Лабораторная работа. Тема «Химия белков»

Цель: Изучение свойств белков. Реакции осаждения

Белки в растворе сохраняются в нативном (природном) состоянии за счет факторов устойчивости, а именно: заряда белковой молекулы и наличия гидратной (водной) оболочки вокруг ее. В основе реакций осаждения лежит снятие заряда с белковой молекулы и удаление водной оболочки вокруг ее.

Опыт №1. Обратное осаждение белков «высаливание»

Принцип метода. Обратимое осаждение белков состоит в том, что при удалении факторов осаждения, белки, выпавшие в осадок вновь растворяются в воде и приобретают свои нативные свойства, что подтверждает биуретовая реакция.

Высаливание проводят с помощью нейтральных растворов концентрированных солей щелочных и щелочно-земельных металлов. Выпадение различных белков в осадок зависит от молекулярной массы и величины их молекул, от их заряда.

При высаливании в первую очередь в осадок выпадают крупные и плотные молекулы белка (глобулины) при меньшей концентрации солей, а альбумины высаливаются более концентрированными растворами солей.

Исследуемый материал: неразведенный яичный белок.

Реактивы: насыщенный раствор хлорида натрия, порошок хлорида натрия, 1% раствор сульфата меди, 10% раствор гидроксида натрия.

Ход работы: в пробирку налить 30 капель неразведенного яичного белка и добавить 30 капель насыщенного раствора хлорида натрия. Образуется осадок. Через 5 минут отфильтровать осадок. Стеклянной палочкой снять осадок с фильтра в пробирку, растворить его, добавив пять капель дистиллированной воды, и провести биуретовую реакцию. В пробирку с фильтратом добавить порошок хлорида натрия до полного насыщения раствора, то есть до тех пор пока не прекратится растворение соли. Образуется осадок. Осадок отфильтровать, снять с фильтра, растворить в воде и провести с ним биуретовую реакцию.

Задание:

1. Как называется обратимое осаждение белков?
2. Укажите какие белки выпадают в осадок в первую очередь?
3. Что произошло с яичным белком в процессе высаливания?
4. Какая реакция доказывает, что белок не потерял свои нативные свойства при высаливании, как эта реакция проводится и что она определяет в белке?
5. Растворы солей каких металлов используют при высаливании?
6. За счет каких факторов устойчивости белки сохраняются в нативном состоянии?

Опыт №2 «Необратимое осаждение при кипячении»

Принцип метода. Необратимое осаждение белков состоит в том, что при удалении факторов осаждения белки теряют свои нативные свойства в связи с глубоким нарушением структуры белков (вторичной и третичной), то есть происходит денатурация белков.

Наиболее полное и быстрое осаждение наблюдается в изоэлектрической точке, то есть при значении pH среды, когда суммарный заряд белковой молекулы равен нулю.

При нагревании белка свыше 50-60º наступает тепловая денатурация, которая заключается в развертывании полипептидной цепи и разрушении гидратной оболочки. При этом раствор белка мутнеет.

Куриный белок обладает кислыми свойствами, имеет отрицательный заряд и осаждается в слабокислой среде (изоэлектрическая точка его равна pH 4,8).

В сильнокислой и сильнощелочной среде денатурированный белок в осадок не выпадает, так как в сильнокислой среде белок приобретает положительный заряд, а в сильнощелочной среде отрицательный заряд белка увеличивается.

Исследуемый материал: 1% раствор яичного белка

Оборудование: водяная баня, штатив с пробирками, капельницы.

Реактивы: 10% раствор гидроксида натрия, 1% и 10% растворы уксусной кислоты

Ход работы: В штативе установить четыре пробирки, пронумеровать и прилить в каждую пробирку по 10 капель 1% раствора яичного белка. Затем на водяной бане: первую пробирку нагреть до кипения, во вторую пробирку добавить одну каплю 1% раствора уксусной кислоты и нагреть до кипения, в третью пробирку добавить одну каплю 10% раствора уксусной кислоты и нагреть до кипения, в четвертую пробирку добавить одну каплю 10% раствора гидроксида натрия и нагреть до кипения. Проанализировать содержимое всех пробирок после их нагревания. (первая и вторая пробирки — белок свернулся, в третьей и четвертой — нет.)

Задание: Укажите в какой пробирке белок выпал в осадок, а в каких пробирках осаждение белка не наблюдалось. Объясните и сделайте вывод.

Опыт №3. Необратимое осаждение белков солями тяжелых металлов

Принцип метода: Белки при взаимодействии с солями свинца, меди, ртути, серебра денатурируются и выпадают в осадок. В основе этого процесса лежит адсорбция металла на поверхности белковой молекулы с образованием нерастворимого комплекса.

При избытке некоторых солей (сульфата меди), наблюдается растворение образовавшегося осадка. Это объясняется тем, что на поверхности денатурированного белка происходит накопление ионов металла и появление положительного заряда на белковой молекуле. При избытке солей серебра, ртути растворение белка не происходит.

Исследуемый материал: 1% раствор яичного белка

Реактивы: 10% раствор сульфата меди, 5% раствор ацетата свинца, 5% раствор нитрата серебра.

Ход работы: в штативе установить три пробирки, пронумеровать и прилить в каждую пробирку по пять капель 1% раствора яичного белка. Затем в первую пробирку добавить 1 каплю раствора сульфата меди, во вторую пробирку 1 каплю раствора ацетата свинца, в третью 1 каплю раствора нитрата серебра.

Наблюдайте за выпадением осадка в пробирках. Затем к образовавшимся осадкам добавить: в первую пробирку 10 капель сульфата меди, во вторую пробирку 10 капель раствора ацетата свинца, в третью пробирку 10 капель раствора нитрата серебра. Наблюдайте, в каких пробирках происходит растворение осадка (растворяется только в первой).

Задание: Укажите при действии избытка каких солей металла происходит растворение осадка. Объясните и сделайте вывод.