Осмотическое давление изоэлектрическая точка

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]

Теория мембранного равновесия Доннана позволяет объяснить седлообразную форму кривой, характеризующей зависимость осмотического давления раствора белка от pH среды. В самом деле, в изоэлектрической точке амфолита число ионизированных ионогенных групп минимально. Это и обусловит минимальное давление, Прн добавлении кислоты, например НС1, содержание анионов (хлорид-ионов) в растворе сначала растет быстрее, чем содержание ионов водорода (последние [c.475]

Нри изоэлектрической точке не происходит передвижения молекул под действием внешнего электрического поля, наблюдается минимальная вязкость раствора, максимальное светорассеяние и набухание, наибольшее осмотическое давление. [c.152]

Прибавление малых количеств солей к водным растворам высокомолекулярных соединений не вызывает явной коагуляции, но оно может обусловливать помутнение растворов, повышение вязкости, изменение осмотического давления и некоторых других свойств. Устойчивость растворов высокомолекулярных соединений зависит также от концентрации водородных ионов. В изоэлектрической точке (для желатины при pH = 4,7) осмотическое давление, вязкость и набухание достигают наименьшего значения. [c.158]

Исследования растворов желатины в присутствии соляной кислоты показали, что 1) изменение концентрации НС1, а с ней и pH сильнейшим образом влияет на величину осмотического давления 2) изменение это проходит через некоторый минимум, совпадающий с изоэлектрической точкой (для желатины равной 4,7) 3) при повышении концентрации, т. е. с понижением pH, величина Р растет и, достигнув максимума (для желатины при pH около 3), вновь начинает падать 4) при повышении pH от изоэлектрической точки (для желатины с прибавлением щелочи) величина Р также растет и проходит через второй, максимум. Кривая Р=/(рН) аналогична кривой набухания Ди=/(рН) (рис. 43, стр. 184), что говорит о том, что физическая причина изменения степени набухания и величины осмотического давления одна и та же. Причина эта заключается в том, что в изоэлектрическом состоянии (С-потенциал равен нулю) вследствие уменьшения сольватации макромолекулы высокополимера агрегируются (структурируются) в более сложные и крупные комплексы, внутрь которых при набухании с большим трудом проникают молекулы растворителя (уменьшается величина Av), а уменьшение при этом числа кинетических единиц естественно ведет к снижению и осмотического давления. [c.200]

Нетрудно представить, что кривая, выражающая зависимость осмотического давления раствора желатина от pH, также должна иметь седлообразную форму. В изоэлектрическом состоянии свернутая в плотный клубок макромолекула обладает очень малой гибкостью и число сегментов, играющих роль кинетических единиц, минимально. При значениях pH выше и ниже изоэлектрической точки макромолекула желатина, распрямляясь, становится все более гибкой, что и обуславливает увеличение числа движущихся сегментов, а следовательно, и рост осмотического давления. При добавлении в раствор избытка кислоты или щелочи, как было показано выше, гибкость молекулярной цепочки начнет опять уменьшаться, уменьшится и число движущихся сегментов, в результате понизится также и осмотическое давление раствора. [c.472]

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]

Второй вириальный коэффициент можно уменьшить, снизив заряд макроиона или повысив концентрацию нейтральной соли. Поэтому целесообразно измерять осмотическое давление белков в изоэлектрической точке. [c.218]

Положение изоэлектрической точки можно определить также и косвенно, путем исследования зависимости от pH свойств, определяющихся зарядом, а отсюда и формой полииона в растворе — вязкости, набухания, осмотического давления, светорассеяния. Кривая, характеризующая зависимость этих свойств от pH, в изоэлектрической точке обнаруживает четко выраженный экстремум. [c.145]

Как показал Михаэлис, степень диссоциации ионогенных групп гидрофильных коллоидов (амфолитов) минимальна в изоэлектрической точке, т. е. число частиц (ионы + молекулы) наименьшее при этом значении pH. Следовательно, осмотическое давление коллоидов оказывается самым низким в изоэлектрической точке и увеличивается при смещении pH в обе стороны от нее. [c.193]

Как показал Михаэлис, степень диссоциации ионогенных групп гидрофильных коллоидов (амфолитов) минимальна в изоэлектрической точке, т. е. число частиц (ионы+молекулы) наименьшее прн атом аначении pH. Следовательно, осмотическое давление [c.223]

Раствор белка, содержащий 6 г белка в 100 см раствора, имеет коллоидно-осмотическое давление 22 мм вод. ст. при 25° С в изоэлектрической точке. Чему равен молекулярный вес белка [c.624]

Из сыворотки крови не только вьщелен альбумин в чистом виде, но и определена первичная структура его единственной полипептидной цепи (575 аминокислотных остатков). Альбумин имеет относительно низкую изоэлектрическую точку (4,7) и высокий отрицательный заряд при pH 8,6, благодаря чему он мигрирует с большой скоростью в электрическом поле к аноду. Принято считать, что примерно 75—80% осмотического давления белков сыворотки крови приходится на альбумины кроме того, основной функцией их считают транспорт жирных кислот. Однако точная функция альбуминов не совсем ясна. Известны случаи, когда у некоторых людей в крови фактически отсутствуют альбумины (врожденная аномалия), но они практически здоровы. [c.74]

Физические свойства раствора обнаруживают подобное же влияние pH. На рис. 10 представлена найденная Лебом зависимость от pH вязкости растворов желатины одной и той же весовой концентрации. Кривая вязкости обнаруживает ясный минимум в изоэлектрической точке и растет при смешении коллоида с кислотой или основанием. Является ли причиной увеличения вязкости только возрастающая сольватация или же оказывает также влияние тормозящее действие противоионов, внешних по отношению к самим частицам желатины,— не совсем ясно. Рис. 11 и 12, также взятые у Леба, иллюстрируют соответствующее влияние pH на осмотическое давление (см. стр. 228) и электропроводность. На величину последней, очевидно, несколько влияет и подвижность ионов неорганического электролита, наличие которых необходимо, чтобы изменять pH. [c.223]

В изоэлектрической точке белки отличаются наименьшей растворимостью и набуханием и имеют минимальное осмотическое давление, вязкость, адсорбцию и т. д. [c.447]

Если средний заряд белка не равен нулю, то измерение осмотического давления дает завышенное (но сравнению с измерением в изоэлектрической точке) значение П. Это явление обусловлено эффектом Гиббса — Доннана (см. ниже). Рассмотрим поведение отрицательно заряженного белка в растворе хлористого натрия. Обозначая внутреннюю и внешнюю стороны Мембраны соответственно через I и о, а концентрацию белка через [Р 1, мон ио записать условие электронейтральности в виде [c.64]

Рассчитайте осмотическое давление 1%-ного раствора белка молекулярного веса 5-10 в изоэлектрической точке при [c.146]

Изоэлектрическая точка определяет многие физико-химические свойства белков. Так, в изоэлектрической точке наблюдается наибольшая лабильность белка в растворе, минимум вязкости и набухания и наименьшее осмотическое давление. [c.71]

На скорость застудневания растворов полимеров-амфолитов (белков) значительное влияние оказывает и pH среды, как это имеет место в отношении других явлений и свойств этих систем— высаливания, набухания, осмотического давления, вязкости,—что говорит о единой причине всех этих явлений, связанной с изменением структуры систем под влиянием ионов Н+ и ОН . Наи- большей скорости застудневание в них достигает в изоэлектрической точке. [c.227]

Изоэлектрическая точка весьма интересна. При ее достижении белок приходит в неустойчивое положение в растворах. Все свойства растворов белка сильно меняются падает вязкость растворов, уменьшается осмотическое давление и электропроводность, белок легко осаждается, иногда выпадает даже без прибавления осаждающих средств, под влиянием лишь встряхивания раствора. Изоэлектрическая точка для различных белков различна. Например, для казеина (белок молока) она лежит при рн = 4,7, а для глиадина (белок пшеницы) при pH = 9,3. [c.342]

Все это показывает, что изоэлектрическая точка является величиной, определяющей ряд весьма важных свойств белков. Суммируя, можем сказать, что при изоэлектрическом состоянии белка достигают минимума заряд частиц и их дзета-потенциал, истинная гидратация, устойчивость золя, частичная концентрация, осмотическое давление, вязкость, электропро водность, общая растворимость белка. Белки в изоэлектрической точке обнаруживают также минимальную способность набухать. Степень диссоциации белков в изоэлектрическом состоянии очень мала, основная масса их находится здесь в недиссоциированном состоянии. [c.364]

Набухание, вязкость и осмотическое давление клея в сильной степени зависят от pH раствора. Нз рис. 11 видно, что изменение набухания, вязкости и осмотического давления идет параллельно. Они имеют минимальные значения близ изоэлектрической точки— pH =5,0 около pH =3,0 они достигают максимума, а прн дальне - [c.42]

В случае коллоидных электролитов, смешанных с солями, измеренное осмотическое давление больше, чем давление, ожидаемое для одних коллоидных ионов. Это является результатом того, что хотя ионы соли и могут проходить через мембрану, они не распределяются равномерно при равновесии. Этот эффект, который был объяснен Доннаном, можно уменьшить увеличением концентрации соли и, если возможно, подбором pH, соответствующего изоэлектрической точке (стр. 624) коллоидного электролита. [c.607]

На осмотическое давление белковых растворов оказывает влияние pH раствора, поскольку число анионных или катионных групп в белковой молекуле зависит от pH. В кислых растворах белки находятся в виде катионов, в щелочных — в виде анионов, в связи с чем для уравновешивания заряда белковых ионов необходимо проникновение через мембрану некоторого количества диализующихся анионов или катионов. Это ведет к неравномерному распределению способных к диализу ионов с внешней и внутренней стороны мембраны (эффект Доннана). Осмотическое давление кислого или щелочного раствора белков поэтому выше, чем осмотическое давление изоэлектрических растворов. Так, например, было установлено, что осмотическое давление 1,2-процентного раствора гемоглобина при pH 5,4 6,5 7,2 и 10,2 равно соответственно 13,4 3,2 5,0 и 21,4 мм рт. ст. [4]. Следовательно, величина осмотического давления минимальна вблизи изоэлектрической точки гемоглобина (pH 6,9). [c.50]

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]

Таким образом, осмотическое давление больше в кислой и щелочной средах и минимально вблизи изоэлектрической точки белка (pH 6,9). Эти трудности были устранены введением поправок на эффект Доннана или, проще, применением в качестве растворителя концентрированного раствора соли, свободно проходящего через мембрану при этом осмотическое давление обусловлено исключительно белком. Таким путем были получены точные результаты (С. П. Сёренсен, 1917 г, Г. С. Адаир, 1924 г.). [c.428]

Зависимость ферментативной активности от pH раствора объясняется белковым характером ферментов. Напомним, что и другие свойства белков и аминокислот, как, например, растворимость, осмотическое давление, электронроводность, вязкость и т.д., обнаруживают выраженный максимум или минимум при определенном pH, называемом изоэлектрической точкой. Будучи амфипонами, белки могут существовать в многочисленных ионных формах, причем одна из них, характеризующаяся равенством положительных и отрицательных зарядов, является изоэлектрической формой. Весьма вероятно, что только одна из многочисленных возможных ионных форм обладает каталитической активностью и что эта форма преобладает при оптимальном pH. Эта форма необязательно является изоэлектрической формой, и, действительно, было установлено, что некоторые ферменты обнаруживают максимальную активность при изоэлектрической точке, а другие более активны в виде анионов или же в виде катионов. Так как активность ферментов убывает как при возрастании pH раствора, так и при его уменьшении по сравнению с оптимальным pH, был сделан вывод, что оптимальная ферментативная активность обусловлена определенным соотношением между кислотными и основными группами молекулы фермента. [c.795]

Изоэлектрическая точка характерна вообш е для всех белков. Так, изоэлектрическая точка казеина находится прп pH =4,7. При изоэлектрической точке белки становятся химически инертными. Казеин при изоэлектрической точке не растворяется в воде, а в щелочной п кислой среде образует коллоидный раствор. Желатин при изоэлектрической точке показывает наименьшую вязкость, минимум набухания и осмотического давления, наиболее легко осаждается из раствора различными реагентами — спиртом, сульфатами и т. п. — и в наименьшей степени гидролизуется при нагревании в водной среде. [c.36]

Кривая 1 — гипотетический график для растворенного вещества с мол. весом 60 000, которое подчиняется уравнению осмотического давления Вант-Гоффа. Кривая 2—экспериментальный график для сывороточного альбумина (М = бОООО) в его изоэлектрической точке pH 5,4. Различия между кривыми / и 2 обусловлены неидеальностью раствора п )и высоких концентрациях растворенного вещества. Кривая 3 — экспериментальный график для сывороточного альбумина при pH 7,4. Различие между кривыми 3 и 2 вызвано суммарным отрицательным зарядом молекул белка при pH 7,4 и обусловлено эффектом Гиббса —Доннана. Кривая экспериментальный график для плазмы человека п[)и рн 7,4. Кривая 4 по сравнению с кривой 3 соответствует веществу с большим молекулярным весом, однако общая форма обеих кривых одинакова. [c.156]

На осмотическое давление сильное влияние оказывают заряд белка и концентрация электролитов буфера. Вследствие того, что молекула белка заряжена, а по обе стороны мембраны должна поддерживаться электроиейтральность, концентрации диффундирующих ионов по разные стороны мембраны могут различаться, что будет влиять на осмотическое давление. Однако этими эффектами можно пренебречь, если осмотическое давление измерять в изоэлектрической точке белка или же при значениях pH, отличающихся от изоэлектрической точки, но при высоких концентрациях электролитов. В настоящее время измерение осмотического давления с целью определения молекулярной массы используется редко. Экспериментально наблюдаемое осмотическое давление отражает среднюю молекулярную массу всех белков, присутствующих в рагтворе. Таким образом, только для чистых белков можно ожидать получения истинных значений молекулярной массы. В противоположность другим методам, имеющимся сейчас в распоряжении, этот метод совершенно не дает представления о гомогенности исследуемого препарата белка. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология