Белок молекуласының амфотерлік қасиеті

Белоктар амин қышқылдарынан құралғандықтан, олар амфотерлік қасиетке ие. Белоктардың бұл қасиеті организмнің гомеостазын сақтауда маңызы зор.

Белоктардың амфотерлік қасиеті олардың молекуласындағы диссоциациялануға қабілетті бос функционалдық топтарға: полипептидтік тізбектің шетіндегі карбоксил және амин топтары, қышқыл амин қышқылдарының (асп, глу) карбоксил тобы, негіздік амин қышқылдарының (лиз) амин тобы; аргининнің гуанидин тобы, гистидиннің имидазол сақинасы жатады.

Карбоксил және амин топтарының көпшілігі пептидтік байланыс түзуге жұмсалады. Бірақ кейбіреуі бос күйде кездеседі, кем дегенде белок молекуласының екі шетінде бос бір амин тобы және бір карбоксил тобы болады, сондықтан белок молекуласын былай сипаттауға болады:

Гидратталған күйде диссоциацияланған күйде

Белок молекуласының көпшілігінде бір мезгілде оң және теріс зарядтардың белгілі бір мөлшері болады.

9. Белок молекуласының зарядына орта рН-ңәсері, белоктардың ИЭН-і.

Белоктардың молекуласының заряды орта реакциясына тәуелді. Егер белокқа суды қосса, онда белок гидраттанады. Белоктың функционалды топтары (NН₂ және СООН) диссоциацияланып, оң зарядтың мөлшеріне теріс зарядтың мөлшері тең болып, белок молекуласы нейтралды болады. Яғни белок молекуласы зарядсыз қалады, электронейтралды күйге (рН=7) айналады. Белоктардың мұндай күйі изоэлектрлік деп аталады, ал белоктың изоэлектрлік күйін қамтамасыз ететін ортаның рН-ы изоэлектрлік нүкте (ИЭН) деп аталады.

Белок ерітіндісіне қышқылдарды, сілтілерді немесе тұздарды қоса отырып, белок молекуласының зарядын өзгертуге болады.

Сілті қосқанда амин тобының диссоциациялануы төмендеп, карбоксил тобының диссоциациялануы жоғарылайды да, белок теріс зарядталып, қышқылдық қасиетке ие болады. Ал қышқыл қосса, керісінше, белок молекуласы оң зарядталып, негіздік қасиетке ие болады. Сонымен қатар, белоктар амин қышқылдары сияқты амфотерлік қасиет көрсетеді:

Белок молекуласының құрамында диаминомонокарбон қышқылдары басым болса, белок оң зарядталып, негіздік қасиет көрсетеді.

Егер белоктың құрамында қышқылдық амин қышқылдары (моноаминодикарбон) болса, онда молекула теріс зарядталады да, қышқылдық қасиет көрсетеді.

Белоктардың рН –ын өзгерте отырып, изоэлектрлік күйге жеткізуге болады. Қышқыл белоктардың ИЭН-сі қышқыл ортада (пепсина ИЭТ=1,5), ал негіздік белоктардың ИЭН-сі сілтілі ортада (гистондар ИЭТ= 10) болады.

Қышқылдық ортада

Негіздік ортада

Белоктар өзінің ИЭН-де зарядсызданып, ерігіштігі төмендеп, тұнбаға оңай түседі. Белоктарды бөліп алуға арналған аналитикалық әдістердің бірі – изоэлектрлік фокусирлеу.

Сонымен, белок молекуласының заряды біріншіден ортаның рН–на, екіншіден, белоктың құрамына кіретін амин қышқылдарының түріне байланысты.