследствие чего происходит набухание белка при увлажнении его водой. [c.150]

Значение pH раствора полиамфолита, при котором средний суммарный заряд на цепи равен нулю, называется изоэлектрической точкой (ИЭТ). Величина ИЭТ не зависит от концентрации полиамфолита и является важной константой полиамфолита. На различии в ИЭТ основано фракционирование смесей белков, например, методом электрофореза. При определении ИЭТ учитывается суммарный заряд макромолекул, обусловленный не только диссоциацией кислотных и основных групп полиамфолита, но и специфическим связыванием посторонних ионов из раствора. ИЭТ определяется с помощью электрокинетических методов (в частности, электрофореза) либо косвенным путем по изменению свойств, связанных с зарядом макромолекул. Значения степени набухания, растворимости полиамфолитов, осмотического давления и вязкости их растворов в ИЭТ проходят через минимум. Вязкость в ИЭТ минимальна (рис. IV. 7), поскольку вследствие взаимного притяжения присутствующих в равном количестве противоположно заряженных групп полимерная цепь принимает относительно свернутую конформацию. При удалении от ИЭТ цепь полиамфолита приобретает суммарный положительный (в кислой области pH) или отрицательный (в щелочной области pH) заряд [c.127]

Для студней амфотерных белков наибольший синерезис осуществляется в изоэлектрической точке. С отклонением pH среды в ту или другую сторону от изоэлектрической точки синерезис уменьшается, так как фрагменты макромолекулы приобретают одноименный заряд, что приводит к взаимному отталкиванию цепочек макромолекул друг от друга. Это в свою очередь вызывает увеличение объема студня, а следовательно, и уменьшение синерезиса. Влияние низкомолекулярных электролитов на синерезис различно, но, как правило, электролиты, способствующие набуханию, уменьшают синерезис. [c.374]

Отсутствие заряда у дисперсной фазы соответствует изоэлектрическому состоянию. В изоэлектрическом состоянии белки обладают наименьшей устойчивостью, наименьшей вязкостью, минимальным осмотическим давлением и наименьшей способностью к набуханию. Изоэлектрическому состоянию желатина соответствует рН=4,7. [c.228]

Увеличение степени измельченности влияет на скорость набухания, так как это вызывает увеличение поверхности соприкосновения набухающего вещества с растворителем и скорости проникновения молекул растворителя в глубь его. Влияние возраста или свежести ВМС особенно важно для белков. Чем свежее ВМС, тем больше степень и скорость набухания его. Уменьшение этих показателей связано с явлением старения ВМС, проявляющимся в уплотнении структуры. [c.381]

У полимеров, макромолекулы которых состоят из полярных и неполярных групп, сольватируются полярные группы, если растворитель полярен. Если же растворитель неполярен, то сольватируются неполярные группы. В зависимости от того, каких групп в полимере больше, он будет набухать в полярном или неполярном растворителе. Обычно набухание — избирательное явление, т. е. полимер набухает в жидкостях, близких к нему по химическому строению. Так, углеводородные полимеры типа каучуков набухают в неполярных жидкостях — бензине, бензоле. Полимеры, в состав молекул которых входят полярные группы, например белки, крахмал, набухают в полярных растворителях (воде, спиртах). [c.249]

В зависимости от pH можно найти изоэлектрическую точку белка ей соответствует минимальное значение вязкости (рис. 108). Аналогичный характер имеет также зависимость степени набухания белка от pH среды. Степень набухания минимальна в изоэлектрической точке. [c.264]

В синтетических полярных полимерах и белках набухание начинается с сольватации полярных групп. При образовании сольватных слоев поглош,ается около 20—40% растворителя от массы сухого полимера. Следующая стадия набухания — поглощение десятикратного объема растворителя — объясняется осмотически-ми явлениями. Набухание в современиой трактовке тесно связано с молекулярной структурой полимера. С термодинамической точки зрения процессы набухания ВМС и растворения низкомолекулярных веществ весьма сходны между собой набухание — явление,-характерное для полимеров. [c.285]

Набухание и растворение полимеров, содержащих ионогенные группы, зависит от степени их диссоциации. К таким соединениям относятся полимерные кислоты (полиакриловая, полиметакриловая) полимерные основания и амфотерные полиэлектролиты (белки). Набухание и растворение этих полимеров во многом определяются степенью гидратации ионогеппых групп и степенью распрямленности их макромолекул, зависящих от pH среды. В ионизированном состоянии (например, для кислот в кислой среде) степень гидратации минимальна, а взаимное отталкивание одноименно заряженных групп приводит к распрямлению макромолекул. Это, в свою очередь, резко снижает набухание и приводит к нерастворимости полимера. [c.9]

Максимум иабухаемости клейковины имеет место при температуре 28—30 °С, а при 60—70 °С белковые вещества тесто.-хлеба дена-гурируются и свертываются, освобождая при этом воду, поглощенную при набухании. При повышении температуры до 50—60 °С крахмал муки интенсивно набухает и начинается клейстеризация крахмала и разрушение внутренней мицеллярной структуры. При температуре 50—70 °С протекают процессы клейстеризации крахмала и коагуляция белков, которые обусловливают переход тесто-хлеба в состояние мякиша. Повышение температуры до 60—70 °С приводит к резкому изменению консистенции — сгущению теста. Мякиш хлеба выдерживают в печи до температуры 92—98 °С в центре для придания ему необходимой упругости [24, 251. [c.50]

Взаимодействие полимеров с растворителем имеет большое значение при переработке полимеров, их применении, в биологических процессах и др. Например, белки п полисахариды в живых организмах и растениях находятся в набухшем состоянии. Многие синтетические волокна и пленки получают из растворов полимеров. Растворами полимеров являются лаки и клеи. Определение свойств макромолекул, в том числе молекулярных масс, проводят, как правило, в растворах. Пластификация полимеров, применяемая в производстве изделий, основана на набухании полимеров в растворителях (пластификаторах). Вместе с тем для практического применения полимеров важным их свойством является устойчивость в растворителях. Для решения вопросов о возможном набу-ханни, растворенпи полимера в данном растворителе или об его устойчивости по отношению к этим процессам необходимо знать закономерности взаимодействия полимеров с растворителями. [c.312]

Эти группы способны интенсивно гидратироваться, что приводит к значительному набуханию полимерного субстрата в реакционной среде, облегчая доступ гидролизующего агента к связям - ONH-, ускоряя тем самым гидролитический распад белка. [c.358]

Натуральный шелк представляет собой нить, полученную размоткой коконов шелкопряда в условиях интенсивного набухания при гидротермических обработках. Получаемая таким образом нить характеризуется сложным морфологическим строением два фиброиновых стержня соединяются в единую нить с помощью серициновой прослойки. После дополнительного удаления серицина до содержания его 20-25% коконная нить превращается в шелк-сырец, а при более глубокой отмывке (до 4-5%) - в натуральный шелк. В зависимости от своих функций (формирования армирующей основы шелка - фиброиновых стержней или обеспечения связи между ними) полипептидные цепи имеют первичную структуру, включающую большее (в фиброине) или меньшее (в серицине) количество гидрофобных аминокислотных звеньев, но четкое различие между этими белками отсутствует (рис.6.12). Связь между ними обеспечивается проходными цепями, дисульфидными и сложноэфирными мостиками, межмолекулярными водородными связями, а также через небелковые фрагменты, например через монозы. [c.376]

Очень просто объясняется с позиций теории мембранного равновесия и известная зависимость объема набухшего белка (например, студня желатина) от pH среды. Минимальная степень набухания студня должна соответствовать изоэлектрической точке белка, так как при этом минимально и осмотическое давление, являющееся причиной набухания. По обе стороны от этого минимума кривая зависимости объема от pH поднимается и, достигнув максимума, спускается, поскольку таким же образом от pH зависит и осмотическое давление. При трактовке набухания с точки зрения Доннана соверщенно все равно, являются ли макромолекулы белка кинетическими отдельностями или образуют трехмёрную сетку. Иначе говоря, безразлично, какими причинами удерживаются вместе поливалентные ионы в системе — в результате ли наличия полупроницаемой перегородки или тем, что эти поливалентные ионы связаны друг с другом прочными связями и образуют трехмерную сетку. [c.476]

Различное влияние анионов на набухание объясняется тем, что они обладают различным растворяющим или, наоборот, высаливающим действием на белки. Особая роль аниона по сравнению с катионом объясняется тем, что обратимый характер имеет лишь действие катионов щелочных металлов. Все поливалентные катионы дают при взаимодействии с R OO" (обычным анионом высокомолекулярных электролитов) нерастворимые соединения, т. е. вызывают образование нео братимого осадка. [c.476]

В заключение рассмотрим, как можно объяснить мембранным равновесием влияние pH и нейтральных электролитов на вязкость белков. Седлообразный характер кривой, характеризующей изменение вязкости раствора белка в зависимости от pH, объясняется способностью кинетических отдельностей макромолекул, находящихся в растворе, изменять свой объем в результате набухания или отбухания . Изменение объема частиц в растворе должно сопровождаться и соответствующим изменением вязкости. Лёб, впервые предложивший такое объяснение, считал мицеллу кинетической отдельностью в растворе белка. Однако в настоящее время, когда доказано, что высокомолекулярное вещество в растворе раздроблено до молекул, следует говорить о набухании не мицелл, а [c.476]

ДУБЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА - химические соединения, водные растворы которых применяют для денатурации белков, содержащихся в кожевенном сырье, желатине или казеине. Д. в. видоизменяют коллоидное состояние белков вызывают затвердение, противодействуют набуханию в воде и др. Различают Д. в. минерального и органического происхождения. Минеральные Д. в. соли трехиа-лентного хрома, алюмокалиевые квасцы и др. Органические Д. в. бывают [c.92]

Влияние pH среды на набухание хорошо изучено для белков и целлюлозы минимум набухания лежит в области изоэлектри-ческой точки (например, для желатины при pH = 4,7), по ту и другую сторону, от которой степень набухания возрастет и, достигнув максимумов, вновь начинает уменьшаться. [c.362]

Такое влияние pH на набухание связано с тем, что в изоэлектри-ческой точке заряд макромолекул белков минимален, а вместе с этим минимальна и степень гидратации белковых ионов. [c.362]

При денатурации нарушаются форма и размеры молекул изменяется удельная оптическая активность белков увеличивается в>гЗкость растворов, так как глобулярная форма белков раскручивается с образованием ыитепидных молекул уменьшается растворимость белков и степень набухания происходит снятие с коллоидных частиц электрического заряда и др. [c.209]

Способность белков муки к набуханию определяет физические свойства теста. Если белок набухает ограниченно, связывая достаточно большое количество воды, то образующееся тесто будет эластичным и плотным по консистенции. При неограниченном набухании белков, т. е. когда часть их переходит в растворенное состояние, тесто получается жидким по консистенции, лнпкил и мажущимся, т. е. физические свойства теста ухудшаются. [c.252]

Одним из проявлений биологической функции селена в животном организме служит его участие в обмене серосодержащих аминокислот. Этот элемент предохраняет от окисления SH-группы белков мембран эритроцитов и митохондрий, а также противодействует набуханию митохондрий, вызываемому тяжелыми металлами. Селеноаминокислоты, образовавшиеся в результате метаболизма селена, обладают радиопротектор-ными свойствами, ингибируя образование свободных радикалов и способствуют детоксикации таких вредных отходов производства, как метил-ртуть и соли кадмия а также висмута, таллия и серебра [c.18]

Физическая и коллоидная химия (1988) -- [ c.249 , c.251 ]

Курс коллоидной химии (1976) -- [ c.476 ]

Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 3 (1952) -- [ c.231 ]

Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 4 (1961) -- [ c.273 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология