§ 9. SIFAT-SIFAT FIZIKO-KIMIA PROTEIN

Protein adalah molekul yang sangat besar, dalam saiz mereka boleh menjadi lebih rendah hanya kepada wakil individu asid nukleik dan polisakarida. Jadual 4 membentangkan ciri molekul beberapa protein.

Jadual 4

Ciri-ciri molekul beberapa protein

	Berat molekul relatif	Bilangan litar	Bilangan sisa asid amino
Ribonuclease
mioglobin
Chymotrypsin
Hemoglobin
Glutamat dehidrogenase

Molekul protein boleh mengandungi bilangan sisa asid amino yang sangat berbeza - dari 50 hingga beberapa ribu; jisim molekul relatif protein juga sangat berbeza - daripada beberapa ribu (insulin, ribonuclease) kepada satu juta (glutamat dehidrogenase) atau lebih. Bilangan rantai polipeptida dalam protein boleh berkisar antara satu hingga beberapa puluh atau bahkan ribuan. Oleh itu, protein virus mozek tembakau mengandungi 2120 protomer.

Mengetahui berat molekul relatif protein, seseorang boleh menganggarkan berapa banyak sisa asid amino yang terkandung dalam komposisinya. Purata berat molekul relatif asid amino yang membentuk rantai polipeptida ialah 128. Apabila ikatan peptida terbentuk, molekul air terpecah, oleh itu, jisim relatif purata sisa asid amino ialah 128 - 18 = 110. Dengan menggunakan data ini, kita boleh mengira bahawa protein dengan berat molekul relatif 100,000 akan terdiri daripada kira-kira 909 sisa asid amino.

Sifat elektrik molekul protein

Sifat elektrik protein ditentukan oleh kehadiran residu asid amino bercas positif dan negatif pada permukaannya. Kehadiran kumpulan protein bercas menentukan jumlah cas molekul protein. Jika asid amino bercas negatif mendominasi dalam protein, maka molekulnya dalam larutan neutral akan mempunyai cas negatif, jika asid amino bercas positif mendominasi, molekul akan mempunyai cas positif. Jumlah cas molekul protein juga bergantung kepada keasidan (pH) medium. Dengan peningkatan kepekatan ion hidrogen (peningkatan keasidan), pemisahan kumpulan karboksil ditindas:

dan pada masa yang sama, bilangan kumpulan amino terprotonasi meningkat;

Oleh itu, dengan peningkatan keasidan medium, bilangan kumpulan bercas negatif pada permukaan molekul protein berkurangan dan bilangan kumpulan bercas positif meningkat. Gambaran yang sama sekali berbeza diperhatikan dengan penurunan kepekatan ion hidrogen dan peningkatan kepekatan ion hidroksida. Bilangan kumpulan karboksil tercerai bertambah

dan bilangan kumpulan amino terprotonasi berkurangan

Jadi, dengan menukar keasidan medium, cas molekul protein juga boleh diubah. Dengan peningkatan keasidan medium dalam molekul protein, bilangan kumpulan bercas negatif berkurangan dan bilangan kumpulan bercas positif meningkat, molekul secara beransur-ansur kehilangan negatif dan memperoleh cas positif. Dengan penurunan keasidan larutan, gambaran yang bertentangan diperhatikan. Jelas sekali, pada nilai pH tertentu, molekul akan neutral secara elektrik; bilangan kumpulan bercas positif akan sama dengan bilangan kumpulan bercas negatif, dan jumlah cas molekul akan menjadi sifar (Rajah 14).

Nilai pH di mana jumlah cas protein adalah sifar dipanggil titik isoelektrik dan dilambangkanpi.

nasi. 14. Dalam keadaan titik isoelektrik, jumlah cas molekul protein adalah sifar

Titik isoelektrik bagi kebanyakan protein adalah dalam julat pH 4.5 hingga 6.5. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian. Di bawah ialah titik isoelektrik beberapa protein:

Pada nilai pH di bawah titik isoelektrik, protein membawa jumlah cas positif, dan di atasnya, jumlah cas negatif.

Pada titik isoelektrik, keterlarutan protein adalah minimum, kerana molekulnya dalam keadaan ini adalah neutral elektrik dan tidak ada daya tolakan bersama di antara mereka, jadi mereka boleh "melekat bersama" disebabkan oleh ikatan hidrogen dan ionik, interaksi hidrofobik, van. pasukan der Waals. Pada nilai pH yang berbeza daripada pI, molekul protein akan membawa cas yang sama - sama ada positif atau negatif. Akibatnya, daya tolakan elektrostatik akan wujud di antara molekul, menghalang mereka daripada "melekat bersama", keterlarutan akan lebih tinggi.

Keterlarutan protein

Protein larut dan tidak larut dalam air. Keterlarutan protein bergantung pada strukturnya, nilai pH, komposisi garam larutan, suhu dan faktor-faktor lain dan ditentukan oleh sifat kumpulan tersebut yang berada di permukaan molekul protein. Protein tidak larut termasuk keratin (rambut, kuku, bulu), kolagen (tendon), fibroin (lye, sarang labah-labah). Banyak protein lain larut dalam air. Keterlarutan ditentukan oleh kehadiran kumpulan bercas dan kutub pada permukaannya (-COO -, -NH 3 +, -OH, dll.). Pengelompokan protein bercas dan polar menarik molekul air, dan cangkerang penghidratan terbentuk di sekelilingnya (Rajah 15), kewujudannya menentukan keterlarutannya dalam air.

nasi. 15. Pembentukan cangkerang penghidratan di sekeliling molekul protein.

Keterlarutan protein dipengaruhi oleh kehadiran garam neutral (Na 2 SO 4 , (NH 4) 2 SO 4 , dsb.) dalam larutan. Pada kepekatan garam yang rendah, keterlarutan protein meningkat (Rajah 16), kerana dalam keadaan sedemikian tahap pemisahan kumpulan kutub meningkat dan kumpulan molekul protein yang bercas dilindungi, dengan itu mengurangkan interaksi protein-protein, yang menyumbang kepada pembentukan agregat dan pemendakan protein. Pada kepekatan garam yang tinggi, keterlarutan protein berkurangan (Rajah 16) disebabkan oleh pemusnahan cangkang penghidratan, yang membawa kepada pengagregatan molekul protein.

nasi. 16. Kebergantungan keterlarutan protein pada kepekatan garam

Terdapat protein yang hanya larut dalam larutan garam dan tidak larut dalam air tulen, protein tersebut dipanggil globulin. Terdapat protein lain albumin, tidak seperti globulin, ia sangat larut dalam air tulen.
Keterlarutan protein juga bergantung pada pH larutan. Seperti yang telah kita nyatakan, protein mempunyai keterlarutan minimum pada titik isoelektrik, yang dijelaskan oleh ketiadaan tolakan elektrostatik antara molekul protein.
Dalam keadaan tertentu, protein boleh membentuk gel. Semasa pembentukan gel, molekul protein membentuk rangkaian padat, bahagian dalamnya dipenuhi dengan pelarut. Gel membentuk, sebagai contoh, gelatin (protein ini digunakan untuk membuat jeli) dan protein susu dalam penyediaan yogurt.
Suhu juga mempengaruhi keterlarutan protein. Di bawah tindakan suhu tinggi, banyak protein mendakan disebabkan oleh gangguan strukturnya, tetapi ini akan dibincangkan dengan lebih terperinci dalam bahagian seterusnya.

Denaturasi protein

Mari kita pertimbangkan fenomena yang terkenal. Apabila putih telur dipanaskan, ia secara beransur-ansur menjadi keruh, dan kemudian bekuan pepejal terbentuk. Putih telur beku - albumin telur - selepas penyejukan tidak larut, manakala sebelum dipanaskan putih telur sangat larut dalam air. Fenomena yang sama berlaku apabila hampir semua protein globular dipanaskan. Perubahan yang berlaku semasa pemanasan dipanggil denaturasi. Protein dalam keadaan semula jadinya dipanggil asli protein, dan selepas denaturasi - denaturasi.
Semasa denaturasi, konformasi asli protein terganggu akibat pemecahan ikatan lemah (interaksi ionik, hidrogen, hidrofobik). Hasil daripada proses ini, struktur kuaterner, tertiari dan sekunder protein boleh dimusnahkan. Struktur utama dipelihara (Rajah 17).

nasi. 17. Denaturasi protein

Semasa denaturasi, radikal asid amino hidrofobik, yang terdapat dalam protein asli di kedalaman molekul, muncul di permukaan, akibatnya, keadaan untuk pengagregatan dicipta. Agregat molekul protein memendakan. Denaturasi disertai dengan kehilangan fungsi biologi protein.

Denaturasi protein boleh disebabkan bukan sahaja oleh suhu tinggi, tetapi juga oleh faktor lain. Asid dan alkali boleh menyebabkan denaturasi protein: akibat tindakannya, kumpulan ionogenik dicas semula, yang membawa kepada pemecahan ikatan ionik dan hidrogen. Urea memusnahkan ikatan hidrogen, yang mengakibatkan kehilangan struktur asalnya oleh protein. Agen pendenatur ialah pelarut organik dan ion logam berat: pelarut organik memusnahkan ikatan hidrofobik, dan ion logam berat membentuk kompleks tidak larut dengan protein.

Bersama denaturasi, terdapat juga proses terbalik - renaturasi. Dengan penyingkiran faktor denaturing, adalah mungkin untuk memulihkan struktur asli asal. Sebagai contoh, apabila larutan perlahan-lahan disejukkan ke suhu bilik, struktur asli dan fungsi biologi trypsin dipulihkan.

Protein juga boleh didenaturasi dalam sel semasa proses kehidupan normal. Agak jelas bahawa kehilangan struktur asli dan fungsi protein adalah peristiwa yang sangat tidak diingini. Dalam hal ini, protein khas harus disebutkan - pendamping. Protein ini dapat mengenali protein yang telah didenatur separa dan, dengan mengikatnya, memulihkan konformasi asalnya. Chaperones juga mengenali protein yang jauh daripada denaturasi dan mengangkutnya ke lisosom di mana ia terdegradasi. Chaperones juga memainkan peranan penting dalam pembentukan struktur tertier dan kuaternari semasa sintesis protein.

Menarik untuk diketahui! Pada masa ini, penyakit seperti penyakit lembu gila sering disebut. Penyakit ini disebabkan oleh prion. Mereka juga boleh menyebabkan penyakit neurodegeneratif lain pada haiwan dan manusia. Prion adalah agen berjangkit protein. Apabila prion memasuki sel, ia menyebabkan perubahan dalam konformasi rakan selularnya, yang dengan sendirinya menjadi prion. Ini adalah bagaimana penyakit berlaku. Protein prion berbeza daripada protein selular dalam struktur sekundernya. Bentuk prion protein adalah terutamanyab-struktur berlipat, dan selular -a- lingkaran.

Sekolah menengah Donetsk peringkat I - III No. 21

“Tupai. Mendapatkan protein melalui tindak balas polikondensasi asid amino. Struktur primer, sekunder dan tertier protein. Sifat kimia protein: pembakaran, denaturasi, hidrolisis dan tindak balas warna. Fungsi biokimia protein”.

Bersedia

guru kimia

guru - ahli metodologi

Donetsk, 2016

"Hidup adalah cara kewujudan badan protein"

Topik pelajaran. tupai. Mendapatkan protein melalui tindak balas polikondensasi asid amino. Struktur primer, sekunder dan tertier protein. Sifat kimia protein: pembakaran, denaturasi, hidrolisis dan tindak balas warna. Fungsi biokimia protein.

Matlamat pelajaran. Untuk membiasakan pelajar dengan protein sebagai tahap tertinggi perkembangan bahan dalam alam semula jadi yang membawa kepada kemunculan kehidupan; menunjukkan struktur, sifat dan kepelbagaian fungsi biologinya; untuk mengembangkan konsep tindak balas polikondensasi menggunakan contoh mendapatkan protein, untuk memberitahu pelajar sekolah tentang kebersihan makanan, tentang mengekalkan kesihatan mereka. Membangunkan pemikiran logik dalam diri pelajar.

Reagen dan peralatan. Jadual "Struktur utama, sekunder dan tertier protein". Reagen: HNO3, NaOH, CuSO4, protein ayam, benang bulu, barang kaca kimia.

kaedah pelajaran. Maklumat dan pembangunan.

Jenis pelajaran. Satu pengajaran dalam menguasai ilmu dan kemahiran baharu.

Semasa kelas

saya. mengatur masa.

II. Menyemak kerja rumah, mengemaskini dan membetulkan pengetahuan asas.

Tinjauan Blitz

1. Terangkan istilah "asid amino".

2. Namakan kumpulan berfungsi yang membentuk asid amino.

3. Nomenklatur asid amino dan keisomerannya.

4. Mengapakah asid amino mempamerkan sifat amfoterik? Tulis persamaan tindak balas kimia.

5. Disebabkan apa sifat asid amino membentuk polipeptida. Tuliskan tindak balas bagi polikondensasi asid amino.

III. Mesej topik, objektif pelajaran, motivasi aktiviti pendidikan.

IV. Persepsi dan kesedaran awal terhadap bahan baharu.

cikgu.

"Di mana sahaja kita bertemu kehidupan, kita mendapati bahawa ia dikaitkan dengan sejenis badan protein," tulis F. Engels dalam bukunya "Anti-Dühring". Kekurangan protein dalam makanan membawa kepada kelemahan umum badan, pada kanak-kanak - kepada kelembapan dalam perkembangan mental dan fizikal. Hari ini, lebih separuh daripada manusia tidak menerima jumlah protein yang diperlukan daripada makanan. Seseorang memerlukan 115 g protein setiap hari, protein tidak disimpan dalam simpanan, tidak seperti karbohidrat dan lemak, jadi anda perlu memantau diet anda. Kita biasa dengan keratin - protein yang membentuk rambut, kuku, bulu, kulit - ia melakukan fungsi pembinaan; biasa dengan protein pepsin - ia terdapat dalam jus gastrik dan mampu memusnahkan protein lain semasa penghadaman; protein trombin terlibat dalam pembekuan darah; hormon pankreas - insulin - mengawal metabolisme glukosa; hemoglobin mengangkut O2 ke semua sel dan tisu badan, dsb.

Dari mana datangnya pelbagai molekul protein yang tidak berkesudahan ini, kepelbagaian fungsinya dan peranan istimewanya dalam proses kehidupan? Untuk menjawab soalan ini, mari kita beralih kepada komposisi dan struktur protein.

Adakah protein terdiri daripada atom?

Untuk menjawab soalan ini, mari lakukan pemanasan badan. Teka teka-teki dan terangkan maksud jawapannya.

1. Dia berada di mana-mana dan di mana-mana:

Dalam batu, dalam udara, dalam air.

Dia berada di embun pagi

Dan biru di langit.

(oksigen)

2. Saya adalah unsur yang paling ringan,

Secara semula jadi, tidak selangkah tanpa saya.

Dan dengan oksigen saya pada masa ini

3. Di udara, ia adalah gas utama,

Mengelilingi kita di mana-mana.

Kehidupan tumbuhan semakin pudar

Tanpa itu, tanpa baja.

Hidup dalam sel kita

4. Murid-murid sekolah pergi mendaki

(Ini adalah pendekatan kepada masalah kimia).

Pada waktu malam, api dinyalakan oleh bulan,

Lagu-lagu dinyanyikan tentang api yang terang.

Ketepikan sentimen anda:

Apakah unsur-unsur yang terbakar dalam api?

(karbon, hidrogen)

Ya, betul, ini adalah unsur kimia utama yang membentuk protein.

Empat elemen ini boleh dikatakan dalam kata-kata Schiller, "Empat elemen, bergabung bersama, memberi kehidupan dan membina dunia."

Protein adalah polimer semula jadi yang terdiri daripada residu asid α-amino yang dikaitkan dengan ikatan peptida.

Komposisi protein termasuk 20 asid amino yang berbeza, oleh itu pelbagai jenis protein dalam pelbagai kombinasi mereka. Terdapat sehingga 100,000 protein dalam tubuh manusia.

Rujukan sejarah.

Hipotesis pertama tentang struktur molekul protein telah dicadangkan pada tahun 70-an. abad ke-19 Ini adalah teori ureide struktur protein.

Pada tahun 1903 Para saintis Jerman menyatakan teori peptida, yang memberikan kunci kepada misteri struktur protein. Fisher mencadangkan bahawa protein adalah polimer asid amino yang dikaitkan dengan ikatan peptida.

Idea bahawa protein adalah pembentukan polimer telah dinyatakan seawal 70-88 tahun. abad ke-19 , saintis Rusia. Teori ini telah disahkan dalam karya moden.

Malah kenalan pertama dengan protein memberikan sedikit gambaran tentang struktur molekul yang sangat kompleks. Protein diperoleh melalui tindak balas polikondensasi asid amino:

https://pandia.ru/text/80/390/images/image007_47.gif" width="16" height="18">H - N - CH2 - C + H - N - CH2 - C →

https://pandia.ru/text/80/390/images/image012_41.gif" height="20">

NH2 - CH - C - N - CH - C - N - CH - C - ... + nH2O →

⸗ O ⸗ O ⸗ O

→ NH2 – CH – C + NH2 – CH – C + NH2 – CH – C + …

̀ OH ̀ OH ̀ OH

4. Guru menunjukkan pengalaman: membakar benang bulu; terdapat bau bulu hangus - ini adalah bagaimana anda boleh membezakan bulu daripada fabrik jenis lain.

V. Generalisasi dan sistematisasi pengetahuan.

1. Buat ringkasan asas protein.

asas kehidupan ← Protein → polipeptida

(C, H, O, N) ↓ ↓ ↓ \ struktur protein

fungsi warna kimia

yang manakah sifat tindak balas protein

2. Tuliskan persamaan tindak balas untuk pembentukan dipeptida daripada glisin dan valine.

VI. Merumuskan pelajaran, kerja rumah.

Belajar §38 hlm. 178 - 184. Selesaikan tugas ujian ms. 183.

No 1. Protein: ikatan peptida, pengesanannya.

Protein ialah makromolekul poliamida linear yang dibentuk oleh asid a-amino hasil daripada tindak balas polikondensasi dalam objek biologi.

tupai adalah sebatian makromolekul terbina daripada asid amino. 20 asid amino terlibat dalam membuat protein. Mereka bersambung bersama menjadi rantai panjang yang membentuk tulang belakang molekul protein berat molekul yang besar.

Fungsi protein dalam badan

Gabungan sifat kimia dan fizikal protein yang unik menyediakan kelas sebatian organik ini dengan peranan penting dalam fenomena kehidupan.

Protein mempunyai sifat biologi berikut, atau melaksanakan fungsi utama berikut dalam organisma hidup:

1. Fungsi pemangkin protein. Semua pemangkin biologi - enzim adalah protein. Sehingga kini, beribu-ribu enzim telah dicirikan, kebanyakannya diasingkan dalam bentuk kristal. Hampir semua enzim adalah pemangkin yang kuat, meningkatkan kadar tindak balas sekurang-kurangnya satu juta kali. Fungsi protein ini adalah unik, bukan ciri molekul polimer lain.

2. Pemakanan (fungsi simpanan protein). Ini adalah, pertama sekali, protein yang dimaksudkan untuk pemakanan embrio yang sedang berkembang: kasein susu, ovalbumin telur, protein penyimpanan benih tumbuhan. Sebilangan protein lain tidak diragukan lagi digunakan dalam badan sebagai sumber asid amino, yang, seterusnya, adalah prekursor bahan aktif biologi yang mengawal proses metabolik.

3. Fungsi pengangkutan protein. Banyak molekul dan ion kecil diangkut oleh protein tertentu. Sebagai contoh, fungsi pernafasan darah, iaitu pengangkutan oksigen, dilakukan oleh molekul hemoglobin, protein dalam sel darah merah. Albumin serum terlibat dalam pengangkutan lipid. Sebilangan protein whey lain membentuk kompleks dengan lemak, kuprum, besi, tiroksin, vitamin A dan sebatian lain, memastikan penghantarannya ke organ yang sesuai.

4. Fungsi perlindungan protein. Fungsi utama perlindungan dilakukan oleh sistem imunologi, yang menyediakan sintesis protein pelindung khusus - antibodi - sebagai tindak balas kepada kemasukan bakteria, toksin atau virus (antigen) ke dalam badan. Antibodi mengikat antigen, berinteraksi dengannya, dan dengan itu meneutralkan kesan biologinya dan mengekalkan keadaan normal badan. Pembekuan protein plasma darah - fibrinogen - dan pembentukan bekuan darah yang melindungi daripada kehilangan darah semasa kecederaan adalah satu lagi contoh fungsi perlindungan protein.

5. Fungsi penguncupan protein. Banyak protein terlibat dalam tindakan penguncupan dan kelonggaran otot. Peranan utama dalam proses ini dimainkan oleh aktin dan myosin - protein khusus tisu otot. Fungsi kontraktil juga wujud dalam protein struktur subselular, yang menyediakan proses terbaik aktiviti penting sel,

6. Fungsi struktur protein. Protein dengan fungsi ini menduduki tempat pertama di antara protein lain dalam tubuh manusia. Protein struktur seperti kolagen diedarkan secara meluas dalam tisu penghubung; keratin dalam rambut, kuku, kulit; elastin - di dinding vaskular, dsb.

7. Fungsi hormon (kawal selia) protein. Metabolisme dalam badan dikawal oleh pelbagai mekanisme. Dalam peraturan ini, tempat penting diduduki oleh hormon yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin. Sebilangan hormon diwakili oleh protein atau polipeptida, contohnya, hormon kelenjar pituitari, pankreas, dll.

Ikatan peptida

Secara formal, pembentukan makromolekul protein boleh diwakili sebagai tindak balas polikondensasi asid α-amino.

Dari sudut kimia, protein ialah sebatian organik yang mengandungi nitrogen molekul tinggi (poliamida), yang molekulnya dibina daripada sisa asid amino. Monomer protein ialah asid α-amino, ciri umumnya ialah kehadiran kumpulan karboksil -COOH dan kumpulan amino -NH 2 pada atom karbon kedua (atom α-karbon):

Berdasarkan hasil kajian produk hidrolisis protein dan dikemukakan oleh A.Ya. Idea Danilevsky tentang peranan ikatan peptida -CO-NH- dalam pembinaan molekul protein, saintis Jerman E. Fischer mencadangkan pada awal abad ke-20 teori peptida struktur protein. Menurut teori ini, protein ialah polimer linear asid α-amino yang dihubungkan oleh peptida. ikatan - polipeptida:

Dalam setiap peptida, satu residu asid amino terminal mempunyai kumpulan α-amino bebas (N-terminus) dan satu lagi mempunyai kumpulan α-carboxyl (terminus C) bebas. Struktur peptida biasanya digambarkan bermula dari asid amino N-terminal. Dalam kes ini, sisa asid amino ditunjukkan dengan simbol. Contohnya: Ala-Tyr-Leu-Ser-Tyr- - Cys. Entri ini menandakan peptida yang mengandungi asid α-amino terminal-N ­ lyatsya alanine, dan terminal C - sistein. Apabila membaca rekod sedemikian, pengakhiran nama semua asid, kecuali yang terakhir, bertukar kepada - "yl": alanyl-tyrosyl-leucyl-seryl-tyrosyl--cysteine. Panjang rantaian peptida dalam peptida dan protein yang terdapat dalam badan adalah antara dua hingga ratusan dan beribu-ribu sisa asid amino.

No 2. Klasifikasi protein ringkas.

KEPADA ringkas (protein) termasuk protein yang, apabila dihidrolisis, hanya memberikan asid amino.

Proteinoid ____protein ringkas dari haiwan, tidak larut dalam air, larutan garam, asid cair dan alkali. Mereka melakukan terutamanya fungsi sokongan (contohnya, kolagen, keratin

protamin - protein nuklear bercas positif, dengan berat molekul 10-12 kDa. Kira-kira 80% terdiri daripada asid amino beralkali, yang membolehkan mereka berinteraksi dengan asid nukleik melalui ikatan ionik. Mereka mengambil bahagian dalam pengawalseliaan aktiviti gen. Larut dengan baik dalam air;

sejarah - protein nuklear yang memainkan peranan penting dalam pengawalan aktiviti gen. Mereka ditemui dalam semua sel eukariotik, dan dibahagikan kepada 5 kelas, berbeza dalam berat molekul dan asid amino. Berat molekul histon adalah dalam julat dari 11 hingga 22 kDa, dan perbezaan dalam komposisi asid amino berkaitan dengan lisin dan arginin, kandungan yang berbeza dari 11 hingga 29% dan dari 2 hingga 14%, masing-masing;

prolamin - tidak larut dalam air, tetapi larut dalam 70% alkohol, ciri struktur kimia - banyak prolin, asid glutamat, tiada lisin ,

glutelin - larut dalam larutan alkali ,

globulin - protein yang tidak larut dalam air dan dalam larutan separa tepu ammonium sulfat, tetapi larut dalam larutan akueus garam, alkali dan asid. Berat molekul - 90-100 kDa;

albumin - protein tisu haiwan dan tumbuhan, larut dalam air dan larutan garam. Berat molekul ialah 69 kDa;

skleroprotein - protein tisu sokongan haiwan

Contoh protein ringkas ialah fibroin sutera, albumin serum telur, pepsin, dll.

No 3. Kaedah untuk pengasingan dan pemendakan (pemurnian) protein.

No 4. Protein sebagai polielektrolit. Titik isoelektrik protein.

Protein ialah polielektrolit amfoterik, i.e. mempamerkan kedua-dua sifat berasid dan asas. Ini disebabkan oleh kehadiran dalam molekul protein radikal asid amino yang mampu pengionan, serta kumpulan α-amino dan α-karboksil bebas di hujung rantai peptida. Sifat berasid protein diberikan oleh asid amino berasid (aspartik, glutamik), dan sifat alkali - oleh asid amino asas (lisin, arginine, histidine).

Caj molekul protein bergantung kepada pengionan kumpulan berasid dan asas radikal asid amino. Bergantung kepada nisbah kumpulan negatif dan positif, molekul protein secara keseluruhan memperoleh jumlah cas positif atau negatif. Apabila larutan protein diasidkan, tahap pengionan kumpulan anionik berkurangan, manakala kumpulan kationik meningkat; apabila dialkali - begitu juga sebaliknya. Pada nilai pH tertentu, bilangan kumpulan bercas positif dan negatif menjadi sama, dan keadaan isoelektrik protein muncul (jumlah caj ialah 0). Nilai pH di mana protein berada dalam keadaan isoelektrik dipanggil titik isoelektrik dan dilambangkan pI, serupa dengan asid amino. Bagi kebanyakan protein, pI terletak dalam julat 5.5-7.0, yang menunjukkan dominasi tertentu asid amino berasid dalam protein. Walau bagaimanapun, terdapat juga protein beralkali, contohnya, salmin - protein utama daripada tepung salmon (pl=12). Selain itu, terdapat protein yang mempunyai nilai pI yang sangat rendah, contohnya, pepsin, enzim jus gastrik (pl=l). Pada titik isoelektrik, protein sangat tidak stabil dan mudah mendakan, mempunyai keterlarutan paling sedikit.

Jika protein tidak berada dalam keadaan isoelektrik, maka dalam medan elektrik molekulnya akan bergerak ke arah katod atau anod, bergantung pada tanda jumlah cas dan pada kelajuan yang berkadar dengan nilainya; ini adalah intipati kaedah elektroforesis. Kaedah ini boleh memisahkan protein dengan nilai pI yang berbeza.

Walaupun protein mempunyai sifat penampan, kapasiti mereka pada nilai pH fisiologi adalah terhad. Pengecualian adalah protein yang mengandungi banyak histidin, kerana hanya radikal histidin yang mempunyai sifat penimbal dalam julat pH 6-8. Terdapat sangat sedikit daripada protein ini. Sebagai contoh, hemoglobin, yang mengandungi hampir 8% histidine, adalah penimbal intraselular yang kuat dalam sel darah merah, mengekalkan pH darah pada tahap yang tetap.

No 5. Sifat fiziko-kimia protein.

Protein mempunyai sifat kimia, fizikal dan biologi yang berbeza, yang ditentukan oleh komposisi asid amino dan organisasi spatial setiap protein. Tindak balas kimia protein sangat pelbagai, ia disebabkan oleh kehadiran NH 2 -, kumpulan COOH dan radikal pelbagai sifat. Ini adalah tindak balas penitratan, asilasi, alkilasi, pengesteran, redoks dan lain-lain. Protein mempunyai sifat asid-bes, penampan, koloid dan osmotik.

Sifat asid-bes protein

Sifat kimia. Dengan pemanasan lemah larutan akueus protein, denaturasi berlaku. Ini mewujudkan mendakan.

Apabila protein dipanaskan dengan asid, hidrolisis berlaku, dan campuran asid amino terbentuk.

Sifat fiziko-kimia protein

Protein mempunyai berat molekul yang tinggi.

Caj molekul protein. Semua protein mempunyai sekurang-kurangnya satu kumpulan -NH dan -COOH bebas.

Penyelesaian protein- larutan koloid dengan sifat yang berbeza. Protein adalah berasid dan asas. Protein berasid mengandungi banyak glu dan asp, yang mempunyai karboksil tambahan dan kumpulan amino yang lebih sedikit. Terdapat banyak lys dan args dalam protein alkali. Setiap molekul protein dalam larutan akueus dikelilingi oleh cangkerang penghidratan, kerana protein mempunyai banyak kumpulan hidrofilik (-COOH, -OH, -NH 2, -SH) disebabkan oleh asid amino. Dalam larutan akueus, molekul protein mempunyai cas. Caj protein dalam air boleh berubah bergantung kepada pH.

Pemendakan protein. Protein mempunyai cangkang penghidratan, cas yang menghalang melekat. Untuk pemendapan, adalah perlu untuk mengeluarkan cengkerang hidrat dan caj.

1. Penghidratan. Proses penghidratan bermaksud pengikatan air oleh protein, sementara ia mempamerkan sifat hidrofilik: ia membengkak, jisim dan isipadunya meningkat. Bengkak protein disertai dengan pembubaran separanya. Hidrofilik protein individu bergantung kepada strukturnya. Kumpulan amida hidrofilik (–CO–NH–, ikatan peptida), amina (NH2) dan karboksil (COOH) yang terdapat dalam komposisi dan terletak di permukaan makromolekul protein menarik molekul air, mengarahkannya dengan ketat ke permukaan molekul. . Di sekeliling globul protein, cangkang hidrat (air) menghalang kestabilan larutan protein. Pada titik isoelektrik, protein mempunyai keupayaan paling sedikit untuk mengikat air, cangkerang penghidratan di sekeliling molekul protein dimusnahkan, jadi mereka bergabung untuk membentuk agregat besar. Pengagregatan molekul protein juga berlaku apabila ia dehidrasi dengan beberapa pelarut organik, seperti etil alkohol. Ini membawa kepada pemendakan protein. Apabila pH medium berubah, makromolekul protein menjadi bercas, dan kapasiti penghidratannya berubah.

Tindak balas pemendakan terbahagi kepada dua jenis.

Pengasinan daripada protein: (NH 4)SO 4 - hanya cangkerang penghidratan dikeluarkan, protein mengekalkan semua jenis strukturnya, semua ikatan, mengekalkan sifat asalnya. Protein tersebut kemudiannya boleh dibubarkan semula dan digunakan.

Kerpasan dengan kehilangan sifat protein asli adalah proses yang tidak dapat dipulihkan. Cangkang penghidratan dan caj dikeluarkan dari protein, pelbagai sifat dalam protein dilanggar. Sebagai contoh, garam kuprum, merkuri, arsenik, besi, asid tak organik pekat - HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, asid organik, alkaloid - tanin, merkuri iodida. Penambahan pelarut organik merendahkan tahap penghidratan dan membawa kepada pemendakan protein. Aseton digunakan sebagai pelarut sedemikian. Protein juga dimendakan dengan bantuan garam, contohnya, ammonium sulfat. Prinsip kaedah ini adalah berdasarkan fakta bahawa dengan peningkatan kepekatan garam dalam larutan, atmosfera ionik yang terbentuk oleh pembilang protein dimampatkan, yang menyumbang kepada penumpuan mereka ke jarak kritikal, di mana daya antara molekul van. Daya tarikan der Waals melebihi daya tolakan Coulomb bagi pembilang. Ini membawa kepada lekatan zarah protein dan pemendakannya.

Apabila mendidih, molekul protein mula bergerak secara rawak, berlanggar, cas dikeluarkan, dan cangkerang penghidratan berkurangan.

Untuk mengesan protein dalam larutan, berikut digunakan:

tindak balas warna;

tindak balas pemendakan.

Kaedah untuk pengasingan dan penulenan protein.

homogenisasi- sel dikisar kepada jisim homogen;

pengekstrakan protein dengan larutan air atau garam air;

1. pengasinan keluar;

   elektroforesis;

   kromatografi: penjerapan, pemisahan;

   ultrasentrifugasi.

Organisasi struktur protein.

Struktur Utama- ditentukan oleh urutan asid amino dalam rantai peptida, distabilkan oleh ikatan peptida kovalen (insulin, pepsin, chymotrypsin).

struktur sekunder- struktur spatial protein. Ini sama ada lingkaran atau lipatan. Ikatan hidrogen tercipta.

Struktur tertier protein globular dan fibrillar. Mereka menstabilkan ikatan hidrogen, daya elektrostatik (COO-, NH3+), daya hidrofobik, jambatan sulfida, ditentukan oleh struktur utama. Protein globular - semua enzim, hemoglobin, mioglobin. Protein fibrillar - kolagen, myosin, aktin.

Struktur kuarternari- hanya terdapat dalam beberapa protein. Protein sedemikian dibina daripada beberapa peptida. Setiap peptida mempunyai struktur primer, sekunder, tertiernya sendiri, yang dipanggil protomer. Beberapa protomer bergabung untuk membentuk satu molekul. Satu protomer tidak berfungsi sebagai protein, tetapi hanya bersama-sama dengan protomer lain.

Contoh: hemoglobin \u003d -globul + -globul - membawa O 2 dalam agregat, dan bukan secara berasingan.

Protein boleh renature. Ini memerlukan pendedahan yang sangat singkat kepada ejen.

6) Kaedah untuk mengesan protein.

Protein ialah polimer biologi molekul tinggi, unit struktur (monomerik) daripadanya ialah -asid amino. Asid amino dalam protein dihubungkan antara satu sama lain melalui ikatan peptida. pembentukan yang berlaku disebabkan oleh kumpulan karboksil yang berdiri di -atom karbon satu asid amino dan -kumpulan amino asid amino lain dengan pembebasan molekul air. Unit monomer protein dipanggil residu asid amino.

Peptida, polipeptida dan protein berbeza bukan sahaja dalam kuantiti, komposisi, tetapi juga dalam urutan sisa asid amino, sifat fizikokimia dan fungsi yang dilakukan di dalam badan. Berat molekul protein berbeza dari 6 ribu hingga 1 juta atau lebih. Sifat kimia dan fizikal protein adalah disebabkan oleh sifat kimia dan sifat fiziko-kimia radikal yang membentuk sisa asid aminonya. Kaedah untuk pengesanan dan kuantifikasi protein dalam objek biologi dan bahan makanan, serta pengasingan daripada tisu dan cecair biologi, adalah berdasarkan sifat fizikal dan kimia sebatian ini.

Protein apabila berinteraksi dengan bahan kimia tertentu beri sebatian berwarna. Pembentukan sebatian ini berlaku dengan penyertaan radikal asid amino, kumpulan khusus atau ikatan peptida. Reaksi warna membolehkan anda menetapkan kehadiran protein dalam objek biologi atau penyelesaian dan membuktikan kehadiran asid amino tertentu dalam molekul protein. Berdasarkan tindak balas warna, beberapa kaedah untuk penentuan kuantitatif protein dan asid amino telah dibangunkan.

Pertimbangkan universal tindak balas biuret dan ninhidrin, kerana semua protein memberi mereka. Tindak balas xantoprotein, tindak balas Fohl dan yang lain adalah khusus, kerana ia disebabkan oleh kumpulan radikal asid amino tertentu dalam molekul protein.

Reaksi warna membolehkan anda menentukan kehadiran protein dalam bahan yang dikaji dan kehadiran asid amino tertentu dalam molekulnya.

Reaksi biuret. Tindak balas adalah disebabkan oleh kehadiran dalam protein, peptida, polipeptida ikatan peptida, yang dalam bentuk medium alkali dengan ion kuprum(II). sebatian kompleks diwarnakan warna ungu (dengan warna merah atau biru).. Warna ini disebabkan oleh kehadiran sekurang-kurangnya dua kumpulan dalam molekul -CO-NH- bersambung terus antara satu sama lain atau dengan penyertaan atom karbon atau nitrogen.

Ion kuprum (II) disambungkan oleh dua ikatan ionik dengan kumpulan =C─O ˉ dan empat ikatan koordinasi dengan atom nitrogen (=N−).

Keamatan warna bergantung kepada jumlah protein dalam larutan. Ini memungkinkan untuk menggunakan tindak balas ini untuk penentuan kuantitatif protein. Warna larutan berwarna bergantung pada panjang rantai polipeptida. Protein memberikan warna biru-ungu; hasil hidrolisisnya (poli- dan oligopeptida) berwarna merah atau merah jambu. Tindak balas biuret diberikan bukan sahaja oleh protein, peptida dan polipeptida, tetapi juga oleh biuret (NH 2 -CO-NH-CO-NH 2), oxamide (NH 2 -CO-CO-NH 2), histidine.

Sebatian kompleks kuprum (II) dengan kumpulan peptida yang terbentuk dalam medium alkali mempunyai struktur berikut:

Tindak balas Ninhidrin. Dalam tindak balas ini, larutan protein, polipeptida, peptida dan asid α-amino bebas, apabila dipanaskan dengan ninhidrin, memberikan warna biru, biru-ungu atau merah jambu-ungu. Warna dalam tindak balas ini berkembang disebabkan oleh kumpulan α-amino.

-asid amino bertindak balas dengan sangat mudah dengan ninhidrin. Bersama-sama dengan mereka, biru-ungu Rueman juga dibentuk oleh protein, peptida, amina primer, ammonia, dan beberapa sebatian lain. Amina sekunder, seperti prolin dan hidroksiprolin, memberikan warna kuning.

Tindak balas ninhidrin digunakan secara meluas untuk mengesan dan mengira asid amino.

tindak balas xantoprotein. Reaksi ini menunjukkan kehadiran residu asid amino aromatik dalam protein - tirosin, fenilalanin, triptofan. Ia berdasarkan penitratan cincin benzena radikal asid amino ini dengan pembentukan sebatian nitro berwarna kuning (Greek "Xanthos" - kuning). Menggunakan tirosin sebagai contoh, tindak balas ini boleh diterangkan dalam bentuk persamaan berikut.

Dalam persekitaran alkali, derivatif nitro asid amino membentuk garam struktur quinoid, berwarna oren. Tindak balas xantoprotein diberikan oleh benzena dan homolognya, fenol dan sebatian aromatik lain.

Tindak balas kepada asid amino yang mengandungi kumpulan tiol dalam keadaan berkurangan atau teroksida (cysteine, cystine).

Reaksi Fohl. Apabila direbus dengan alkali, sulfur mudah dipisahkan dari sistein dalam bentuk hidrogen sulfida, yang dalam medium alkali membentuk natrium sulfida:

Dalam hal ini, tindak balas untuk menentukan asid amino yang mengandungi tiol dalam larutan dibahagikan kepada dua peringkat:

Peralihan sulfur daripada keadaan organik kepada bukan organik

Pengesanan sulfur dalam larutan

Untuk mengesan natrium sulfida, plumbum asetat digunakan, yang, apabila berinteraksi dengan natrium hidroksida, berubah menjadi plumbitnya:

Pb(CH 3 COO) 2 + 2NaOH Pb(ONa) 2 + 2CH 3 COOH

Hasil daripada interaksi ion sulfur dan plumbum, sulfida plumbum hitam atau coklat terbentuk:

Na 2 S + Pb(Di atas) 2 + 2 H 2 O PbS (mendakan hitam) + 4NaOH

Untuk menentukan asid amino yang mengandungi sulfur, isipadu yang sama natrium hidroksida dan beberapa titisan larutan plumbum asetat ditambah kepada larutan ujian. Dengan mendidih intensif selama 3-5 minit, cecair menjadi hitam.

Kehadiran sistin boleh ditentukan menggunakan tindak balas ini, kerana sistin mudah dikurangkan kepada sistein.

Reaksi seribu:

Ini adalah tindak balas kepada tirosin asid amino.

Hidroksil fenolik bebas molekul tirosin, apabila berinteraksi dengan garam, memberikan sebatian garam merkuri terbitan nitro tirosin, berwarna merah jambu merah:

Reaksi Pauli untuk histidin dan tirosin . Reaksi Pauli memungkinkan untuk mengesan asid amino histidin dan tirosin dalam protein, yang membentuk sebatian kompleks merah ceri dengan asid diazobenzenesulfonic. Asid diazobenzenesulfonic terbentuk dalam tindak balas diazotisasi apabila asid sulfanilik bertindak balas dengan natrium nitrit dalam medium berasid:

Isipadu yang sama bagi larutan berasid asid sulfanilik (disediakan menggunakan asid hidroklorik) dan isipadu berganda larutan natrium nitrit ditambah kepada larutan ujian, dicampur dengan teliti dan soda (natrium karbonat) ditambah serta-merta. Selepas dikacau, campuran bertukar menjadi merah ceri, dengan syarat histidin atau tirosin terdapat dalam larutan ujian.

Reaksi Adamkevich-Hopkins-Kohl (Schulz-Raspail) terhadap tryptophan (tindak balas kepada kumpulan indole). Tryptophan bertindak balas dalam persekitaran berasid dengan aldehid, membentuk produk pemeluwapan berwarna. Tindak balas berlaku disebabkan oleh interaksi cincin indole tryptophan dengan aldehid. Adalah diketahui bahawa formaldehid terbentuk daripada asid glioksilik dengan kehadiran asid sulfurik:

R
Penyelesaian yang mengandungi triptofan dengan kehadiran asid glyoxylic dan sulfuric memberikan warna merah-ungu.

Asid glioksilik sentiasa terdapat dalam jumlah yang kecil dalam asid asetik glasier. Oleh itu, tindak balas boleh dijalankan menggunakan asid asetik. Pada masa yang sama, isipadu asid asetik glasier (pekat) yang sama ditambah kepada larutan ujian dan dipanaskan perlahan-lahan sehingga mendakan larut. bancuh dengan teliti di sepanjang dinding (untuk mengelakkan cecair bercampur). Selepas 5-10 minit, pembentukan cincin merah-ungu diperhatikan pada antara muka antara dua lapisan. Jika anda mencampurkan lapisan, kandungan hidangan akan menjadi ungu sekata.

KEPADA

pemeluwapan triptofan dengan formaldehid:

Hasil pemeluwapan dioksidakan kepada bis-2-tryptophanylcarbinol, yang dengan kehadiran asid mineral membentuk garam biru-ungu:

7) Klasifikasi protein. Kaedah untuk mengkaji komposisi asid amino.

Tatanama yang ketat dan klasifikasi protein masih tidak wujud. Nama-nama protein diberikan secara rawak, paling kerap mengambil kira sumber pengasingan protein atau mengambil kira keterlarutannya dalam pelarut tertentu, bentuk molekul, dll.

Protein dikelaskan mengikut komposisi, bentuk zarah, keterlarutan, komposisi asid amino, asal, dsb.

1. Komposisi Protein dibahagikan kepada dua kumpulan besar: protein ringkas dan kompleks.

Mudah (protein) termasuk protein yang hanya memberikan asid amino apabila hidrolisis (proteinoid, protamin, histon, prolamin, glutelin, globulin, albumin). Contoh protein ringkas ialah fibroin sutera, albumin serum telur, pepsin, dll.

Kompleks (proteid) termasuk protein yang terdiri daripada protein ringkas dan kumpulan tambahan (prostetik) bukan protein. Kumpulan protein kompleks dibahagikan kepada beberapa subkumpulan bergantung kepada sifat komponen bukan protein:

Metalloprotein yang mengandungi dalam logam komposisinya (Fe, Cu, Mg, dll.) yang dikaitkan secara langsung dengan rantai polipeptida;

Fosfoprotein - mengandungi sisa asid fosforik, yang dilekatkan pada molekul protein oleh ikatan ester di tapak kumpulan hidroksil serin, threonine;

Glikoprotein - kumpulan prostetik mereka adalah karbohidrat;

Chromoprotein - terdiri daripada protein ringkas dan sebatian bukan protein berwarna yang dikaitkan dengannya, semua kromoprotein secara biologi sangat aktif; sebagai kumpulan prostetik, ia mungkin mengandungi derivatif porfirin, isoalloxazine, dan karotena;

Lipoprotein - lipid kumpulan prostetik - trigliserida (lemak) dan fosfatida;

Nukleoprotein ialah protein yang terdiri daripada satu protein dan asid nukleik yang dikaitkan dengannya. Protein ini memainkan peranan yang sangat besar dalam kehidupan badan dan akan dibincangkan di bawah. Mereka adalah sebahagian daripada mana-mana sel, beberapa nukleoprotein wujud dalam alam semula jadi dalam bentuk zarah khas dengan aktiviti patogenik (virus).

2. Bentuk zarah- protein dibahagikan kepada fibrillar (seperti benang) dan globular (sfera) (lihat muka surat 30).

3. Dengan keterlarutan dan ciri-ciri komposisi asid amino kumpulan protein ringkas berikut dibezakan:

Proteinoid - protein tisu penyokong (tulang, rawan, ligamen, tendon, rambut, kuku, kulit, dll.). Ini terutamanya protein fibrillar dengan berat molekul yang besar (> 150,000 Da), tidak larut dalam pelarut biasa: air, garam dan campuran air-alkohol. Mereka hanya larut dalam pelarut tertentu;

Protamin (protein paling ringkas) - protein yang larut dalam air dan mengandungi 80-90% arginin dan set terhad (6-8) asid amino lain, terdapat dalam susu pelbagai ikan. Oleh kerana kandungan arginin yang tinggi, mereka mempunyai sifat asas, berat molekulnya agak kecil dan lebih kurang sama dengan 4000-12000 Da. Mereka adalah komponen protein dalam komposisi nukleoprotein;

Histon sangat larut dalam air dan larutan asid cair (0.1 N), mempunyai kandungan asid amino yang tinggi: arginin, lisin dan histidin (sekurang-kurangnya 30%) dan oleh itu mempunyai sifat asas. Protein ini terdapat dalam jumlah yang besar dalam nukleus sel sebagai sebahagian daripada nukleoprotein dan memainkan peranan penting dalam pengawalan metabolisme asid nukleik. Berat molekul histon adalah kecil dan bersamaan dengan 11000-24000 Da;

Globulin adalah protein yang tidak larut dalam air dan larutan garam dengan kepekatan garam lebih daripada 7%. Globulin dimendakan sepenuhnya pada ketepuan 50% larutan dengan ammonium sulfat. Protein ini dicirikan oleh kandungan glisin yang tinggi (3.5%), berat molekulnya > 100,000 Da. Globulin ialah protein berasid lemah atau neutral (p1=6-7.3);

Albumin ialah protein yang sangat larut dalam air dan larutan garam yang kuat, dan kepekatan garam (NH 4) 2 S0 4 tidak boleh melebihi 50% tepu. Pada kepekatan yang lebih tinggi, albumin diasinkan. Berbanding dengan globulin, protein ini mengandungi tiga kali lebih sedikit glisin dan mempunyai berat molekul 40,000-70,000 Da. Albumin mempunyai lebihan cas negatif dan sifat berasid (pl=4.7) kerana kandungan asid glutamat yang tinggi;

Prolamin adalah sekumpulan protein tumbuhan yang terdapat dalam gluten bijirin. Ia hanya larut dalam 60-80% larutan akueus etil alkohol. Prolamin mempunyai komposisi asid amino yang khas: ia mengandungi banyak (20-50%) asid glutamat dan prolin (10-15%), itulah sebabnya mereka mendapat nama mereka. Berat molekul mereka melebihi 100,000 Da;

Glutelin - protein sayuran tidak larut dalam air, larutan garam dan etanol, tetapi larut dalam larutan cair (0.1 N) alkali dan asid. Dari segi komposisi asid amino dan berat molekul, ia serupa dengan prolamin, tetapi mengandungi lebih banyak arginin dan kurang prolin.

Kaedah untuk mengkaji komposisi asid amino

Protein dipecahkan kepada asid amino oleh enzim dalam jus pencernaan. Dua kesimpulan penting telah dibuat: 1) protein mengandungi asid amino; 2) kaedah hidrolisis boleh digunakan untuk mengkaji bahan kimia, khususnya asid amino, komposisi protein.

Untuk mengkaji komposisi asid amino protein, gabungan berasid (HCl), alkali [Ba(OH) 2 ], dan, lebih jarang, hidrolisis enzimatik, atau salah satu daripadanya, digunakan. Telah ditetapkan bahawa semasa hidrolisis protein tulen yang tidak mengandungi kekotoran, 20 asid α-amino berbeza dibebaskan. Semua asid amino lain yang ditemui dalam tisu haiwan, tumbuhan dan mikroorganisma (lebih daripada 300) wujud dalam alam semula jadi dalam keadaan bebas atau dalam bentuk peptida pendek atau kompleks dengan bahan organik lain.

Langkah pertama dalam menentukan struktur utama protein ialah penilaian kualitatif dan kuantitatif komposisi asid amino bagi protein individu tertentu. Perlu diingat bahawa untuk kajian anda perlu mempunyai sejumlah protein tulen, tanpa kekotoran protein atau peptida lain.

Hidrolisis asid protein

Untuk menentukan komposisi asid amino, adalah perlu untuk memusnahkan semua ikatan peptida dalam protein. Protein yang dianalisis dihidrolisiskan dalam 6 mol/l HC1 pada suhu kira-kira 110 °C selama 24 jam. Hasil daripada rawatan ini, ikatan peptida dalam protein dimusnahkan, dan hanya asid amino bebas yang terdapat dalam hidrolisis. Di samping itu, glutamin dan asparagin dihidrolisiskan kepada asid glutamat dan aspartik (iaitu, ikatan amida dalam radikal terputus dan kumpulan amino terputus daripadanya).

Pengasingan asid amino menggunakan kromatografi pertukaran ion

Campuran asid amino yang diperoleh melalui hidrolisis asid protein diasingkan dalam lajur dengan resin penukar kation. Resin sintetik sedemikian mengandungi kumpulan bercas negatif (contohnya, sisa asid sulfonik -SO 3 -) yang sangat berkaitan dengannya, di mana ion Na + dilekatkan (Rajah 1-4).

Campuran asid amino dimasukkan ke dalam penukar kation dalam persekitaran berasid (pH 3.0), di mana asid amino adalah terutamanya kation, i. membawa cas positif. Asid amino bercas positif melekat pada zarah resin bercas negatif. Semakin besar jumlah cas asid amino, semakin kuat ikatannya dengan resin. Oleh itu, asid amino lisin, arginin, dan histidin mengikat paling kuat kepada penukar kation, manakala asid aspartik dan glutamat mengikat paling lemah.

Pembebasan asid amino daripada lajur dilakukan dengan mengelusi (mengelusi) mereka dengan larutan penampan dengan peningkatan kekuatan ionik (iaitu, dengan peningkatan kepekatan NaCl) dan pH. Dengan peningkatan pH, asid amino kehilangan proton, akibatnya, cas positifnya berkurangan, dan dengan itu kekuatan ikatan dengan zarah resin bercas negatif.

Setiap asid amino keluar dari lajur pada pH tertentu dan kekuatan ion. Dengan mengumpul larutan (eluat) dari hujung bawah lajur dalam bentuk bahagian kecil, pecahan yang mengandungi asid amino individu boleh diperolehi.

(untuk butiran lanjut tentang "hidrolisis" lihat soalan #10)

8) Ikatan kimia dalam struktur protein.

9) Konsep hierarki dan organisasi struktur protein. (lihat soalan #12)

10) Hidrolisis protein. Kimia tindak balas (melangkah, mangkin, reagen, keadaan tindak balas) - penerangan lengkap hidrolisis.

11) Perubahan kimia protein.

Denaturasi dan renaturasi

Apabila larutan protein dipanaskan hingga 60-80% atau di bawah tindakan reagen yang memusnahkan ikatan bukan kovalen dalam protein, struktur tertier (kuartner) dan sekunder molekul protein dimusnahkan, ia mengambil bentuk gegelung rawak untuk tahap yang lebih besar atau lebih kecil. Proses ini dipanggil denaturasi. Asid, alkali, alkohol, fenol, urea, guanidin klorida, dsb. boleh digunakan sebagai reagen denaturasi. Intipati tindakannya ialah ia membentuk ikatan hidrogen dengan =NH dan =CO - kumpulan tulang belakang peptida dan dengan kumpulan berasid radikal asid amino, menggantikan ikatan hidrogen intramolekul mereka sendiri dalam protein, akibatnya struktur sekunder dan tertier berubah. Semasa denaturasi, keterlarutan protein berkurangan, ia "mengumpal" (contohnya, apabila mendidih telur ayam), dan aktiviti biologi protein hilang. Berdasarkan ini, sebagai contoh, penggunaan larutan akueus asid karbolik (fenol) sebagai antiseptik. Dalam keadaan tertentu, dengan penyejukan perlahan larutan protein yang didenaturasi, renaturasi berlaku - pemulihan konformasi asal (asli). Ini mengesahkan fakta bahawa sifat lipatan rantai peptida ditentukan oleh struktur utama.

Proses denaturasi molekul protein individu, yang membawa kepada perpecahan struktur tiga dimensi "tegar", kadang-kadang dipanggil lebur molekul. Hampir sebarang perubahan ketara dalam keadaan luaran, seperti pemanasan atau perubahan ketara dalam pH, membawa kepada pelanggaran konsisten struktur kuaterner, tertier dan sekunder protein. Biasanya, denaturasi disebabkan oleh peningkatan suhu, tindakan asid dan alkali kuat, garam logam berat, pelarut tertentu (alkohol), sinaran, dll.

Denaturasi selalunya membawa kepada proses pengagregatan zarah protein menjadi lebih besar dalam larutan koloid molekul protein. Secara visual, ini kelihatan, sebagai contoh, sebagai pembentukan "protein" apabila menggoreng telur.

Renaturasi ialah proses terbalik denaturasi, di mana protein kembali ke struktur semula jadinya. Perlu diingatkan bahawa tidak semua protein dapat diubah semula; dalam kebanyakan protein, denaturasi tidak dapat dipulihkan. Jika, semasa denaturasi protein, perubahan fizikokimia dikaitkan dengan peralihan rantai polipeptida daripada keadaan padat (tersusun) kepada keadaan tidak teratur, maka semasa renaturasi, keupayaan protein untuk mengatur diri ditunjukkan, laluannya adalah ditentukan sebelumnya oleh urutan asid amino dalam rantai polipeptida, iaitu, struktur utamanya ditentukan oleh maklumat keturunan . Dalam sel hidup, maklumat ini mungkin penentu untuk transformasi rantai polipeptida yang tidak teratur semasa atau selepas biosintesisnya pada ribosom ke dalam struktur molekul protein asli. Apabila molekul DNA beruntai dua dipanaskan pada suhu kira-kira 100 ° C, ikatan hidrogen antara bes terputus, dan helai pelengkap mencapah - denatur DNA. Walau bagaimanapun, apabila penyejukan perlahan, helai pelengkap boleh bersambung semula menjadi heliks berganda biasa. Keupayaan DNA untuk menatur semula ini digunakan untuk menghasilkan molekul hibrid DNA tiruan.

Badan protein semulajadi dikurniakan dengan konfigurasi spatial tertentu yang ditakrifkan dengan ketat dan mempunyai beberapa ciri ciri fizikokimia dan biologi pada suhu fisiologi dan nilai pH. Di bawah pengaruh pelbagai faktor fizikal dan kimia, protein mengalami pembekuan dan mendakan, kehilangan sifat aslinya. Oleh itu, denaturasi harus difahami sebagai pelanggaran pelan umum struktur unik molekul protein asli, terutamanya struktur tertiernya, yang membawa kepada kehilangan sifat cirinya (keterlarutan, mobiliti elektroforesis, aktiviti biologi, dll.). Kebanyakan protein mengalami denaturasi apabila larutannya dipanaskan melebihi 50–60°C.

Manifestasi luaran denaturasi dikurangkan kepada kehilangan keterlarutan, terutamanya pada titik isoelektrik, peningkatan dalam kelikatan larutan protein, peningkatan dalam bilangan kumpulan SH berfungsi bebas, dan perubahan dalam sifat hamburan sinar-X. . Tanda denaturasi yang paling ciri adalah penurunan mendadak atau kehilangan sepenuhnya oleh protein aktiviti biologinya (pemangkin, antigen atau hormon). Semasa denaturasi protein yang disebabkan oleh urea 8M atau agen lain, kebanyakan ikatan bukan kovalen (khususnya, interaksi hidrofobik dan ikatan hidrogen) dimusnahkan. Ikatan disulfida dipecahkan dengan kehadiran agen penurunan mercaptoethanol, manakala ikatan peptida tulang belakang rantai polipeptida itu sendiri tidak terjejas. Di bawah keadaan ini, globul molekul protein asli terbentang dan struktur rawak dan tidak teratur terbentuk (Gamb.)

Denaturasi molekul protein (skim).

a - keadaan awal; b - permulaan pelanggaran boleh balik struktur molekul; c - penyebaran rantai polipeptida yang tidak dapat dipulihkan.

Denaturasi dan renaturasi ribonuklease (menurut Anfinsen).

a - penggunaan (urea + mercaptoethanol); b - lipat semula.

1. Hidrolisis protein: H+

[− NH2─CH─ CO─NH─CH─CO − ]n +2nH2O → n NH2 − CH − COOH + n NH2 ─ CH ─ COOH

│ │ ‌‌│ │

Asid amino 1 asid amino 2

2. Pemendakan protein:

a) boleh diterbalikkan

Protein dalam larutan ↔ mendakan protein. Berlaku di bawah tindakan larutan garam Na+, K+

b) tak boleh balik (denaturasi)

Semasa denaturasi di bawah pengaruh faktor luaran (suhu; tindakan mekanikal - tekanan, gosokan, gegaran, ultrasound; tindakan agen kimia - asid, alkali, dll.), perubahan berlaku dalam struktur sekunder, tertiari dan kuaterner protein. makromolekul, iaitu struktur spatial asalnya. Struktur utama, dan, akibatnya, komposisi kimia protein tidak berubah.

Semasa denaturasi, sifat fizikal protein berubah: keterlarutan berkurangan, aktiviti biologi hilang. Pada masa yang sama, aktiviti beberapa kumpulan kimia meningkat, kesan enzim proteolitik pada protein dipermudahkan, dan, akibatnya, ia lebih mudah dihidrolisiskan.

Sebagai contoh, albumin - putih telur - pada suhu 60-70 ° dimendakan daripada larutan (mengumpal), kehilangan keupayaan untuk larut dalam air.

Skim proses denaturasi protein (pemusnahan struktur tertier dan sekunder molekul protein)

3. Membakar protein

Protein terbakar dengan pembentukan nitrogen, karbon dioksida, air, dan beberapa bahan lain. Pembakaran disertai dengan bau ciri bulu yang terbakar.

4. Tindak balas warna (kualitatif) terhadap protein:

a) tindak balas xantoprotein (untuk residu asid amino yang mengandungi cincin benzena):

Protein + HNO3 (conc.) → warna kuning

b) tindak balas biuret (untuk ikatan peptida):

Protein + CuSO4 (sat) + NaOH (conc) → warna ungu terang

c) tindak balas sistein (untuk residu asid amino yang mengandungi sulfur):

Protein + NaOH + Pb(CH3COO)2 → Pewarnaan hitam

Protein adalah asas kepada semua kehidupan di Bumi dan melaksanakan pelbagai fungsi dalam organisma.

Mengasinkan protein

Pengasinan ialah proses mengasingkan protein daripada larutan akueus dengan larutan neutral garam pekat logam alkali dan alkali tanah. Apabila kepekatan garam yang tinggi ditambah ke dalam larutan protein, dehidrasi zarah protein dan penyingkiran cas berlaku, manakala protein memendakan. Tahap pemendakan protein bergantung pada kekuatan ionik larutan pemendakan, saiz zarah molekul protein, magnitud casnya, dan hidrofilik. Protein yang berbeza mendakan pada kepekatan garam yang berbeza. Oleh itu, dalam sedimen yang diperoleh dengan meningkatkan kepekatan garam secara beransur-ansur, protein individu berada dalam pecahan yang berbeza. Pengasinan daripada protein adalah proses yang boleh diterbalikkan, dan selepas garam dikeluarkan, protein memperoleh semula sifat semula jadinya. Oleh itu, pengasinan digunakan dalam amalan klinikal dalam pemisahan protein serum darah, serta dalam pengasingan dan penulenan pelbagai protein.

Anion dan kation tambahan memusnahkan cangkang protein terhidrat protein, yang merupakan salah satu faktor kestabilan larutan protein. Selalunya, larutan Na dan ammonium sulfat digunakan. Banyak protein berbeza dalam saiz cangkerang penghidratan dan magnitud cas. Setiap protein mempunyai zon pengasinan sendiri. Selepas penyingkiran agen pengasinan, protein mengekalkan aktiviti biologi dan sifat fizikokimianya. Dalam amalan klinikal, kaedah salting out digunakan untuk memisahkan globulin (dengan penambahan 50% ammonium sulfat (NH4)2SO4 a mendakan mendakan) dan albumin (dengan penambahan 100% ammonium sulfate (NH4)2SO4 a mendakan mendakan).

Pengasinan dipengaruhi oleh:

1) sifat dan kepekatan garam;

2) persekitaran pH;

3) suhu.

Peranan utama dimainkan oleh valensi ion.

12) Ciri-ciri organisasi struktur primer, sekunder, tertier protein.

Pada masa ini, kewujudan empat peringkat organisasi struktur molekul protein telah dibuktikan secara eksperimen: struktur primer, sekunder, tertier dan kuaternari.

Komposisi asid amino dan organisasi spatial setiap protein menentukan sifat fizikokimianya. Protein mempunyai sifat asid-bes, penampan, koloid dan osmotik.

Protein sebagai makromolekul amfoterik

Protein ialah polielektrolit amfoterik, i.e. bergabung, seperti asid amino, sifat berasid dan asas. Walau bagaimanapun, sifat kumpulan yang memberikan sifat amfoterik kepada protein adalah jauh daripada sama dengan asid amino. Sifat asid-bes asid amino terutamanya disebabkan oleh kehadiran kumpulan α-amino dan α-karboksil (pasangan asid-bes). Dalam molekul protein, kumpulan ini mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan peptida, dan protein amfoterik diberikan oleh kumpulan asid-asas radikal sampingan asid amino yang membentuk protein. Sudah tentu, dalam setiap molekul protein asli (rantai polipeptida) terdapat sekurang-kurangnya satu kumpulan α-amino dan α-karboksil terminal (jika protein hanya mempunyai struktur tertier). Dalam protein dengan struktur kuaternari, bilangan kumpulan akhir -NH 2 dan -COOH adalah sama dengan bilangan subunit, atau protomer. Walau bagaimanapun, sebilangan kecil kumpulan ini tidak dapat menjelaskan sifat amfoterik makromolekul protein. Oleh kerana kebanyakan kumpulan kutub terletak pada permukaan protein globular, mereka menentukan sifat asid-bes dan cas molekul protein. Sifat berasid protein diberikan oleh asid amino berasid (aspartik, glutamik dan aminositrik), dan sifat alkali diberikan oleh asid amino asas (lisin, arginin, histidin). Lebih banyak asid amino berasid yang terkandung dalam protein, lebih ketara sifat asidnya, dan lebih banyak asid amino asas dimasukkan ke dalam protein, lebih kuat sifat asasnya ditunjukkan. Pemisahan lemah kumpulan SH sistein dan kumpulan fenolik tirosin (mereka boleh dianggap sebagai asid lemah) hampir tidak mempunyai kesan ke atas amfoterisiti protein.

Sifat Penampan. Walaupun protein mempunyai sifat penampan, kapasiti mereka pada nilai pH fisiologi adalah terhad. Pengecualian adalah protein yang mengandungi banyak histidin, kerana hanya kumpulan sampingan histidin mempunyai sifat penimbal dalam julat pH yang hampir dengan fisiologi. Terdapat sangat sedikit daripada protein ini. Hemoglobin adalah hampir satu-satunya protein yang mengandungi histidine sehingga 8%, yang merupakan penimbal intraselular yang kuat dalam eritrosit, mengekalkan pH darah pada tahap yang tetap.

Caj molekul protein bergantung pada kandungan asid amino berasid dan asas di dalamnya, atau sebaliknya, pada pengionan kumpulan berasid dan asas radikal sampingan asid amino ini. Pemisahan kumpulan COOH asid amino berasid menyebabkan cas negatif muncul pada permukaan protein, dan radikal sisi asid amino beralkali membawa cas positif (disebabkan penambahan H + kepada kumpulan utama). Dalam molekul protein asli, cas diagihkan secara tidak simetri bergantung pada susunan ruang rantai polipeptida. Jika asid amino berasid mendominasi yang asas dalam protein, maka secara amnya molekul protein adalah elektronegatif, iaitu, ia adalah polianion, dan sebaliknya, jika asid amino asas mendominasi, maka ia bercas positif, iaitu, ia berkelakuan seperti polikasi.

Jumlah cas molekul protein, tentu saja, bergantung pada pH medium: dalam medium berasid ia positif, dalam medium alkali ia negatif. Nilai pH di mana protein mempunyai cas bersih sifar dipanggil titik isoelektrik protein. Pada ketika ini, protein tidak mempunyai mobiliti dalam medan elektrik. Titik isoelektrik setiap protein ditentukan oleh nisbah kumpulan berasid dan asas bagi radikal sampingan asid amino: semakin tinggi nisbah asid amino berasid/asas dalam protein, semakin rendah titik isoelektriknya. Protein berasid mempunyai pH 1< 7, у нейтральных рН 1 около 7, а у основных рН 1 >7. Pada nilai pH di bawah titik isoelektriknya, protein akan membawa cas positif, dan di atas - cas negatif. Purata titik isoelektrik semua protein sitoplasma terletak dalam 5.5. Oleh itu, pada pH fisiologi (kira-kira 7.0 - 7.4), protein selular mempunyai cas negatif keseluruhan. Lebihan caj negatif protein di dalam sel adalah seimbang, seperti yang telah disebutkan, oleh kation bukan organik.

Mengetahui titik isoelektrik adalah sangat penting untuk memahami kestabilan protein dalam larutan, kerana protein adalah paling tidak stabil dalam keadaan isoelektrik. Zarah protein yang tidak dicas boleh melekat bersama dan mendakan.

Sifat koloid dan osmotik protein

Tingkah laku protein dalam larutan mempunyai beberapa keanehan. Larutan koloid biasa stabil hanya dengan adanya penstabil yang menghalang koloid daripada mendap pada antara muka pelarut-pelarut.

Larutan berair bagi protein adalah stabil dan seimbang; mereka tidak memendakan (tidak menggumpal) dari semasa ke semasa dan tidak memerlukan kehadiran penstabil. Larutan protein adalah homogen dan, pada dasarnya, ia boleh dikelaskan sebagai penyelesaian benar. Walau bagaimanapun, berat molekul protein yang tinggi memberikan penyelesaiannya banyak sifat sistem koloid:

• ciri optikal (kepalessenan larutan dan keupayaannya untuk menyerakkan sinaran cahaya yang boleh dilihat) [tunjukkan] .

  Sifat optik protein. Penyelesaian protein, terutamanya yang pekat, mempunyai ciri opalescence. Apabila larutan protein diterangi sisi, sinaran cahaya di dalamnya menjadi kelihatan dan membentuk kon atau jalur bercahaya - kesan Tyndall (dalam larutan protein yang sangat dicairkan, opalescence tidak kelihatan dan kon Tyndall bercahaya hampir tiada). Kesan penyerakan cahaya ini dijelaskan oleh pembelauan sinar cahaya oleh zarah protein dalam larutan. Adalah dipercayai bahawa dalam protoplasma sel, protein adalah dalam bentuk larutan koloid - sol. Keupayaan protein dan molekul biologi lain (asid nukleik, polisakarida, dll.) untuk menyerakkan cahaya digunakan dalam kajian mikroskopik struktur selular: dalam medan gelap mikroskop, zarah koloid kelihatan sebagai tompok cahaya dalam sitoplasma.

  Keupayaan penyerakan cahaya protein dan bahan makromolekul lain digunakan untuk penentuan kuantitatifnya oleh nefelometri, membandingkan keamatan penyerakan cahaya oleh zarah terampai ujian dan sol piawai.

• kadar resapan yang rendah [tunjukkan] .

  Kadar resapan yang rendah. Resapan ialah pergerakan spontan molekul terlarut disebabkan oleh kecerunan kepekatan (dari kawasan berkepekatan tinggi ke kawasan kepekatan rendah). Protein mempunyai kadar resapan yang terhad berbanding dengan molekul dan ion biasa, yang bergerak ratusan hingga beribu kali lebih cepat daripada protein. Kadar resapan protein lebih bergantung pada bentuk molekulnya daripada berat molekulnya. Protein globular dalam larutan akueus lebih mudah alih daripada protein fibrillar.

  Penyebaran protein adalah penting untuk fungsi normal sel. Sintesis protein dalam mana-mana bahagian sel (di mana terdapat ribosom) boleh membawa, jika tiada resapan, kepada pengumpulan protein di tapak pembentukannya. Pengagihan protein intrasel berlaku secara resapan. Oleh kerana kadar resapan protein adalah rendah, ia mengehadkan kadar proses yang bergantung kepada fungsi protein meresap di kawasan sel yang sepadan.

• ketidakupayaan untuk menembusi membran separa telap [tunjukkan] .

  Sifat osmotik protein. Protein, kerana berat molekulnya yang tinggi, tidak boleh meresap melalui membran separa telap, manakala bahan berat molekul rendah dengan mudah melalui membran tersebut. Sifat protein ini digunakan dalam amalan untuk membersihkan larutannya daripada kekotoran molekul rendah. Proses ini dipanggil dialisis.

  Ketidakupayaan protein untuk meresap melalui membran separa telap menyebabkan fenomena osmosis, iaitu, pergerakan molekul air melalui membran separa telap ke dalam larutan protein. Jika larutan protein dipisahkan dari air oleh membran selofan, maka, berusaha untuk mencapai keseimbangan, molekul air meresap ke dalam larutan protein. Walau bagaimanapun, pergerakan air ke dalam ruang di mana protein terletak meningkatkan tekanan hidrostatik di dalamnya (tekanan lajur air), yang menghalang penyebaran molekul air ke protein.

  Tekanan atau daya yang mesti dikenakan untuk menghentikan aliran osmosis air dipanggil tekanan osmotik. Tekanan osmotik dalam larutan protein yang sangat cair adalah berkadar dengan kepekatan molar protein dan suhu mutlak.

  Membran biologi juga tidak telap oleh protein, jadi tekanan osmotik yang dicipta oleh protein bergantung pada kepekatannya di dalam dan di luar sel. Tekanan osmotik disebabkan oleh protein juga dipanggil tekanan onkotik.

• penyelesaian kelikatan tinggi [tunjukkan] .

  Penyelesaian protein kelikatan tinggi. Kelikatan tinggi adalah tipikal bukan sahaja untuk larutan protein, tetapi secara umum untuk larutan sebatian makromolekul. Dengan peningkatan kepekatan protein, kelikatan larutan meningkat, kerana daya lekatan antara molekul protein meningkat. Kelikatan bergantung kepada bentuk molekul. Larutan protein fibrillar sentiasa lebih likat daripada larutan protein globular. Kelikatan larutan sangat dipengaruhi oleh suhu dan kehadiran elektrolit. Apabila suhu meningkat, kelikatan larutan protein berkurangan. Penambahan beberapa garam, seperti kalsium, meningkatkan kelikatan dengan menggalakkan lekatan molekul dengan bantuan jambatan kalsium. Kadangkala kelikatan larutan protein meningkat dengan banyak sehingga kehilangan kecairan dan berubah menjadi seperti gel.

• keupayaan gel [tunjukkan] .

  Keupayaan protein untuk membentuk gel. Interaksi antara makromolekul protein dalam larutan boleh menyebabkan pembentukan rangkaian struktur, di dalamnya terperangkap molekul air. Sistem berstruktur sedemikian dipanggil gel atau jeli. Adalah dipercayai bahawa protein protoplasma sel boleh masuk ke dalam keadaan seperti gel. Contoh biasa - badan obor-obor adalah seperti jeli hidup, kandungan airnya sehingga 90%.

  Pemeringkatan berjalan dengan lebih mudah dalam larutan protein fibrillar; bentuk berbentuk batang mereka menggalakkan sentuhan yang lebih baik pada hujung makromolekul. Ini diketahui dari amalan harian. Jeli makanan disediakan daripada produk (tulang, rawan, daging) yang mengandungi sejumlah besar protein fibrillar.

  Dalam proses kehidupan badan, keadaan struktur protein seperti gel adalah kepentingan fisiologi yang besar. Protein kolagen tulang, tendon, rawan, kulit, dan lain-lain mempunyai kekuatan, ketegasan dan keanjalan yang tinggi, kerana ia berada dalam keadaan seperti gel. Pemendapan garam mineral semasa penuaan mengurangkan ketegasan dan keanjalannya. Dalam bentuk seperti gel atau gelatin, actomyosin terdapat dalam sel otot, yang melakukan fungsi kontraktil.

  Dalam sel hidup, proses yang menyerupai peralihan sol-gel berlaku. Protoplasma sel ialah cecair likat seperti sol, di mana pulau-pulau struktur seperti gel ditemui.

Penghidratan protein dan faktor yang mempengaruhi keterlarutannya

Protein adalah bahan hidrofilik. Jika anda melarutkan protein kering dalam air, maka pada mulanya ia, seperti mana-mana sebatian molekul tinggi hidrofilik, membengkak, dan kemudian molekul protein mula beransur-ansur masuk ke dalam larutan. Semasa pembengkakan, molekul air menembusi protein dan mengikat kumpulan kutubnya. Pembungkusan padat rantai polipeptida dilonggarkan. Protein yang bengkak boleh dianggap sebagai penyelesaian belakang, iaitu, larutan molekul air dalam bahan berat molekul tinggi - protein. Penyerapan air selanjutnya membawa kepada pemisahan molekul protein daripada jumlah jisim dan pembubaran. Tetapi bengkak tidak selalu membawa kepada pembubaran; sesetengah protein, seperti kolagen, kekal bengkak selepas menyerap sejumlah besar air.

Pembubaran dikaitkan dengan penghidratan protein, iaitu, pengikatan molekul air kepada protein. Air terhidrat sangat terikat dengan makromolekul protein sehingga sukar untuk memisahkannya. Ini menunjukkan bukan penjerapan mudah, tetapi pengikatan elektrostatik molekul air dengan kumpulan kutub radikal sisi asid amino berasid yang mengandungi cas negatif dan asid amino asas yang mengandungi cas positif.

Walau bagaimanapun, sebahagian daripada air penghidratan terikat oleh kumpulan peptida, yang membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Sebagai contoh, polipeptida dengan kumpulan sampingan bukan kutub juga membengkak, iaitu, mengikat air. Oleh itu, sejumlah besar air mengikat kolagen, walaupun protein ini mengandungi kebanyakannya asid amino bukan polar. Air, dengan mengikat kumpulan peptida, menolak rantai polipeptida yang memanjang. Walau bagaimanapun, ikatan antara rantai (jambatan) tidak membenarkan molekul protein berpisah antara satu sama lain dan masuk ke dalam larutan. Apabila bahan mentah yang mengandungi kolagen dipanaskan, jambatan antara rantai dalam gentian kolagen pecah dan rantai polipeptida yang dilepaskan masuk ke dalam larutan. Pecahan kolagen larut separa terhidrolisis ini dipanggil gelatin. Gelatin adalah serupa dalam komposisi kimia kepada kolagen, mudah membengkak dan larut dalam air, membentuk cecair likat. Ciri ciri gelatin adalah keupayaan untuk membuat gel. Larutan berair gelatin digunakan secara meluas dalam amalan perubatan sebagai agen pengganti plasma dan hemostatik, dan keupayaan untuk gel - dalam pembuatan kapsul dalam amalan farmaseutikal.

Faktor yang mempengaruhi keterlarutan protein. Keterlarutan protein yang berbeza berbeza-beza secara meluas. Ia ditentukan oleh komposisi asid amino mereka (asid amino polar memberikan keterlarutan yang lebih besar daripada yang bukan polar), ciri organisasi (protein globular biasanya lebih baik larut daripada yang fibrillar), dan sifat pelarut. Sebagai contoh, protein sayuran - prolamin - larut dalam 60-80% alkohol, albumin - dalam air dan dalam larutan garam yang lemah, dan kolagen dan keratin tidak larut dalam kebanyakan pelarut.

Larutan protein adalah stabil kerana cas molekul protein dan cangkang penghidratan. Setiap makromolekul protein individu mempunyai jumlah cas dengan tanda yang sama, yang menghalang mereka daripada melekat bersama dalam larutan dan mendakan. Apa-apa sahaja yang menyumbang kepada pemuliharaan cas dan kulit penghidratan memudahkan keterlarutan protein dan kestabilannya dalam larutan. Terdapat hubungan rapat antara cas protein (atau bilangan asid amino polar di dalamnya) dan penghidratan: lebih banyak asid amino polar dalam protein, lebih banyak air mengikat (setiap 1 g protein). Cangkang penghidratan protein kadangkala mencapai saiz yang besar, dan air penghidratan boleh mencapai 1/5 jisimnya.

Benar, sesetengah protein lebih terhidrat dan kurang larut. Sebagai contoh, kolagen mengikat air lebih daripada banyak protein globular yang sangat larut, tetapi tidak larut. Keterlarutannya dihalang oleh ciri struktur - pautan silang antara rantai polipeptida. Kadangkala kumpulan protein bercas bertentangan membentuk banyak ikatan ionik (garam) dalam molekul protein atau antara molekul protein, yang menghalang pembentukan ikatan antara molekul air dan kumpulan protein bercas. Fenomena paradoks diperhatikan: terdapat banyak kumpulan anionik atau kationik dalam protein, dan keterlarutannya dalam air adalah rendah. Jambatan garam antara molekul menyebabkan molekul protein melekat bersama dan mendakan.

Apakah faktor persekitaran yang mempengaruhi keterlarutan protein dan kestabilannya dalam larutan?

• Pengaruh garam neutral [tunjukkan] .

  Garam neutral dalam kepekatan kecil meningkatkan keterlarutan walaupun protein yang tidak larut dalam air tulen (contohnya, euglobulin). Ini disebabkan oleh fakta bahawa ion garam, berinteraksi dengan kumpulan molekul protein yang bercas bertentangan, memusnahkan jambatan garam antara molekul protein. Meningkatkan kepekatan garam (meningkatkan kekuatan ionik larutan) mempunyai kesan yang bertentangan (lihat di bawah - pengasinan keluar).

• Pengaruh pH sederhana [tunjukkan] .

  pH medium mempengaruhi cas protein dan, akibatnya, keterlarutannya. Protein paling tidak stabil berada dalam keadaan isoelektrik, iaitu, apabila jumlah casnya adalah sifar. Mengeluarkan cas membolehkan molekul protein mendekati satu sama lain dengan mudah, melekat bersama dan mendakan. Ini bermakna keterlarutan dan kestabilan protein akan menjadi minimum pada pH sepadan dengan titik isoelektrik protein.

• Kesan suhu [tunjukkan] .

  Tiada hubungan yang ketat antara suhu dan sifat keterlarutan protein. Sesetengah protein (globulin, pepsin, fosforilase otot) dalam larutan akueus atau garam larut lebih baik dengan peningkatan suhu; yang lain (aldolase otot, hemoglobin, dll.) lebih teruk.

• Pengaruh protein bercas berbeza [tunjukkan] .

  Jika protein yang merupakan polikasi (protein asas) ditambah kepada larutan protein yang merupakan polianion (protein berasid), maka ia membentuk agregat. Dalam kes ini, kestabilan akibat peneutralan cas hilang dan protein mengendap. Kadangkala ciri ini digunakan untuk mengasingkan protein yang dikehendaki daripada campuran protein.

keluar garam

Penyelesaian garam neutral digunakan secara meluas bukan sahaja untuk meningkatkan keterlarutan protein, contohnya, apabila mengasingkannya daripada bahan biologi, tetapi juga untuk pemendakan terpilih pelbagai protein, iaitu, pecahan mereka. Proses pemendakan protein oleh larutan garam neutral dipanggil salting out. Ciri ciri protein yang diperolehi dengan pengasinan ialah ia mengekalkan sifat biologi asalnya selepas penyingkiran garam.

Mekanisme pengasinan ialah penambahan anion dan kation dalam larutan garam mengeluarkan cangkang penghidratan protein, yang merupakan salah satu faktor kestabilannya. Kemungkinan, peneutralan cas protein oleh ion garam berlaku serentak, yang juga menyumbang kepada pemendakan protein.

Keupayaan untuk mengeluarkan garam paling ketara dalam anion garam. Mengikut kekuatan tindakan pengasinan, anion dan kation disusun dalam baris berikut:

• SO 4 2-> C 6 H 5 O 7 3-> CH 3 COO - > Cl - > NO 3 - > Br - > I - > CNS -
• Li + >Na + > K + > Pb + > Cs +

Siri ini dipanggil lyotropic.

Sulfat mempunyai kesan pengasinan yang kuat dalam siri ini. Dalam amalan, natrium dan ammonium sulfat paling kerap digunakan untuk mengasinkan protein. Sebagai tambahan kepada garam, protein dimendakkan dengan agen penyingkiran air organik (etanol, aseton, metanol, dll.). Sebenarnya, ini adalah pengasinan yang sama.

Pengasinan digunakan secara meluas untuk memisahkan dan memurnikan protein, kerana banyak protein berbeza dalam saiz cangkang penghidratannya dan magnitud casnya. Setiap daripada mereka mempunyai zon pengasinan sendiri, iaitu, kepekatan garam yang membolehkan dehidrasi dan pemendakan protein. Selepas penyingkiran agen pengasinan, protein mengekalkan semua sifat dan fungsi semula jadinya.

Denaturasi (denativation) dan renaturation (renativasi)

Di bawah tindakan pelbagai bahan yang melanggar tahap tertinggi organisasi molekul protein (sekunder, tertiari, kuaterner) sambil mengekalkan struktur utama, protein kehilangan fizikokimia aslinya dan, yang paling penting, sifat biologi. Fenomena ini dipanggil denaturasi (denativation). Ia adalah ciri hanya untuk molekul yang mempunyai organisasi spatial yang kompleks. Peptida sintetik dan semula jadi tidak mampu denaturasi.

Semasa denaturasi, ikatan yang menstabilkan struktur kuartener, tertiari, dan juga sekunder dipecahkan. Rantai polipeptida terbentang dan berada dalam larutan sama ada dalam bentuk terbentang atau dalam bentuk gegelung rawak. Dalam kes ini, cangkerang penghidratan hilang dan protein mengendap. Walau bagaimanapun, protein terdenatur yang dimendakan berbeza daripada protein yang sama yang dimendakan dengan pengasinan, kerana dalam kes pertama ia kehilangan sifat aslinya, manakala pada yang kedua ia mengekalkan. Ini menunjukkan bahawa mekanisme tindakan bahan yang menyebabkan denaturasi dan pengasinan adalah berbeza. Semasa pengasinan, struktur asli protein dipelihara, dan semasa denaturasi ia dimusnahkan.

Faktor pendenaturan dibahagikan kepada

• fizikal [tunjukkan] .

  Faktor fizikal termasuk: suhu, tekanan, kesan mekanikal, ultrasonik dan sinaran mengion.

  Denaturasi haba protein adalah proses yang paling banyak dikaji. Ia dianggap sebagai salah satu ciri ciri protein. Telah lama diketahui bahawa apabila dipanaskan, protein membeku (mengumpal) dan mendakan. Kebanyakan protein adalah termolabile, tetapi protein diketahui sangat tahan terhadap haba. Sebagai contoh, trypsin, chymotrypsin, lisozim, beberapa protein membran biologi. Protein bakteria yang hidup di mata air panas sangat tahan terhadap suhu. Jelas sekali, dalam protein termostabil, gerakan terma rantai polipeptida yang disebabkan oleh pemanasan tidak mencukupi untuk memecahkan ikatan dalaman molekul protein. Pada titik isoelektrik, protein lebih mudah didenaturasi oleh haba. Teknik ini digunakan dalam kerja amali. Sesetengah protein, sebaliknya, denaturasi pada suhu rendah.

• kimia [tunjukkan] .

  Faktor kimia yang menyebabkan denaturasi termasuk: asid dan alkali, pelarut organik (alkohol, aseton), detergen (detergen), beberapa amida (urea, garam guanidine, dll.), alkaloid, logam berat (garam merkuri, kuprum, barium, zink. , kadmium, dsb.). Mekanisme tindakan denaturasi bahan kimia bergantung pada sifat fizikokimianya.

  Asid dan alkali digunakan secara meluas sebagai pemendakan protein. Banyak protein denaturasi pada nilai pH yang melampau di bawah 2 atau di atas 10-11. Tetapi sesetengah protein tahan terhadap asid dan alkali. Contohnya, histon dan protamin tidak denaturasi walaupun pada pH 2 atau pH 10. Larutan kuat etanol dan aseton juga mempunyai kesan denaturasi pada protein, walaupun bagi sesetengah protein pelarut organik ini digunakan sebagai agen pengasinan.

  Logam berat, alkaloid telah lama digunakan sebagai pemendakan; mereka membentuk ikatan kuat dengan kumpulan polar protein dan dengan itu memecahkan sistem ikatan hidrogen dan ion.

  Perhatian khusus harus diberikan kepada garam urea dan guanidine, yang dalam kepekatan tinggi (untuk urea 8 mol/l, untuk guanidine hydrochloride 2 mol/l) bersaing dengan kumpulan peptida untuk pembentukan ikatan hidrogen. Akibatnya, pemisahan kepada subunit berlaku dalam protein dengan struktur kuaternari, dan kemudian terbentang rantai polipeptida. Sifat urea ini sangat menarik sehingga ia digunakan secara meluas untuk membuktikan kehadiran struktur protein kuaterner dan kepentingan organisasi strukturnya dalam pelaksanaan fungsi fisiologi.

Sifat-sifat protein yang didenaturasi . Ciri yang paling tipikal untuk protein ternyahatur ialah ciri-ciri berikut.

• Peningkatan bilangan kumpulan reaktif atau berfungsi berbanding molekul protein asli (kumpulan berfungsi ialah kumpulan radikal sampingan asid amino: COOH, NH 2, SH, OH). Sesetengah kumpulan ini biasanya terletak di dalam molekul protein dan tidak dikesan oleh reagen khas. Terbukanya rantai polipeptida semasa denaturasi mendedahkan kumpulan tambahan, atau tersembunyi ini.
• Pengurangan keterlarutan dan pemendakan protein (berkaitan dengan kehilangan cangkang penghidratan, terbentang molekul protein dengan "pendedahan" radikal hidrofobik dan peneutralan cas kumpulan kutub).
• Perubahan dalam konfigurasi molekul protein.
• Kehilangan aktiviti biologi yang disebabkan oleh pelanggaran organisasi struktur asli molekul.
• Pembelahan yang lebih mudah oleh enzim proteolitik berbanding dengan protein asli, peralihan struktur asli yang padat ke dalam bentuk longgar yang tidak dilipat memudahkan akses enzim kepada ikatan peptida protein, yang dimusnahkan.

Kualiti terakhir protein yang telah didenaturasi diketahui secara meluas. Pemprosesan terma atau produk lain yang mengandungi protein (terutamanya daging) menyumbang kepada penghadaman yang lebih baik dengan bantuan enzim proteolitik saluran gastrousus. Dalam perut manusia dan haiwan, agen denaturasi semula jadi dihasilkan - asid hidroklorik, yang, dengan menyahtukarkan protein, membantu mereka dipecahkan oleh enzim. Walau bagaimanapun, kehadiran asid hidroklorik dan enzim proteolitik tidak membenarkan penggunaan ubat protein melalui mulut, kerana ia didenaturasi dan segera berpecah, kehilangan aktiviti biologinya.

Kami juga ambil perhatian bahawa bahan denaturasi yang memendakan protein digunakan dalam amalan biokimia untuk tujuan lain selain daripada mengasinkannya. Pengasinan sebagai teknik digunakan untuk mengasingkan protein atau kumpulan protein tertentu, dan denaturasi digunakan untuk membebaskan campuran mana-mana bahan daripada protein. Dengan mengeluarkan protein, penyelesaian bebas protein boleh diperolehi atau kesan protein ini boleh dihapuskan.

Telah lama dipercayai bahawa denaturasi tidak dapat dipulihkan. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, penyingkiran agen denaturasi (eksperimen sedemikian dibuat menggunakan urea) memulihkan aktiviti biologi protein. Proses memulihkan sifat fizikokimia dan biologi protein yang didenaturasi dipanggil renaturasi atau renativasi. Jika protein yang didenaturasi (selepas penyingkiran bahan penyahnaturan) menyusun semula dirinya ke dalam struktur asal, maka aktiviti biologinya dipulihkan.

Halaman 4

jumlah muka surat: 7

Bentuk molekul protein. Kajian tentang konformasi asli molekul protein telah menunjukkan bahawa zarah ini dalam kebanyakan kes mempunyai bentuk yang lebih kurang simetri. Bergantung pada tahap asimetri, iaitu, nisbah antara paksi panjang (b) dan pendek (a) molekul protein, protein globular (sfera) dan fibrillar (filamen) dibezakan.

Globular adalah molekul protein di mana lipatan rantai polipeptida telah membawa kepada pembentukan struktur sfera. Di antara mereka terdapat sfera, elips dan berbentuk batang. Mereka berbeza dalam tahap asimetri. Sebagai contoh, albumin telur mempunyai b/a = 3, gliadin gandum mempunyai 11, dan zein jagung mempunyai 20. Banyak protein dalam alam semula jadi adalah globular.

Protein fibrillar membentuk filamen yang panjang dan sangat tidak simetri. Kebanyakannya mempunyai fungsi struktur atau mekanikal. Ini adalah kolagen (b / a - 200), keratin, fibroin.

Protein setiap kumpulan mempunyai ciri ciri mereka sendiri. Banyak protein globular larut dalam air dan larutan garam cair. Protein fibrillar larut dicirikan oleh larutan yang sangat likat. Protein globular, sebagai peraturan, mempunyai nilai biologi yang baik - ia diserap semasa pencernaan, manakala banyak protein fibrillar tidak.

Tiada sempadan yang jelas antara protein globular dan fibrillar. Sebilangan protein menduduki kedudukan pertengahan dan menggabungkan ciri-ciri kedua-dua globular dan fibrillar. Protein tersebut termasuk, sebagai contoh, myosin otot (b/a = 75) dan fibrinogen darah (b/a = 18). Myosin mempunyai bentuk seperti batang, serupa dengan bentuk protein fibrillar, namun, seperti protein globular, ia larut dalam larutan garam. Larutan miosin dan fibrinogen adalah likat. Protein ini diserap semasa penghadaman. Pada masa yang sama, aktin, protein otot globular, tidak diserap.

Denaturasi protein. Konformasi asli molekul protein tidak tegar, ia agak labil (lat. "labilis" - gelongsor) dan boleh diganggu secara serius di bawah beberapa pengaruh. Pelanggaran pembentukan asli protein, disertai dengan perubahan sifat asalnya tanpa memecahkan ikatan peptida, dipanggil denaturasi (Latin "denaturare" - untuk menghilangkan sifat semula jadi) protein.

Denaturasi protein boleh disebabkan oleh pelbagai sebab yang membawa kepada gangguan interaksi yang lemah, serta pemecahan ikatan disulfida yang menstabilkan struktur asalnya.

Memanaskan kebanyakan protein pada suhu melebihi 50°C, serta ultraviolet dan jenis penyinaran tenaga tinggi yang lain, meningkatkan getaran atom rantai polipeptida, yang membawa kepada gangguan pelbagai ikatan di dalamnya. Malah goncangan mekanikal boleh menyebabkan denaturasi protein.

Denaturasi protein juga berlaku akibat serangan kimia. Asid atau alkali kuat menjejaskan pengionan kumpulan berasid dan asas, menyebabkan gangguan ikatan ionik dan beberapa ikatan hidrogen dalam molekul protein. Urea (H 2 N-CO-NH 2) dan pelarut organik - alkohol, fenol, dsb. - memecahkan sistem ikatan hidrogen dan melemahkan interaksi hidrofobik dalam molekul protein (urea - disebabkan oleh pelanggaran struktur air, pelarut organik - disebabkan penubuhan hubungan dengan radikal asid amino bukan polar). Mercaptoethanol memusnahkan ikatan disulfida dalam protein. Ion logam berat mengganggu interaksi yang lemah.

Semasa denaturasi, perubahan dalam sifat protein berlaku dan, pertama sekali, penurunan keterlarutannya. Sebagai contoh, apabila direbus, protein menggumpal dan memendakan daripada larutan dalam bentuk bekuan (seperti ketika mendidih telur ayam). Pemendakan protein daripada larutan juga berlaku di bawah pengaruh pengendap protein, yang digunakan sebagai asid trichloroacetic, reagen Barnstein (campuran natrium hidroksida dengan kuprum sulfat), larutan tanin, dsb.

Semasa denaturasi, kapasiti penyerapan air protein berkurangan, iaitu keupayaannya untuk membengkak; kumpulan kimia baru mungkin muncul, contohnya: apabila terdedah kepada ukuran captoethanol - kumpulan SH. Akibat denaturasi, protein kehilangan aktiviti biologinya.

Walaupun struktur utama protein tidak terjejas oleh denaturasi, perubahan itu tidak dapat dipulihkan. Walau bagaimanapun, sebagai contoh, dengan penyingkiran urea secara beransur-ansur melalui dialisis daripada larutan protein yang didenaturasi, renaturasinya berlaku: struktur asli protein dipulihkan, dan bersama-sama dengannya, ke satu darjah atau yang lain, sifat aslinya. Denaturasi sedemikian dipanggil boleh balik.

Denaturasi protein yang tidak dapat dipulihkan berlaku semasa penuaan organisma. Oleh itu, sebagai contoh, benih tumbuhan, walaupun dalam keadaan penyimpanan yang optimum, secara beransur-ansur kehilangan kapasiti percambahannya.

Denaturasi protein berlaku apabila membakar roti, mengeringkan pasta, sayur-sayuran, semasa memasak, dan lain-lain. Akibatnya, nilai biologi protein ini meningkat, kerana protein yang telah didenaturasi (sebahagiannya musnah) lebih mudah diserap semasa penghadaman.

Titik isoelektrik protein. Protein mengandungi pelbagai kumpulan asas dan berasid yang mempunyai keupayaan untuk mengion. Dalam medium berasid kuat, kumpulan utama (kumpulan amino, dsb.) secara aktif terprotonasi, dan molekul protein memperoleh jumlah cas positif, dan dalam medium beralkali kuat, kumpulan karboksil mudah berpisah, dan molekul protein memperoleh jumlah cas negatif.

Sumber-sumber cas positif dalam protein ialah radikal sampingan lisin, arginin dan histidin, dan kumpulan a-amino bagi residu asid amino terminal-N. Sumber-sumber cas negatif ialah radikal sisi sisa-sisa asid aspartik dan glutamat, dan kumpulan α-karboksil sisa asid amino terminal-C.

Pada nilai pH tertentu medium, terdapat kesamaan cas positif dan negatif pada permukaan molekul protein, iaitu, jumlah cas elektriknya ternyata menjadi sifar. Nilai pH larutan ini, di mana molekul protein adalah neutral elektrik, dipanggil titik isoelektrik protein (pi).

Titik isoelektrik ialah pemalar ciri protein. Ia ditentukan oleh komposisi dan struktur asid amino: bilangan dan susunan sisa asid amino dan asas dalam rantai polipeptida. Titik isoelektrik protein, di mana sisa asid amino berasid mendominasi, terletak di kawasan pH.<7, а белков, в которых преобладают остатки основных аминокислот - в области рН>7. Titik isoelektrik kebanyakan protein berada dalam persekitaran yang sedikit berasid.

Dalam keadaan isoelektrik, larutan protein mempunyai kelikatan minimum. Ini disebabkan oleh perubahan dalam bentuk molekul protein. Pada titik isoelektrik, kumpulan bercas bertentangan tertarik antara satu sama lain, dan protein berpusing menjadi bola. Apabila pH beralih dari titik isoelektrik, kumpulan yang sama bercas menolak antara satu sama lain, dan molekul protein terbentang. Dalam keadaan terungkap, molekul protein memberikan larutan kelikatan yang lebih tinggi daripada digulung menjadi bola.

Pada titik isoelektrik, protein mempunyai keterlarutan yang minimum dan boleh memendakan dengan mudah.

Walau bagaimanapun, pemendakan protein pada titik isoelektrik masih tidak berlaku. Ini dihalang oleh molekul air berstruktur yang mengekalkan sebahagian besar radikal asid amino hidrofobik pada permukaan globul protein.

Protein boleh dimendakan menggunakan pelarut organik (alkohol, aseton), yang mengganggu sistem hubungan hidrofobik dalam molekul protein, serta kepekatan garam yang tinggi (mengasinkan), yang mengurangkan penghidratan globul protein. Dalam kes kedua, sebahagian daripada air pergi untuk melarutkan garam dan berhenti mengambil bahagian dalam pembubaran protein. Penyelesaian sedemikian, kerana kekurangan pelarut, menjadi tepu tepu, yang melibatkan pemendakan sebahagian daripadanya dalam mendakan. Molekul protein mula melekat bersama dan, membentuk zarah yang semakin besar, secara beransur-ansur memendakan daripada larutan.

Sifat optik protein. Penyelesaian protein mempunyai aktiviti optik, iaitu, keupayaan untuk memutar satah polarisasi cahaya. Sifat protein ini disebabkan oleh kehadiran unsur asimetri dalam molekulnya - atom karbon asimetri dan a-helix tangan kanan.

Apabila protein didenaturasi, sifat optiknya berubah, yang dikaitkan dengan pemusnahan a-helix. Sifat optik protein yang didenatur sepenuhnya hanya bergantung pada kehadiran atom karbon asimetri di dalamnya.

Dengan perbezaan dalam manifestasi sifat optik protein sebelum dan selepas denaturasi, seseorang boleh menentukan tahap spiralisasinya.

Reaksi kualitatif terhadap protein. Protein dicirikan oleh tindak balas warna kerana kehadiran kumpulan kimia tertentu di dalamnya. Tindak balas ini sering digunakan untuk mengesan protein.

Apabila kuprum sulfat dan alkali ditambah kepada larutan protein, warna ungu muncul, dikaitkan dengan pembentukan kompleks ion tembaga dengan kumpulan peptida protein. Oleh kerana tindak balas ini memberikan biuret (H 2 N-CO-NH-CO-NH 2), ia dipanggil biuret. Ia sering digunakan untuk penentuan kuantitatif protein, bersama-sama dengan kaedah I. Kjeldahl, kerana keamatan warna yang terhasil adalah berkadar dengan kepekatan protein dalam larutan.

Apabila larutan protein dipanaskan dengan asid nitrik pekat, warna kuning muncul disebabkan oleh pembentukan derivatif nitro asid amino aromatik. Tindak balas ini dipanggil xantoprotein(Bahasa Yunani "xanthos" - kuning).

Banyak larutan protein, apabila dipanaskan, bertindak balas dengan larutan nitrat merkuri, yang membentuk sebatian kompleks merah lembayung dengan fenol dan derivatifnya. Ini adalah ujian Millon kualitatif untuk tirosin.

Hasil daripada pemanasan kebanyakan larutan protein dengan plumbum asetat dalam medium alkali, mendakan hitam plumbum sulfida mendakan. Tindak balas ini digunakan untuk mengesan asid amino yang mengandungi sulfur dan dipanggil tindak balas Fohl.