е при калибровке с помощью Б. с известной мол. массой. Этот метод уступает другим по точности, но достаточно прост и не требует сложного оборудования.

Одно из важных свойств Б.— способность к денатурации (нарушению конформации полипептидных

цепей; вторичной и третичной структуры без разрыва пептидных связей). При денатурации утрачиваются присущие нативному Б. свойства (биологич. активность, способность кристаллизоваться, растворимость и др.). Денатурацию Б. обычно вызывают: нагревание р-ров (выше 60 °С), подкисление (рН<3—4) или подщелачи-вание (рН>10), облучение УФ-светом или ультразвуком; добавление мочевины или гуанидинхлорида, а также органич. растворители, соли тяжелых металлов, детергенты и др. Денатурация Б. может происходить на поверхности раздела фаз при образовании пены (перемешивание или встряхивание р-ров). При денатурации нарушается укладка полипептидных цепей и происходит их разворачивание. Степень денатурации м. б. различной — от незначительных структурных изменений до полного нарушения расположения полипептидных цепей. Денатурацию изучают посредством вискозиметрии, исследованием дисперсионных параметров оптич. вращения и др. В случае фибриллярного Б.— растворимого коллагена (ироколлагена) денатурационные изменения сопровождаются разрушением спиральной структуры и образованием из отдельных полипептидных цепей беспорядочно свернутых клубков.

При нагревании с к-тами, щелочами или протеолитич ферментами Б. гидролизуются с освобождением аминокислот. Полный гидролиз Б. происходит при их кипячении с 6 и. соляной к-той в течение 12—70 ч. При кислотном гидролизе получаются L-аминокислоты (рацемизация отсутствует). Триптофан при кислотном гидролизе распадается полностью; глутамин и аспара-гин превращаются в соответствующие аминокислоты. Для получения триптофана и указанных амидов проводят полный ферментативный гидролиз смесью папаина, лейцинаминопептидазы и карбоксипептидазы.

Действие различных реагентов на функциональные группы белков

Реагенты и оптимальные условия реакций

с в >> о, и о к

Я

я и я

X

я к

с- И

Д

ч о

го Я

н

а « S я S X

к аз s

д

Я о Я о В и М

ч а м

Я И X

X

н

Я

W

я

93

о. и ?&

S

л

ч

Я «

н я

к к

с- я

>& я л д 4 5

f*. я о о.

Иодозобензоат, порфириндин, ферроцианид, иод(рН 7, 0,001—0,01 М,0—25 °С,5—30 мин) Окислительные свойства иода проявляются при более высокой концентрации иодид-ионов (pHl-7)

Перекись водорода (рН6,6, 0.005М, 25° С, 0,5—40 ч)

Цистеин, тиогликолевая к-та, тиогликоль, цианид, сульфит (рН7—8, 0,001 —0,1 М, 25° С, 0,5—4 ч)

3 +

Иодацетат, иодацетамид (рН7—8, 0,05—0,1 М,

Q__2 5 °С 0 5 2 ч)

Динитрофторбензол(рН7—8, 0,17 М, 25° С, 2 ч)

0

+

Алкилирующие агенты 0

3 +

2 +

3 +

3 +

Приме чания « + » Реакции в данных условиях протекают; «±» могут протекать, но могут и не протекать, «—в не протекают, «о» возможны, но сведений нет, «?» недостаточно сведений Цифры при знаке характеризуют скорость реакции.

255

БЕЛКОВЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ ВОЛОКНА

256

Б. осаждаются из р-ров фосфорновольфрамовой, фос-форномолибденовой, салициловой, трихлоруксусной и пикриновой к-тами.

Химич. реакции Б. определяются реакционной способностью боковых функциональных групп аминокислот, к-рыо могут изменяться вследствие их специфич. сочетания или окружения. Кроме того, нек-рые функциональные группы м. б. скрыты в молекулах Б. и освобождаться при нарушении нативной структуры (денатурации). Действие различных химич. реагентов на функциональные группы Б. характеризуется данными таблицы (стр. 253—254).

Анализ

Б. дают ряд цветных реакций, используемых гл. обр. для их качественного анализа. Важнейшими из них являются: 1) биуретовая реакция — с солями меди (в щелочной среде), при этом образуются медные биуретовые комплексы с пептидной группой GO—NH; 2) ксанторотеиновая реакция — с конц. HN03, в этом случае развивается желтая окраска за счет нитрования ароматич, колец; 3) Миллона реакция — с азотнокислыми солями закиси и окиси ртути в азотной к-те. Б. дают красное окрашивание за счет образования ртутных солей нитропроизводных остатков тирозина; 4) Адамкеви-ча реакция — с серной к-той, добавляемой к р-ру Б. в глиоксиловой к-те. На границе соприкосновения жидкостей появляется фиолетовое кольцо, что обусловлено реакцией с индольными кольцами остатков триптофана;

5) Паули диазореакция — с диазобензолсульфокисло-той, к-рая дает с Б. красное окрашивание за счет реакции диазосочетания с остатками тирозина и гистидина;

6) Сакагучи реакция — с гипохлоритамя и а-нафтолом, к-рые дают с остатками аргинина в Б. красное окрашивание; 7) при кипячении р-ра Б. с уксуснокислым свинцом в щелочной среде р-р темнеет вследствие наличия в нем остатков цистеина и цистина.

Количественно Б. можно определить: 1) по общему азоту методом Къельдаля — кипячением Б. в конц. серной к-те. Полученный сульфат аммония обрабатывают щелочью, а освобождающийся аммиак поглощают титрованной H2S04; 2) колориметрически — по методу Лоури (сочетание биуретовой реакции на пептидные группы с реакцией на остатки ароматич. аминокислот). В лабораторной практике при необходимости серийных определений количества Б. в р-рах широко пользуются спектрофотометрией при 280 нм.

Выделение

Б. обычно выделяют из тканей и органов, клеток и субклеточных элементов животных и растений, а также из микроорганизмов. Получение чистых препаратов Б. в большинстве случаев довольно трудная задача. Б. обычно экстрагируют разб. р-рами солей, к-т и щелочей. Получающиеся сложные смеси подвергают фракционированию. Широко применяется фракционное осаждение (неорганич. солями, особенно сульфатом аммония, этанолом, ацетоном), изменение рН, ионной силы, темп-ры. Широко распространены методы хроматографии на ионообменных смолах (гл. обр. на целлюлозной основе), а также методы гель-фильтрации. Критериями чистоты Б. являются гомогенность при седиментации в ультрацентрифуге, электрофорезе и хроматографии. Нерастворимые Б. очищают от растворимых примесей водными р-рами солей, к-т, щелочей, органич. растворителями.

Биосинтез

Б. синтезируются в субклеточных частицах — рибосомах, представляющих собой нуклеопротеиды (комплексы рибонуклеиновых к-т и белков). Информация о первичной структуре Б., т. е. о последовательности остатков аминокислот, «хранится» в соответствующем гене — участке дезоксирибонуклеиновой к-ты (ДНК);

она «записана» здесь в виде определенного сочетания нуклеотидных триплетов (кодонов). Эта информация передается путем синтеза на цепи ДНК комплементарной цепи матричной рибонуклеиновой к-ты (м-РНК). Последняя попадает в рибосомы и является здесь рабочей матрицей при синтезе Б. С другой стороны, в рибосомы поступают активированные аминокислоты. Активация аминокислот происходит в присутствии адено-зинтрифосфорной к-ты, ферментов аминоацил-т-РНК-синтетаз и транспортных РНК (т-РНК). Через стадию аминоациладенилатов получаются производные аминокислот — аминоацил-т-РНК, к-рые и поступают в рибосомы. Здесь в присутствии м-РНК, ионов магния, гуано-зинтрифосфата происходит распад комплексов аминоацил-т-РНК и включение остатков аминокислот в растущую полипептидную цепь. Наличие в т-РНК участков, комплементарных определенным кодирующим триплетам в м-РНК, обусловливает определенную последовательность расположения остатков аминокислот в синтезируемой полипептидной цепи. Механизм формирования пространственной структуры Б. остается до конца невыясненным.

Выяснение механизма биосинтеза Б.— одно из выдающихся достижений науки.

Значение

Б. обусловливают структурные, энергетич. и функциональные основы процессов жизнедеятельности, с ними связаны характерные черты живых организмов — рост, проявление наследственности, движение и др. Все биохимич. процессы осуществляются при участии биокатализаторов — ферментов, к-рые играют также важную роль в регуляции определенно направленных химич. превращений. В регуляции обмена веществ важное значение имеют Б.-гормоны; Б.-антитела несут важные защитные функции, обусловливая явления иммунитета. Б. входят в состав мышечных элементов и определяют механохимич. функции. Из Б. образуются опорные ткани; входя в состав мембран и оболочек клеток, наряду со структурной ролью они проявляют и функциональные свойства.

Б.— необходимая составная часть продуктов питания; с обработкой Б. постоянно имеют дело в пищевой и легкой пром-сти, при произ-ве кожевенных материалов, желатины, клеев и др. Из Б. получают белковые искусственные волокна и белковые пластики. Важное значение имеет обработка Б. при производстве медицинских препаратов (гормонов, токсинов, антисывороток, кровезаменителей и др.).

Лит.. Бреслер С. Е., Введение в молекулярную биологию, М.— Л., 1966, Гауровиц Ф., Химия и функция

белков, пер. с англ., М., 1965, Гринштейн Д JK., В Ин и ц М., Химия аминокислот и пептидов, пер. с англ., М.,

1965, Йиргенсонс Б,, Природные органические макромолекулы, пер. с англ., М., 1965; Белки, под ред. Г, Нейрата и

К. Бейли, пер. с англ., т. 1—3, М., 1956—59, Физические методы

исследования белков и нуклеиновых кислот, под ред. Ю. С. Лазуркина, М., 1967: Б э й л и Д., Методы химии белка, пер.

с англ., М., 1965. The proteins, ed. H. Neurath, 2 ed., \. 1 — 5,,

N.Y.— L., 1963—70, Advances in protein chemistry, v. 1—24,

N.Y., 1945—70. В. O. HlnuKumev.

БЕЛКОВЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ ВОЛОКНА (artificial protein fibres, Proteinkunstfasern, fibres arti-ficielles proteiniques) — искусственные волокна, формуемые из растворов белков животного или растительного происхождения. Практич. применение в качестве сырья для производства этих волокон нашли казеин молока, зеин кукурузных семян, а также белки, извлекаемые из земляных орехов (арахиса) и соевых бобов.

На основе казеина молока получены волокна: к а-зеиновые (СССР), ланиталь (Италия), ара-лак (США) и ряд разновидностей этих волокон — файбролен, меринова (США) и др. Волокна на основе белка земляного ореха (а р д и л ь) производятся в Англии. В США разработан способ выделения белка из соевых бобов и производства из него воло