Izoelektrična točka proteina i njegova definicija. Što određuje izoelektričnu točku proteina? Zašto je izoelektrična točka različita za različite proteine?

Proteinske molekule su amfoterne baze, jer sadrže slobodne amino i karboksi skupine. Kada je pH otopine manji od 7, oni imaju negativni naboj, a pri pH veći od 7 - pozitivni naboj. Kada su te naboje jednake, što je moguće postići kada se određena kiselost ili lužnatost utvrdi u otopini, uspostavljena je tzv. Izoelektrična točka proteina.

Koncept izoelektrične točke

Proteini se sastoje od aminokiselina. Neki od tih spojeva (arginin, asparaginska kiselina, histidin, glutaminska kiselina, lizin) prikazani su kao radikale koji sadrže ionske skupine, tj, takve grupe koje su u stanju ionizacije. Pored njih, alfa-karboksil i amino skupine smještene na ugljikovim i dušikovim krajevima polipeptidnih lanaca su sposobne za ionizaciju. Ako je pH otopine 7 ili blizu tom znaku, tada su u ioniziranom stanju sve ionogene skupine. Kao i udaljenost od zadane vrijednosti pH u bilo kojem smjeru, a ponajprije u kiselom protein počinje prijelaz na izoelektričnu stanje u kojem je molekula materijala postaje električno neutralan broj ioniziranih skupina teži nuli. PH pri kojem se proteini pretvaraju u izoelektrično stanje naziva se izoelektrična točka proteina (IET).

Fizikokemijska priroda proteina

Zbog činjenice da sastav bjelančevina uključuje karboksi- i amin skupine, oni mogu disocirati obje baze i kiseline. Slobodna karboksilna skupina daje pozitivno nabijeni vodikov ion i COO-anion nakon disocijacije. Kao rezultat toga, ion vodika je vezan na amino skupinu koja karakterizira osnovna svojstva proteina, što rezultira formiranjem proteinskih čestica s negativnim i pozitivnim nabojem. Kada se protein stavi u kiselu otopinu, njegova disocijacija kiseline će biti suzbijana zbog značajne prisutnosti vodikovih kationa. Nasuprot tome, kada se stavi u glavno rješenje, njegova glavna disocijacija će biti suzbijana zbog prisutnosti COO-aniona.

Prijenos kroz otopinu proteina električne struje uzrokovat će anione da se kreću prema katodi, a kationi u anodu. U bilo kojem bjelančevini, postoji određena pH vrijednost pri kojoj se kretanje iona neće pojaviti kad struja bude prošla. U ovom se slučaju govori o ravnopravnosti različitih usmjerenih iona i jednakosti različitih stupnjeva (bazičnih i kiselih) u proteinskoj molekuli, koju karakterizira izoelektrično stanje.

Kao što je poznato, voda je dipol, tako da ima svoje čestice oko proteinske molekule, ovisno o tome kako je napunjen. Na izoelektričnoj točki, molekula bjelančevina nema hidratno orijentiranu ljusku. Ako se provodi precipitacija proteina, potrebno je prije svega uništiti hidratiziranu ljusku uklanjanjem električnog naboja.

Korištenje IET-a u industriji

U izoelektrične stanju, neka svojstva proteina rješenja, kao što su oticanje, viskoznost, osmotski tlak, prijenos svjetlosti, imaju minimalnu vrijednost, dok se ne postigne indeks loma, a optička gustoća, za razliku od, maksimalnu vrijednost. Protein izoelektrična točka može odrediti empirijski, određivanjem ovisnosti proteinske otopine gore navedenih svojstava: pH, položaj ekstrema u grafovima pl određuje. Na izoelektrične stanju može istaložiti kazein, koji se koristi u proizvodnji sira i mliječnih proizvoda, jer kazein iz obranog mlijeka kao sirovina u različitim industrijama (kazein ljepila, umjetna hrana i t. D.). Mjerenje pl procijeniti kvalitetu proteina, posebno mliječnih proizvoda na prisutnost nečistoća. To vrijedi i danas, od uvođenja biljnih dodataka u mlijeku baze može zamijeniti dio životinjskih proteina s povrćem, što je jeftinije.

Nadalje, izoelektrična točka proteina može se koristiti u postupanju s otpadnim vodama na farmama peradi. Dakle, glavni udio onečišćenja otpadnih voda u klaonici peradarske farme računaju krvni proteini. S obzirom da je pl većine proteina u blago kiselom području zaštite okoliša, najpotpunije oporavak proteina će se pojaviti u blago kiselom okruženju pri pH nastojali IEP.

Čimbenici koji utječu na IET

Na pl utječe nekoliko čimbenika. Razmislite, što određuje izoelektričnu točku proteina. Prije svega, to određuje prevlasti amino ili karboksilnih skupina kao dio molekule proteina. Većina proteina su jače kiseline u usporedbi s kućištima, tako da su pl manjim od 7. Tu je grupa proteina koja su jače baze od kiselina njihovog pl veći od 7. Jaka korelacija između izoelektrične točke proteina i sadržaj iona otopina soli. Koncentracija proteina nema učinka na aktivne komponente. Navedeni čimbenici objašnjavaju zašto je izoelektrična točka je različit za različite proteine.

Primjeri IET proteina:

• pepsin ima IET vrijednost od oko 1;
• kazein i želatina - 4,7;
• albumin jajeta - 4,8;
• mucin - 2,7;
• pepsinogen - 3,7;
• albumin - 4,6;
• inzulin - 5,3;
• oksihemoglobin - 6.8;
• karboksihemoglobin - oko 6,9;
• mioglobin - 7.0;
• kimotripsin - 8,6;
• citokrom C - 10,5;
• salmin - 12.

IET i njegovu definiciju

Sve metode za određivanje izoelektrične točke proteina temelje se na pripremi puferskih otopina koje imaju različit reakcijski medij. U svim tim rješenjima postavljene su iste težine ispitivanog proteina, koje mogu biti suhe ili u oblik rješenja. Koriste se različite metode za određivanje IET. Kako odrediti izoelektričnu točku proteina?

Glavne metode za određivanje IET-a su elektroforeza, minimalna viskoznost i povezana s uporabom tvari za dehidrataciju. Može se koristiti i neke druge metode, kao što su određivanje stupnja oticanje suhe brzine proteina zastudevaniya, ali oni su manje točne i zahtijevaju velike količine proteina.

elektroforeza

Pri korištenju ove metode, za njegovu primjenu stavljaju se trake kromatografskih ili filter papira, navlažene s određenom otopinom pufera. U sredini svake trake napravljena je olovka, u koju se primjenjuje jedna kap proučavane otopine proteina pomoću pipete. Uređaj se zatim uključuje i električna struja prolazi kroz ove trake. Makromolekule mijenjaju naboj ovisno o pH otopine pufera. Ako pH prelazi IET, promatra se negativni naboj makromolekula i obrnuto.

Ako je pH jednak IET, makromolekule postaju neutralno napunjene. Nakon određenog vremena, opskrba strujom prestaje, papirnate trake se iz uređaja i suše, nakon čega se proteinske mrlje prskaju ninhidrinom za njihov razvoj. IET se instalira na pufersku otopinu trake papira, gdje mjesto bjelančevina ostaje na istom mjestu gdje se primjenjuje kap. Ako je potrebno, ova se metoda može upotrijebiti za fino frakcioniranje proteina.

Korištenje drugih metoda za određivanje IET

Kada su u izoelektričnoj državi, molekule proteina manje su hidrirane, tako da se izoelektrična točka proteina može odrediti metodom minimalne viskoznosti. Da biste ga koristili, potreban vam je viskozimetar. Ovim instrumentom određuje se relativna viskoznost otopina pufera. Molekule proteina u izoelektričnom stanju su presavijene, tako da će najmanja viskoznost biti u otopini, u kojoj će se njegov pH podudarati s IET.

Na istoj imovini temelji se metoda povezana s djelovanjem sredstva za skretanje vode. Kao takav način može biti aceton, eter ili alkohol. Izolacija proteina iz odgovarajućih otopina potencijalno se javlja brže i potpunije, točnije reakcija okruženja IET odgovara. Na izoelektričnoj točki, otopine proteina su nestabilne.

Stoga postoje različite metode za određivanje izoelektrične točke proteina. A njegova definicija treba provesti ovisno o dostupnoj opremi, materijalu, količini proteina.

Stabilnost proteina u IET

Na izoelektričnoj točki proteina odbojne sile između čestica proteina u makromolekulumu slabe, što dovodi do agregacije tih molekula i proteina precipitira. To ukazuje na to da je u IET protein nestabilan zbog gubitka naboja, što je faktor stabilizacije vodenih otopina proteina. Ako se protein ili protein dodaju kiselini ili bazi, molekule se napune, protein prelazi u otopinu.

U zaključku

Tako, protein izoelektrična točka predstavlja vrijednost reakcijskog medija (pH) na kojoj je protein molekula jednakosti navedeno različita (negativan i pozitivan) troškove različitih stupnjeva i jednakosti (bazični i kiseli) disocijacije. Na određenoj točki, protein gubi naboj i postaje nestabilan, zbog čega se istaloži. Proteinska molekula naliježe, dok nosi određene naboje, izravnava se u obliku niti.