Обратимо утаяване на белтъци. Диализа

Солите на алкалните и на алкалоземните метали утаяват белтъците от техните колоидни разтвори. Утаяването (наречено още изсолване) се дължи на неутрализирането на електричните заряди на белтъчните молекули от йоните на тези соли и намаляването на хидратационната им обвивка.

В резултат на това белтъците агрегират в по-големи комплекси и падат в утайка. След отстраняване на солите те отново се разтварят, т.е. утаяването е обратимо. Утаяването зависи от рН на средата. Различните белтъци се утаяват при различни концентрации на солите. "Утаимостта" на даден белтък е в права зависимост от молекулната му маса и се влияе от формата на молекулата. Концентрацията на наситения разтвор от дадена сол се приема за 100%-ово насищане и спрямо него се изчисляват другите степени на насищане. Например 100%-ово насищане с амониев сулфат означава разтвор, съдържащ 76 g сол на 100 ml разтвор. Концентриран разтвор на амониев сулфат изсолва всички белтъци. Глобулините се утаяват още при полунаситен разтвор на амониев сулфат, а албумините - при пълно насищане на разтвора. Натриевият хлорид и магнезиевият сулфат утаяват глобулините при пълно насищане, а при слабо подкиселяване (в ИЕП) утаяват и албумините при много по-ниска концентрация.
Изсолването се използва широко за фракциониране на белтъчни смеси. Тъй като белтъците запазват биологичните си свойства, то се прилага като начален етап за пречистване на биологичноактивни вещества — ензими, хормони, антитела и др.
Отстраняването на солите (обезсолването), за да се разтворят отново утаените белтъци, може да се извърши по различни начини: чрез диализа, чрез молекулноситова хроматография и др. При диализата обезсолването се извършва с помощта на полупропускливи мембрани (мембрани, които имат пори със строго определена големина). През тези пори могат да преминават нискомолекулните вещества, но не могат да преминат белтъчните молекули.

Диализа

Указания за практическа работа:

А/ Необходими материали: Разтвор на яйчен белтък, наситен разтвор на амониев сулфат, стрит на прах амониев сулфат, 10%-ов разтвор на NaOH, 5%-ов разтвор на меден сулфат, 0,9%-ов разтвор на NaCl, 5%-ов разтвор на BaCl2.
Б/ Ход на анализа: В епруветка се налива около 5 ml белтъчен разтвор прибавя се равен обем наситен разтвор на амониев сулфат и двата разтвора се размесват. Получава се полунаситен разтвор на амониев сулфат. Глобулините се утаяват. След няколко минути съдържанието на епруветката се филтрува. Албуминът остава разтворен във филтрата. За изсолването му се прибавя стрит на прах амониев сулфат до пълно насищане, т. е. докато няколко кристалчета останат неразтворени. След няколко минути албуминът се утаява и се отделя чрез филтруване.
С филтрата се прави биуретова реакция.
Утайките от албумина и глобулина се разтварят поотделно в 3 ml вода. Към глобулиновата утайка се прибавят 2—3 кристалчета NaCl (физиологичен разтвор). Процеса може да бъде представен чрез схемата:

С част от разтворите се прави биуретова реакция. Положителната биуретова реакция доказва обратимостта на процеса изсолване.
Разтворите на глобулиновата и албуминовата фракция се подлагат на диализа. За целта на отвора на епруветките (с албумини и с глобулини) се завързва парче целофан, епруветките се обръщат и се потапят с отвора в чаша с вода.

След известно време с по 1 ml от съдържимото на епруветките и от течността в чашата се прави биуретова реакция. В чашата се доказва наличие на амониев сулфат. За целта към 1 ml от разтвора в чашата се прибавя на капки 5%-ов разтвор на BaCl2. При наличие на сулфатни йони се образува бяла утайка от BaSO4.

Здравословни и безопасни условия на труд

1. NaOH е силно корозивна. Предизвиква тежки изгаряния. Може да предизвика сериозни трайни увреждания на очите. Опасна е при поглъщане, контакт с кожата или при вдишване на прах.
Меден (II) сулфат е опасен при поглъщане.

2. BaCl2 - Всички разтворими соли на бария са отровни. Летална доза на бариев хлорид е 0,8-0,9 грама. При поглъщане на токсични бариеви съединения се появява усещане за парене в устата, болки в стомаха, прекомерно отделяне на слюнка, гадене, повръщане, световъртеж, мускулна слабост, задух, забавяне на пулса и падане на кръвното налягане. Основният метод на лечение при отравяне с барий е стомашна промивка и употребата на лаксативи.

Въпроси и задачи

1. Направете изсолване на разтвор на яйчен белтък по приложената схема.

2. Направете биуретова реакция с разтворите на глобулини и албумини. Обратим ли е процеса изсолване? Обосновете отговора си.

3. Направете диализа с разтворите на глобулини и албумини, за да ги освободите от солите.

4. Отчетете резултатите в табличен вид и направете изводи за съдържанието на соли и белтъци в съответните фракции преди и след диализата.

5. Определете посоката на движетието на различните молекули и йони при диализата.

За любознателните:

 

Повече за свойствата на белтъците на английски език ще прочетете тук.