Oqsillarning fizik-kimyoviy xossalari

2. Oqsillarning eruvchanligi va unga ta’sir etuvchi omillar. Oqsillarning – gidrofil, suvsevar kolloidlar qatoriga kiradi. Agar quruq oqsil suvda eritiladigan bo`lsa, u barcha gidrofil yuqori molekulali birikmalar singari bo`kadi, keyin esa oqsil molekulalari sekinlik bilan eritmaga o`ta boshlaydi. Bo`kish davomida suv molekulalari oqsilning ichiga o`tadi va uning qutbli guruhlari bilan bog`lanadi. Polipeptid zanjirining mustahkam taxlami shishadi. Bo`kkan oqsilni qaytar eritma deb hisoblash mumkin, ya’ni yuqori molekulali modda – oqsilda suv molekulalarining eritmalarini bo`lishi. Suvni yanada shimilishi oqsil molekulasining umumiy massadan ajralishi va erishiga olib keladi. Lekin bo`kish har doim ham erishga olib kelmaydi; ayrim oqsillar, masalan, kollagen ko`p suv yutsa ham bo`kkan holatda qolaveradi.

Erish hodisasi oqsillarning gidratatsiyasi, ya’ni suv molekulalarining oqsillar bilan bog`lanishi asosida yuzaga keladi. Gidratlangan oqsil suv molekulasi bilan mustahkam bog`langan bo`lib, uni uzish judayam qiyin. Bu esa oddiygina adsorbtsiya emas, balki manfiy zaryad tutuvchi kislotali aminokislotalar va musbat zaryad tutuvchi asosli aminokislotalarning qutbli guruhlari bilan suv molekulalarining elektrostatik bog`lanishini ko`rsatadi.

Lekin gidratlangan oqsilning bir qismi vodorod bog`lari yordamida suv molekulalari bilan bog`langan peptid guruhlari bilan bog`lanadi. Masalan, qutbsiz yon zanjirga ega bo`lgan oqsillar ham suv bilan bog`lanib, bo`kadi. Kollagen tarkibida qutbsiz aminokislotalar ko`p saqlagan holda ko`p miqdordagi suvni bog`lashini bunga misol keltirishimiz mumkin. Peptid guruhlari bilan bog`langan suv cho`zilgan polipeptid zanjirini suradi. Ammo zanjirlar orasidagi bog`lar (ko`priklar) oqsil molekulasining bir-biridan uzilishiga va eritmaga o`tishiga yo`l qo`ymaydi. Tarkibida kollagen saqlovchi mahsulot qizdirilganda kollagen tolalaridagi zanjirlararo bog`lar uziladi va ajralgan polipeptid zanjir eritmaga o`tadi. Bunday holatdagi qisman gidrolizlangan eritmali kollagenga jelatina deb aytiladi. Jelatina kimyoviy tarkibi bo`yicha kollagenga yaqin bo`lib, oson bo`kadi va suvda yopishqoq eritma hosil qiladi. Gel hosil qilish jelatinaning asosiy xususiyati hisoblanadi. Jelatinaning suvli eritmalari amaliy tibbiyotda plazmani o`rnini bosuvchi va qon to`xtatuvchi modda sifatida, gel hosil qilishidan esa farmatsevtika amaliyotida kapsula tayyorlashda foydalaniladi.

Oqsilning erishiga ta’sir etuvchi omillar. Turli oqsillarning erishi ulardagi aminokislotalarning tarkibiga (qutbli aminokislotalar qutbsiz aminokislotalarga qaraganda yaxshiroq eriydi), tuzilish xususiyatlariga (globulyar oqsillar fibrillyar oqsillarga nisbatan yaxshiroq eriydi) va erituvchining xususiyatlariga bog`liq. Masalan, o`simlik oqsillari – prolaminlar 60-80% li spirtda, albuminlar – suvda va tuzlarning kuchsiz eritmalarida eriydi; kollagen va keratin esa ko`pchilik erituvchilarda erimaydi.

Oqsillarning eritmalaridagi turg`unligi oqsil molekulasi zaryadi va gidratlangan qobig`iga bog`liq. Oqsil zaryadi bilan yoki undagi qutbli aminokislotalar soni bilan gidratatsiya o`rtasida uzviy bog`liqliklar bor: oqsilda qutbli aminokislotalar qancha ko`p bo`lsa, shuncha ko`p suv bog`lanadi ( 1g oqsil hisobida). Ba’zi hollarda oqsilning gidratlangan qobig`i kattalashib ketadi va gidratlangan suv uning og`irligining 1/5 qismigacha erishi mumkin.

Ayrim oqsillar kuchli gidratlanadi, lekin yomon eriydi. Masalan, kollagen boshqa yaxshi eriydigan globulyar oqsillarga nisbatan ko`p suv bog`laydi, ammo erimaydi. Uning erishiga struktura xususiyatlari – polipeptid zanjirlar o`rtasidagi ko`ndalang bog`lar xalal beradi.

Oqsilning eruvchanligi ularning molekulasidagi gidrofil guruhlarning soniga, molekulalarining o`lchamiga, shakliga va yig`indi zaryadining miqdoriga bog`liq. Oqsillarning eruvchanligi izoelektrik nuqtada kam bo`ladi. Chunki molekulalar o`rtasida ularni bir-biridan itaradigan elektrostatik kuch bo`lmaydi.

Neytral tuzlarning ta’siri. Kam miqdordagi neytral tuzlar hattoki toza suvda erimaydigan oqsillar, masalan, evglobulinlarning ham eruvchanligini oshiradi. Bunday holat tuz ionlarining oqsilni qarama-qarshi zaryadlangan molekulalari bilan o`zaro ta’sirlashib, oqsil molekulalari orasidagi tuzli ko`priklarni buzishi natijasi deb qaraladi. Tuz miqdorining oshirilishi (eritmaning ion kuchining ortishi) qarshi ta’sir ko`rsatadi.

Muhit pH ining ta’siri. Muhitning pH i oqsilning zaryadiga, shu bilan birga uning erishiga ham ta’sir etadi. Oqsil o`zining izoelektrik nuqtasida, ya’ni zaryadlarining yig`indisi nolga teng bo`lganda barqaror bo`lmaydi. Zaryadning yo`qolishi oqsil molekulalari yaqinlashishi, yopishishi va cho`kmaga tushishini osonlashtiradi. Demak, oqsilning eruvchanligi va turg`unligi uning izoelektrik nuqtasidagi muhit pHida eng kam darajada bo`ladi.

Haroratning ta’siri. Oqsilning eruvchanligi bilan harorat o`rtasida qattiq bog`lanish yo`q. Ammo globulin, pepsin, mushak fosforilazasi kabi oqsillar suvda va tuzli eritmalarda harorat oshirilishi bilan yaxshi; mushak aldolazasi, gemoglobin kabi oqsillar esa yomon eriydi.

Har xil zaryadlangan oqsillarning ta’siri. Agar polianion - kislotali oqsillarga polikation – asosli oqsillar qo`shilsa, agregatlar hosil bo`ladi. Bunday hollarda zaryadlarning neytrallanishi natijasida turg`unlik yo`qoladi va oqsillar cho`kmaga tushadi. Ba’zi vaqtlarda bu xususiyatdan oqsillar aralashmasidagi kerakli oqsilni ajratib olishda foydalaniladi.

Suv shimuvchi moddalar, organik erituvchilar- etil spirti, metil spirti, atseton, ishqoriy metallar – neytral tuzlarning quyuq eritmalari oqsilning suv pardasini buzib, uning eruvchanligini pasaytirib yuboradi. Oqsilning eritmasiga mana shu organik suyuqliklar, ammoniy sulfat, natriy sulfat, natriy xlorid, natriy fosfat va boshqa eritmalar qo`shilganda oqsil odatda cho`kadi.

Tuzlanish. Oqsil eritmalariga turli tuzlar qo`shilganda uning cho`kmaga tushishi tuzlanish deyiladi. Bu jarayonda oqsil molekulalari unga turg`unlik beruvchi gidrat qobig`idan holi bo`lib, bir-biri bilan oson qo`shiladi va yirik agregatlar hosil qiladi. Tuzlanish oqsilning nativ (boshlang`ich, tabiiy) holatini ko`pincha o`zgartirmaydi, cho`kmadan tuz ionlari dializ yo`li bilan ajratilganda oqsil qaytadan eritmaga o`tadi. Shuning uchun ham ammoniy sulfat va natriy sulfat bilan tuzlash usuli oqsillarni buzmay ajratib olishda keng qo`llaniladi. Har xil oqsil eritmasi tuz bilan turli darajada to`yintirilganda cho`kmaga tushadi. Shuning uchun ammoniy sulfatning kontsentrlangan eritmasi bilan oqsillar aralashmasidan iborat bo`lgan eritmani to`yintirib, ayrim oqsillarni alohida-alohida cho`ktirish mumkin. Masalan, qon zardobi ammoniy sulfat bilan chala to`yintirilganda undan globulinlar ajralib chiqadi, globulinlar cho`kmasini filtrlab, eritma to`la to`yinguncha tuz kukuni qo`shilsa, albuminlar cho`kadi.

Og`ir metall (mis, simob, rux, kumush, qo`rg`oshin) tuzlari oqsil eritmalariga butunlay boshqacha ta’sir etib, ularni kam miqdorda ham cho`ktiradi. Ular oqsil molekulasidagi muhim guruhlar, birinchi navbatda, sulfgidril guruh –SH bilan kompleks hosil qilib, oqsil molekulasining strukturasini o`zgartiradi. Og`ir metall tuzlari bilan cho`ktirish ko`pincha qaytmaydigan jarayondir, ya’ni cho`kkan oqsilni qaytadan eritma holiga keltirib bo`lmaydi. Oqsillarni suvga aralashadigan spirt, atseton, metanol kabi organik erituvchilar bilan cho`ktirish oqsil molekulasiga bog`langan suvni tortib olishiga bog`liq. Oqsillar ayniqsa suvli eritmada organik erituvchilarga juda sezgir bo`lganligidan ularni cho`ktirish 0° da olib borilib, cho`kma eritmadan tez ajratib olinadi. Agar cho`kma spirt bilan uzoq vaqt birga qolsa, oqsilning nativ holati yo`qolib, u suvda erimaydigan holatga o`tadi. Oqsillar organik kislotalar ajratadigan anionlar bilan ham birikadi. Pikrat kislota, sulfosalitsilat kislota, trixloratsetat kislota oqsillar bilan erimaydigan cho`kma hosil qiladi. Bu reaktivlardan biri – trixloratsetat kislota eritmalardan oqsillarni ajratish, ya’ni deproteinlash uchun juda keng qo`llaniladi.

Tuzlash oqsillarni ajratish va tozalash uchun ko`p qo`llaniladigan usul hisoblanadi, chunki ko`p oqsillar gidrat qobig`ining o`lchami va zaryadi bilan farq qiladi. Tuzlashda ularning har biri uchun o`zini degidratlovchi va cho`kmaga tushiruvchi tuz miqdori bo`ladi. Tuzlovchi agent ajratib olingandan keyin oqsil hamma tabiiy xususiyatlari va vazifalarini saqlab qoladi.