Осмотическое давление белковых растворов

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]

Например, если 1 г белка растворен в 100 мл воды (с = = 1) при 25°, и молекулярный вес белка М = 10 000, то осмотическое давление тг раствора будет равно [c.36]

Метод определения молекулярной массы по величине осмотического давления нашел широкое распространение для высокомолекулярных веществ. Измерение величин других коллигативных свойств в этом случае нецелесообразно, так как закон Рауля выполняется только при очень малых концентрациях растворенных высокомолекулярных веществ, при которых чувствительность мала например, 0,001 т раствор белка с молекулярной массой М=10 000 дальтон содержит 1 г вещества в 100 г воды. [c.147]

От чего зависит осмотическое давление белковых растворов а) от числа растворенных молекул б) от молекулярной массы белка в) от формы белковой молекулы [c.23]

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]

Более точные молекулярные веса белков получены при определениях осмотического давления их растворов. Высокомолекулярные вещества при растворении могут давать довольно высокое осмотическое давление, величину которого можно измерить. Если 1 г белка с молекулярным весом 10 000 растворить в 100 г воды при 25°, то осмотическое давление такого раствора будет равно 25,2 см водяного столба. Однако при этих измерениях чистота белка должна быть очень высокой. Для измерения осмотического давления белков обычно используют растворы мочевины. [c.206]

При измерении осмотического давления в растворах белков необходима учитывать мембранное равновесие (см, гл. XVI). [c.31]

Определение молекулярной массы белков возможно только в случае их хорошей растворимости. Одним из приемлемых методов является определение молекулярной массы по осмотическому давлению белковых растворов. Другой метод определения молекулярной массы основан на определении специфических фупп, связанных известным соотношением с молем белка. Например, по содержанию железа в гемоглобине можно определить молекулярную массу последнего. Известно, что гемоглобин содержит 0,335% Fe, что соответствует молекулярной массе 16,5 kDa на атом железа. Так как известно, что 1 моль гемоглобина содержит 4 атома железа, его молекулярная масса составляет 66,8 kDa. Метод, разработанный Т. Сведбергом и основанный на ультрацентрифугировании белковых растворов, является наиболее точным для определения молекулярной массы большинства водорастворимых белков. [c.44]

Подводя некоторые итоги результатам опытов о влиянии места произрастания на количество белков в зерне злаков, следует отметить, что все эти факторы (влажность, температура воздуха и почвы, осмотическое давление почвенного раствора,, а также плодородие почвы) действуют суммарно и больше или меньше увеличивают содержание белка в зерне. [c.375]

В нормально увлажненных районах, наоборот, может образоваться (как считал Д. Н. Прянишников) очень много зерна, но из-за ограниченного азотного питания содержание белка в нем будет небольшое. Концентрация и осмотическое давление почвенного раствора в увлажненных районах низкие. [c.82]

Изучение осмотического давления белковых растворов применяется для определения молекулярного веса белко и исследования взаимодействия между ними. [c.130]

Осмометр, в котором определяют осмотическое давление белка, состоит в основном из полупроницаемой мембраны, содержащей белковый раствор, и капилляра, служащего манометром. Если полупроницаемую мембрану, заполненную белком, поместить в воду, то вода начнет перемещаться в белковый раствор, и уровень в капилляре будет подниматься до тех пор, пока гидростатическое давление не станет равным осмотическому давлению белкового раствора. [c.130]

Если графически изобразить зависимость р/НТ с от с, то тангенс угла наклона прямой даст нам множитель В, а отрезок, отсекаемый на оси ординат, будет равен 1/М. Константа В носит название константы взаимодействия, и ее величину можно рассматривать как меру эффективного объема молекул, т. е. размера области вокруг центра данной молекулы, в которую другие молекулы не могут проникнуть. У длинных молекул эффективный (занятый) объем молекулы оказывается намного больше фактического, и величина В приобретает большие положительные значения. Поэтому отклонение от идеального поведения особенно велико для нитевидных молекул. Очевидно, что определение молекулярного веса значительно упрощается, если не учитывается константа взаимодействия и концентрация белка очень низка. В этом случае осмотическое давление определяется путем построения графической зависимости уо от с и экстраполяции кривой до с = 0 отрезок, отсекаемый на оси ординат, рассматривается как осмотическое давление идеального раствора и используется для расчета М согласно уравнениям (5) и (6). [c.131]

Осмотическое давление растворов белков. В ранних работах по осмотическому давлению белков были получены довольно неопределенные результаты, и молекулярные веса, вычисленные из этих данных, были очень противоречивы. Трудности возникают по многим причинам. К их числу относятся 1,) неточность экспериментальной методики, 2) отсутствие учета роли электрических зарядов на молекулах белка, 3) неправильный способ выражения концентраций белка, 4) недостаточная чистота белковых препаратов. [c.347]

Осмотическое давление определяют в осмометре, который состоит в основном из полупроницаемой мембраны, содержащей белковый раствор, и капилляра, слул<ащего манометром (фиг. 4). Если полупроницаемую мембрану, заполненную белковым раствором, опустить в воду, то вода начнет перемещаться в белковый раствор и уровень в капилляре будет подыматься до тех пор, пока гидростатическое давление р не станет равным осмотическому давлению белкового раствора. Осмотическое давление приближенно пропорционально молярной концентрации белка С и абсолютной температуре Т или, в математическом выражении, р = КСТ, где К — постоянная. [c.49]

Осмотический метод применяют в основном для определения молярных масс высокомолекулярных соединений (белков, полисахаридов и др.). Для этого достаточно измерить осмотическое давление раствора известной концентрации. (Определение молярных масс электролитов см. 8.5.) [c.82]

Точные измерения осмотического давления белков показали, однако, что пропорциональность между давлением и концентрацией наблюдается только в очень разведенных растворах, концентрация которых лежит ниже некоторого предела [3, 5]. Отклонение от идеального поведения учитывается следующим уравнением [c.49]

Так как в условиях гемодиализа давление в аппарате и.п. достигает 200—300 мм рт. ст., то очевидно, что осмотическое давление белков не играет существенной роли. Из этих данных вытекает практический вывод нельзя увеличить эффективность ультрафильтрации добавлением во внешний раствор высокомолекулярных соединений, как предлагают некоторые авторы [3]. [c.176]

Аналогичная картина наблюдается и при повышении pH осмотическое давление раствора белка при добавлении щелочи сначала возрастает, а затем, достигнув максимума, начинает уменьшаться. [c.476]

Замечание. В биологических явлениях большую роль играет тот факт, что небольшие добавки электролитов чрезвычайно сильно влияют на осмотическое давление коллоидных растворов, например белка или крахмала. (Очень многие из таких коллоидов представляют собой так называемые амфотерные электролиты, в которых те или иные ионы могут быть либо положительными, либо отрицательными в зависимости от значения pH.) [c.285]

Другие физические методы определения молекулярных масс белков по светорассеянию, вязкости и осмотическому давлению белковых растворов, по данным рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии—используют крайне редко. [c.37]

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]

Все перечисленные особенности коллоидных растворов являются препятствием для применения к ним и таких методов, как криоскопия и эбулиоскопия. В отличие от лиофобных золей растворы высокомолекулярных веществ (т. е. лиофильные коллоиды) уже при сравнительно небольших концентрациях показывают измеримые величины осмотического давления. Это привело к разработке ряда методов определения молекулярной массы для веществ с М от 10 тыс. до 200—300 тыс, а в особых случаях до 1 млн., включая такие важные вещества, как белки, каучуки, полисахариды и т. д. [c.374]

Кровь, лимфа, тканевые жидкости человека представляют собой водные растворы молекул и ионов многих веществ. Их суммарное осмотическое давление при 37° С составляет 7,7 атм. Такое же давление создает и 0,9%-ный (0,15 М) раствор Na l, являющийся, следовательно, изотоничным крови. Его называют чаще физиологическим раствором, хотя этот термин в настоящее время признается неудачным. Это объясняется тем, что в состав крови входит не только Na l, но и ряд других солей и белков, представляющих собой такл<е осмотически активные вещества. Поэтому более физиологическими будут растворы, включающие соли и белки в пропорциях, соответствующих их содержанию в крови человека. Указанные растворы находят применение в хирургии в качестве кровоза-менителей. [c.26]

Подобная же зависимость (с одним минимумом и двумя максимумами) от pH наблюдается для осмотического давления растворов белков. Это связано с тем, что наиболее плотному [c.208]

Повышение температуры в растворах высокополимеров увеличивает осмотическое давление в большей мере, чем следует из теоретического расчета. Это зависит от повышения степени диссоциации ионогенных групп белков и от дезагрегации белков на микроглобулы. Дополнительная i-идратация микроглобул уменьшает количество свободного растворителя, что соответствует увеличению концентрации частиц в растворе. [c.193]

Однако в связи с малой весовой концентрацией (менее 1,0% и большим молекулярным весом частиц коллоидов их количество в растворе настолько, мало, что осмотическое давлегие в растворах коллоидов очень низкое. Осмотическое давление в растворах белков и других высокомолекулярных соединений,концентрация которых достигает 10—12% и более, значительнее и оказывает существенное влияние на ряд процессов в организме. Часть осмотического давления крови, обусловленная высокомолекулярными соединениями, в основном белками, называется онкотическим давлением. Оно невелико, составляя в норме всего около 0,04 атм, и тем не менее играет определенную роль в биологических процессах. Общее осмотическое давление крови достигает 7,7 атм. Осмо- [c.192]

Осмотическое давление в растворах собственно коллоидов и полимеров, как и в истинных растворах, пропорционально их концентрации. Однако в связи с малой весовой концентрацией (менее 1,0%) коллоидов количество частиц в растворе настолько мало, что осмотической давление в растворах собственно коллоидов очень низкое. Осмотическое давление в растворах белков и других рысокомолекулярных соединений, концентрация которых достигает 10—12% и более, значительнее и оказывает существенное влияние иа ряд процессов в организме. Часть осмотического давления крови, обусловленная высокомолекулярными соединениями, в основном белками, называется онкотическим давлением. Оно невелико. составляя в норме всего около 0,04 агм, и тем не менее играет определенную роль в биологических процессах. Общее осмотическое давление крови достигает 7,7—8,1 атм. Осмотическое давление в растворах высокомолекулярных веществ в значительной степени зависит от температуры и pH. [c.223]

По данным Н. М. Тулайкова и других исследователей, на содержание белка в зерне большое влияние оказывает осмотическое давление почвенного раствора. В ряде своих опытов Тулайков показал, что при одинаковом уровне почвенного плодородия повышение осмотического давления почвенного раствора (которое достигалось внесением в почву нейтральных солей, не необходимых для питания растений) вызывало заметное повышение содержания белка в зерне. [c.375]

Возникновение отеков у людей при внутривенном введении больным большого количества солевых растворов, изотоничных плазме крови, но не содержащих коллоидов, объясняется следующим образом. Распределение воды между тканями и кровью при равенстве солевых концентраций в плазме крови и тканях определяется концентрацией белков в плазме. Осмотическое давление белков плазмы называется коллоидоосмотическим, или онкотическим, давлением. Если в кровь вводится большое количество физиологического раствора, изотоничного плазме крови, концентрация сывороточных белков в кровеносном русле резко снижается вследствие разведения крови физиологическим раствором, онкотическое давление в плазме падает, и эт0 создает предпосылки для перехода воды из крови в ткани, поскольку осмотическое давление белков в тканевой жидкости остается прежним. Напомним, что вода всегда перемещается при наличии полупроницаемой мембраны в сторону раствора с большим осмотическим давлением и что белки, в отличие от солей, обычно не диффундируют через стенки кровеносных капилляров. [c.393]

Возникновение отеков у людей при внутривенном введении больным большого количества солевых растворов, изотоничных плазме крови, но не содержащих коллоидов, объясняется следующим образом. Распределение воды между тканями и кровью при равенстве солевых концентраций в плазме крови и тканях определяется концентрацией белков в плазме. Осмотическое давление белков плазмы называется коллоидо-осмотическим, или онкотическим, давлением. Если в кровь вводится большое количество [c.415]

Содержание белка в пшенипе одного и того же сорта возрастает по мере продвижения ее с северо-запада на юго-восток. Например, по данным Государственной сети по сортоиспытанию, в зерне сорта Гордеиформе белка находилось в Тульской области 14,4%, в Кустанайской — 24,1 зерно сорта Лютесценс 62 содержало белка в Минской области 9,8%, в Челябинской — 24,4. Н. М. Тулайков (1916) связывал это со значительным увеличением концентрации и осмотического давления почвенного раствора в засушливых районах. Сильное испарение создает дефицит воды в почве, что при обычно повышенной температуре благоприятствует повышению белковости зерна, но отрицательно сказывается на его урожае. [c.82]

Рассматривая вопрос от рудностях изучения осмотического давления в растворах высокомолекулярных соединений, обусловленных наличием в этих растворах даже ничтожно Majyjx примесей посторонних низкомолекулярных веществ, в особенности электролитов, мы уже отмечали (стр. 47), что эти трудности еще более усугубляются в тех случаях, когда высокомолекулярными веществами являются электролиты, в частности белки. В этих случаях определение осмотического давления даже против ультрафильтрата, содержащего примеси электролитов, не приводило к положительным результатам, так как осмотическое давление оказывалось величиной изменчивой, зависящей от концентрации примеси электролита и, как это не удивительно, всегда меньшей подлинного ее значения. Эти противоречия получили свое разрешение только после того, как Доннан (1911 г.) предложил свою теорию мембранного равновесия. [c.197]

Кларк и Эйринг, а также Хаггинс вывели уравнения для растворов длинных цепных молекул, учитывающие углы валентных связей и свободу 01риентации каждого звена цепи. Они показали, что такие условия должны приводить к возрастанию осмотического давления подобных растворов. Однако сомнительно, чтобы молекула белка обладала большой гибкостью, так как в ней слишком много полярных групп. В настоящее время неясно, до какой степени эти идеи приложимы к растворам белков. [c.349]

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]

Установлено, что содержание белка в пшенице возрастает по мере продвижения с северо-запада на юго-восток. Напрймер, по данным государственной сети по сортоиспытанию, в зерне сорта Гордеиформе белка находилось в Тульской области 14,4%, а в Кустанайской 24,1 % сорт Лютесценс 62 имел белка в Минской области 9,6%, а в Челябинской — 24,4. Это связано со значительным увеличением концентрации и осмотического давления почвенного раствора в наших засушливых районах. Сильное испарение создает дефицит воды в почве, что при обычно повышенной темпе-ратуре способствует увеличению брлкпвпгти зерна, но сншкает его урожай. [c.49]

Довольно много измерений такого рода было проведено с яичным альбумином. Это один из сравнительно простых белков, который поддается тщательной очистке. Первые измерения с монослоями яичного альбумина и других белковых веществ, включая и определение их молекулярной массы, были осуществлены Гуа-сталла в 1945 г. со специально сконструированными поверхностными весами с чувствительностью 0,001 дин ( ). Он показал, что только при очень сильном разрежении поверхностного слоя (100 м /мг) зависимость двумерного осмотического давления от площади удовлетворяет уравнению состояния идеального монослоя. При этих условиях было установлено, что молекулярная масса яичного альбумина равна М = 40 ООО. В 1947 г. Булл, используя другой раствор-подложку (концентрированный водный раствор сульфата аммония вместо употреблявшейся Гуасталла подкисленной воды), добился существенного расширения области идеального двумерного состояния (до 1,5 м /мг). Из своих измерений, более точных, чем измерения Гуасталла, он нашел М = 44 ООО. В 1951 г. Мишук с помощью предложенной им более удобной измерительной системы и для гораздо более тщательно очищенного яичного альбумина получил М = 44 900 (на подложке из концентрированного раствора карбоната аммония). Полученная Мишу-ком кривая зависимости я от площади (в кв. метрах на 1 мг нанесенного вещества) показана на рис. 32. [c.131]