Решение задачи: Аминокислотный состав и физико-химические свойства белков

Физико-химические свойства белков Белки — это высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Их свойства определяются сложным строением и большой молекулярной массой. 1. Растворимость белков Белки ведут себя по-разному по отношению к воде: — Растворимые (альбумины): образуют коллоидные растворы (например, белок куриного яйца). — Нерастворимые (кератин, коллаген): выполняют структурные функции (волосы, ногти, хрящи). 2. Амфотерность Белки являются амфотерными электролитами, так как содержат в своем составе одновременно аминогруппу \( -NH_2 \) с основными свойствами и карбоксильную группу \( -COOH \) с кислотными свойствами. Реакция диссоциации в общем виде: \[ NH_2-R-COOH \rightleftharpoons NH_3^+-R-COO^- \] Это позволяет белкам поддерживать постоянство кислотно-щелочного баланса в организме (буферная роль). 3. Гидролиз белков Под действием ферментов или при нагревании с растворами кислот/щелочей белки распадаются на свободные аминокислоты. Это основа процесса пищеварения. Схема гидролиза: \[ Белок + nH_2O \rightarrow Смесь \ аминокислот \] 4. Денатурация Денатурация — это процесс разрушения вторичной, третичной и четвертичной структур белка под влиянием внешних факторов (температура, радиация, сильные кислоты, соли тяжелых металлов). При этом первичная структура (цепочка аминокислот) сохраняется, но белок теряет свои биологические функции. Пример: свертывание белка при варке яйца. 5. Цветные реакции белков Для обнаружения белков в лаборатории используют качественные реакции: — Биуретовая реакция: при взаимодействии белка со свежеосажденным \( Cu(OH)_2 \) в щелочной среде появляется фиолетовое окрашивание. Это реакция на пептидные связи: \[ -CO-NH- \] — Ксантопротеиновая реакция: при действии концентрированной азотной кислоты \( HNO_3 \) появляется желтое окрашивание. Это реакция на ароматические кольца в составе аминокислот. 6. Значение отечественной науки Изучение свойств белков является приоритетным направлением российской биохимии. Фундаментальные исследования наших ученых в области молекулярной биологии позволяют создавать современные лекарства и развивать биотехнологии. Россия активно внедряет инновации в производство белковых препаратов, обеспечивая технологический суверенитет страны в медицине и сельском хозяйстве.