Физико- химические свойства белков

1.

Физико-химические
свойства белков
преподаватель ПРЦ
Бейшебаева Ч.Р.

2.

Физико-химические свойства
• Форма молекул
• Молекулярная масса
• Суммарный заряд молекулы
• Растворимость
• Осаждение (обратимое и
необратимое)
• Конформационная
лабильность (подвижность)

3.

Форма белковых молекул
• глобулярная
альбумины,
глобулины, ферменты
• фибриллярная
фибриноген, миозин

4.

Молекулярная масса
зависит от количества аминокислот и от
количества протомеров
Белки
Молекулярный вес
Миоглобин
Гемоглобин
Альбумины
Креатинкиназа MB
Лактатдегидрогеназа
Иммуноглобулин G
17 кДа
64 кДа
15-70 (65) кДа
87 кДа
144 кДа
150 кДа

5.

Суммарный заряд молекулы
зависит от:
• Соотношения положительно и
отрицательно заряженных групп
на поверхности белковой
молекулы
• pH среды

6.

По электрохимическим признакам
белки делятся на
кислые
основные
нейтральные
карбоксильных аминогрупп
групп больше,
больше, чем
чем аминогрупп карбоксильных
количество
аминогрупп равно
количеству
карбоксильных
Альбумины
Иммуноглобулины
pI = 4,7
Гистоны
pI = 9,5-12,0
pI = 7,0-7,3

7.

Растворимость зависит от:
• Формы молекул
• Молекулярного веса
• Соотношения полярных и неполярных
групп на поверхности молекулы
• Заряда молекулы
• pH среды
• Температуры

8.

Гидратная оболочка

9.

Свойства белковых растворов
Сходство с истинными
растворами
• Устойчивость
• Самопроизволь
ная хорошая
растворимость
Сходство с коллоидными
растворами
• Высокая вязкость
• Высокое онкотическое
давление
• Эффект
светорассеивания и
светопреломления
• Не способность к
диализу

10.

Диализ –
удаление из растворов
высокомолекулярных
соединений примесей
низкомолекулярных веществ с
помощью полупроницаемых
мембран

11.

Схема диализа

12.

Применение в медицине (гемодиализ)

13.

14.

Эффект Тиндаля

15.

16.

Использование эффекта Тиндаля
• Нефелометрия — метод количественного
анализа, основанный на измерении
интенсивности света, рассеянного частицами
мутной среды. Мутные среды образуют
суспензии, эмульсии, коллоидные растворы.
Турбодиметрия - метод анализа, основанный
на измерении ослабления интенсивности
светового потока при прохождении его через
мутную среду.

17.

Высаливание –
это процесс обратимого
осаждения белков под
действием
водоотнимающих факторов

18.

19.

20.

Денатурация это процесс разрушения
нативной структуры белка
(четвертичной, третичной,
вторичной)

21.

Денатурация

22.

23.

Факторы высаливания
1. Cоли щелочных и
щелочноземельных металлов
2. Соли аммония
3. Ацетон
4. Спирт 70%

24.

Физические факторы денатурации
1.Температура
2. Давление
3. Механические воздействия
(вибрация)
4.Ультразвуковые излучения
5.Ионизирующие излучения

25.

Химические факторы денатурации
1. Кислоты и щелочи
2. Органические растворители
(фенол, крезол)
3. Детергенты
4. Соли тяжелых металлов
5. Окислители

26.

Применение в медицине
высаливание
денатурация
1.Приготовление
1. Асептика и антисептика
кристаллических
2. Пастеризация
белковых препаратов, 3. Стерилизация
хранение плазмы в
4. Лечение доброкачественных
сухом виде
опухолей
2.Разделение белковых 5. Удаление белков из
фракций
биологических жидкостей
для определения
низкомолекулярных
соединений

27.

Методы разделения белков
1. Фракционное высаливание
2. Ультрацентрифугирование
3. Хроматография
4. Гель-фильтрация
5. Электрофорез
6. Изоэлектрофокусирование

28.

Метод фракционного высаливания
основан на различии в размерах гидратной
оболочки;
Анионы и катионы разрушают гидратную оболочку
белков, являющуюся одним из факторов устойчивости
белковых растворов
альбумины
глобулины
Молекула
белка
Гидратная
оболочка

29.

Ультрацентрифугирование
Метод разделения белков, основанный на
различии в молекулярных массах
Виды ультрацентрифугирования:
1.Дифференциальное: этот вид основан на
многоэтапном изменении скорости и времени.
2.Зональноскоростное: проводиться в один этап,
требуется длительное время (до 24 часов),
белки разделяются одномоментно в градиенте
плотности

30.

Угловые роторы

31.

Бакет-роторы

32.

Принцип устройства
ультрацентрифуг

33.

Зональноскоростное

34.

Ультрацентрифугирование в
градиенте плотности

35.

36.

37.

Центрифуги

38.

Хроматография
Белки разделяются,
распределяясь между
подвижной и неподвижной фазой, при этом
подвижная
фаза
перемещается
через
неподвижную.
Типы хроматографии:
• Адсорбционная
• Распределительная
• Ионообменная
• Аффинная
• Гель-хроматография

39.

Принцип хроматографии

40.

Принцип устройства хроматографа

41.

Принцип устройства хроматографа

42.

Адсорбционная
Разделение компонентов смеси, основанное на их
различной сорбируемости на твердом адсорбенте
Распределительная
Метод разделение белка за счет различной
полярности.

43.

Распределительная хроматография
на бумаге

44.

Распределительная хроматография
на бумаге

45.

Ионообменная
метод
фракционирования,
основанный
на
связывании ионизированных групп белков с
противоположно
заряженными
группами
ионообменных нерастворимых полимеров.

46.

47.

Гель-фильтрация

48.

Аффинная хроматография
специфичный метод выделения индивидуальных
белков, основанный на избирательном
взаимодействии белков с лигандами,
прикреплёнными к твёрдому носителю.

49.

Хроматографы

50.

51.

Электрофорез белков
Метод основан на том, что при определённом
значении рН и ионной силы раствора белки
двигаются в электрическом поле со скоростью,
пропорциональной их суммарному заряду.

52.

Скорость движения частиц в
электрическом поле зависит от:
1.Величины суммарного заряда
2.Размеры и формы частиц
3.Силы электрического тока и
напряжения
4.Свойств носителя, на котором проводят
раздельно
5. pH буферного раствора
6.Температуры

53.

Принцип устройства прибора для
горизонтального электрофореза

54.

Прибор для вертикального
электрофореза

55.

Камеры для электрофореза

56.

Прибор для электрофореза в геле на
пластинках

57.

Гель-электрофорез

58.

Принцип устройства прибора для
гель-электрофореза

59.

Электрофореграмма

60.

Основные фракции белков крови

61.

Прибор для электрофореза

62.

63.

64.

Примеры электрофореграмм в
норме и при патологии