Przeczytaj

bg‑azure

Doświadczenie

Polecenie 1

Mając do dyspozycji wodny roztwór białka, nasycony roztwór siarczanu( $VI$ ) amonu ${({NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$ , nasycony roztwór siarczanu( $VI$ ) ołowiu( $II$ ) ${PbSO}_{4}$ , bezwodny alkohol metylowy ${CH}_{3} OH$ , stężony roztwór kwasu siarkowodorowego $H_{2} S$ , zbadaj zachowanie się roztworu białka po dodaniu do niego wymienionych odczynników w nadmiarze. Zbadaj również wpływ temperatury na roztwór białka.

W oparciu o poniższy opis doświadczenia zapisz problem badawczy, hipotezę oraz wnioski.

RJTxT7aADBMKl

Problem badawczy:

Badanie wpływu czynników chemicznych oraz fizycznych na proces denaturacji białek.

Hipoteza:

Dodanie nasyconego roztworu siarczanu( $VI$ ) amonu, nasyconego roztworu siarczanu( $VI$ ) ołowiu( $II$ ), bezwodnego metanolu, stężonego kwasu siarkowodorowego, jak i działanie wysokiej temperatury prowadzą do denaturacji białek. W przypadku nasyconego roztworu siarczanu( $VI$ ) amonu, proces jest odwracalny w wyniku dodania wody destylowanej. Jeśli chodzi o pozostałe czynniki, proces denaturacji jest nieodwracalny.

Wnioski:

W wyniku działania soli metali ciężkich, stężonego kwasu, bezwodnego alkoholu oraz wysokiej temperatury, dochodzi do wytrącenia się białka z roztworu i następuje nieodwracalne zniszczenie struktury białka. W przypadku nasyconego roztworu siarczanu( $VI$ ) amonu, po dodaniu wody osad się roztworza.

bg‑azure

Wysalanie białek

Jedną z najbardziej użytecznych, aczkolwiek trudnych metod poznania struktury białek, jest rentgenografia strukturalna. Dzięki niej możemy poznać rozmieszczenie atomów, a co za tym idzie – aminokwasówaminokwasyaminokwasów w białku. Ma to ogromne znaczenie w badaniach nad nowymi lekami czy chorobami spowodowanymi mutacjami. Znając strukturę atomową białka, możemy namierzyć miejsce mutacji i badać odpowiednie metody leczenia. Minusem tej metody jest potrzeba otrzymania kryształu. Jednak białko otoczone jest cząsteczkami wody, co utrudnia krystalizację. Stąd jedną z metod otrzymywania kryształów białek jest wysalanie.

Wysalanie białek to odwracalny proces koagulacjikoagulacjakoagulacji, który polega na zmniejszeniu wzajemnych oddziaływań cząsteczek białek i wody.

Wysalanie może zachodzić m.in. w wyniku wprowadzenia do roztworu białka soli, np. ${({NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$ , $NaCl$ , ${Na}_{2} {SO}_{4}$ >, w dużym stężeniu. Jony tych soli silniej niż cząsteczki białka oddziałują z cząsteczkami wody, tworzącymi wokół białka tzw. otoczkę hydratacyjną. Na skutek działania jonów soli niszczona jest otoczka hydratacyjna, stabilizująca białko w roztworze, co prowadzi do wytrącenia białka z roztworu bez zniszczenia jego struktury. Dodanie do roztworu (z którego „wysolono” białko), rozpuszczalnika spowoduje ponowne „rozpuszczenie” osadu białka, czyli przejście w stan koloidukoloid liofilowykoloidu (peptyzacjępeptyzacjapeptyzację).

bg‑azure

Denaturacja

Denaturacja to nieodwracalny proces, który polega na niszczeniu przestrzennej struktury białka pod wpływem np. wysokiej temperatury, soli metali ciężkich, stężonych kwasów, formaliny, wysokiego ciśnienia czy promieniowania ultrafioletowego. Czynniki te powodują rozerwanie wiązań wodorowych, jonowych i mostków disiarczkowych, czyli niszczą oddziaływania stabilizujące strukturę przestrzenną łańcuchów polipeptydowych. Po denaturacji, białko traci właściwości biologiczne, fizyczne i chemiczne.

RGquSDuMxUfcj

Ilustracja przedstawia schemat denaturacji białka. Po lewej stronie znajduje się białko w postaci zwiniętej alfa helisy z wiązaniami, które stabilizują strukturę białka i występują co cztery aminokwasy w łańcuchu, co warunkuje jego kształt. Strzałka skierowana w prawą stronę z napisem denaturacja. Za strzałką znajduje się struktura rozplątanego białka bez konkretnej kształtu, wiązania stabilizujące uległy zerwaniu. — Ogólny schemat dentauracji
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

aminokwasy

związki organiczne powszechnie występujące w organizmach żywych, zawierające w cząsteczce co najmniej jedną grupę karboksylową ( $— COOH$ ) i co najmniej jedną grupę aminową ( $— {NH}_{2}$ ).

biopolimery

(gr. bios „życie”, poly „wielo”, meros „część”), ogólna nazwa wielkocząsteczkowych związków organicznych występujących w świecie roślinnym i zwierzęcym

dalton

Da, w naukach biologicznych nazwa jednostki masy równoważnej, jednostka masy atomowej

koloid liofilowy

roztwór koloidowy (zol), w którym cząstki fazy rozproszonej ulegają solwatacji, jeżeli rozpuszczalnikiem jest woda mówi się o koloidach hydrofilowych

koagulacja

(łac. coagulatio „ścinanie się”, „krzepnięcie”), łączenie się cząstek układu zdyspergowanego (dyspersyjny układ) w zwarte zespoły cząstek

peptyzacja

przejście żelu lub osadu w zol; zachodzi pod wpływem roztworów elektrolitów lub w wyniku przemywania (np. wodą) świeżo strąconych osadów albo w wyniku zmieszania rozdrobnionej substancji gruboziarnistej z fazą rozpraszającą w obecności niewielkich ilości tzw. peptyzatorów – substancji ułatwiających rozdrobnienie do stanu koloidowego

Bibliografia

M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – S

Doświadczenie

Wysalanie białek

Denaturacja

Słownik

Bibliografia