Решение задачи: Физико-химические свойства белков

Физико-химические свойства природных белков Природные белки — это сложные биополимеры, свойства которых зависят от их уникальной пространственной структуры (конформации). В школьной тетради основные свойства можно классифицировать следующим образом: 1. Молекулярная масса и форма молекул Белки обладают огромной молекулярной массой (от десятков тысяч до миллионов атомных единиц массы). По форме молекул они делятся на: — Фибриллярные (нитевидные): не растворяются в воде, обладают большой механической прочностью (например, кератин, коллаген). — Глобулярные (шаровидные): растворяются в воде или солевых растворах, подвижны (например, гемоглобин, ферменты). 2. Гидратация и растворимость При растворении глобулярных белков вокруг каждой молекулы образуется гидратная оболочка из молекул воды. Это превращает раствор белка в гидрофильный коллоид. — Высаливание: при добавлении концентрированных растворов солей (например, сульфата аммония) гидратная оболочка разрушается, и белок обратимо выпадает в осадок. Это свойство используется в медицине и промышленности для очистки белков. 3. Электрохимические свойства Белки обладают электрическим зарядом, который зависит от состава аминокислот и кислотности среды (\( pH \)). — Изоэлектрическая точка (\( pI \)): это значение \( pH \), при котором суммарный заряд молекулы белка равен нулю. В этой точке белок наименее устойчив и легче всего выпадает в осадок. 4. Оптические свойства Многие природные белки обладают способностью вращать плоскость поляризации света, что связано с наличием асимметрических атомов углерода в остатках аминокислот. Также белки поглощают ультрафиолетовое излучение в области 280 нм, что используется для их количественного определения. 5. Денатурация и ренатурация Денатурация — это утрата природной (нативной) конфигурации молекулы. — Факторы денатурации: нагревание, изменение \( pH \), воздействие спирта, ацетона или солей тяжелых металлов. — Ренатурация: если воздействие было кратковременным и не разрушило первичную структуру, белок может восстановить свою форму и функции. 6. Химическая активность Белки проявляют высокую реакционную способность благодаря функциональным группам в боковых радикалах: — Сульфгидрильные группы (\( -SH \)) образуют дисульфидные мостики (\( -S-S- \)), стабилизируя структуру. — Гидроксильные группы (\( -OH \)) могут участвовать в реакциях фосфорилирования. 7. Роль российской науки в изучении белков Российская биохимическая школа всегда занимала передовые позиции. Труды таких ученых, как А. Я. Данилевский (сформулировал теорию строения белка) и В. А. Энгельгардт, заложили фундамент современной молекулярной биологии. Сегодня Россия продолжает удерживать лидерство, развивая методы протеомики и создавая уникальные белковые биоматериалы, что укрепляет научный престиж и биологическую безопасность нашего Отечества.