ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БІЛКІВ 1 страница
Молекулярна маса білків, методи її визначення
Білки — високомолекулярні сполуки. Молекулярна маса їх поряд з амінокислотним складом є досить важливою характеристикою молекули білка. Дані про молекулярну масу білків було одержано вже при перших дослідженнях їх елементного та амінокислотного складу. Молекулярна маса білків дуже велика — від кількох тисяч до десятків мільйонів, причому вважають, що сполуки з молекулярною масою <6 тис. належать до поліпептидів, а з молекулярною масою > 50—60 тис.— до олігомерів. У білках, що мають олігомерну будову, число протомерів часто коливається від 2 до 12, а в білках, які мають надмолекулярну структуру (вірус тютюнової мозаїки),— 2130 протомерів. Середні значення молекулярної маси білків наведено в табл. 9.
Точне визначення молекулярно і маси білків — завдання досить складне, оскільки воно залежить від ряду факторів і умов — методу, яким проводять визначення рН, зміни температури та ін. Зокрема, при зміні значення рН змінюється здатність до агрегації молекул білка або розщеплення їх на менші субодиниці, що значною мірою впливає на значення молекулярної маси.
Таблиця 9. Молекулярна маса деяких білків
| Білок | Молекулярна маса | Білок | Молекулярна маса |
| Інсулін | Яєчний альбумін | 46 000 | |
| Рибонуклеаза підшлун- | Альбумін сироватки крові | 69 000 | |
| кової залози | 12 700 | Гексокіназа дріжджів | 90 000 |
| Міоглобін м'язів | 16 900 | Глобулін сироватки крові | |
| Лактальбумін | 17 500 | Р-Ліпопротеїд плазми кро- | |
| Гордеїн ячменю | 27 500 | ві | 1 300 000 |
| Едестин конопель | Нуклеопротеїд вірусу тю- | ||
| Пепсин | 35 000 | тюнової мозаїки | 40 000 000 |
л
Визначення молекулярної маси білків має свої особливості, які пов'язані з будовою, розмірами та властивостями їх макромолекул. Тому методи визначення молекулярної маси низькомолекулярних сполук — ебуліоскопічний (підвищення точки кипіння), кріоскопічний (зниження точки замерзання) — не застосовуються, оскільки при цьому змінюється структура молекул білка. Крім того, концентрації білкових розчинів (молярні) досить малі, що зумовлено їх високою молекулярною масою та обмеженою розчинністю окремих білків. Наприклад, для того щоб знизити температуру замерзання водного розчину білка з молекулярною масою 10 000 на 0,1 °С, необхідно розчинити 5,5 кг даного білка в 1 л води, що практично неможливо.
Осмометричні методи визначення молекулярної маси білків застосовують обмежено в зв'язку з тим, що вони потребують гомогенності білкового препарату, а із суміші білків одержують середні значення молекулярної маси. Ці методи застосовують для добре розчинних і очищених від домішок білків. Суть методу динамічної осмометрії полягає в тому, що молекулярну масу білків визначають за осмотичним тиском їх розчинів: 
де М — молекулярна маса; С — концентрація білка, г/л; R — газова стала; Т — абсолютна температура; я — осмотичний тиск.
Осмотичний тиск визначають при ізоелектричній точці, характерній для даного білка. Для цього досліджуваний водний розчин білка поміщають у напівпроникний мішечок і занурюють у посудину з чистою водою. Внаслідок різної концентрації вода проникає в мішечок і рівень рідини в осмометрі підніматиметься доти, поки концентрація розчинів по обидва боки мембрани не буде однаковою (гідростатичний тиск дорівнюватиме осмотичному тиску білкового розчину).
Молекулярну масу білків визначають також за їх оптичними властивостями, зокрема за здатністю розсіювати промені світла. Інтенсив-
ність цього процесу збільшується пропорційно числу і розмірам молекул білка та виражається рівнянням
де М — молекулярна маса; С — концентрація; Н — коефіцієнт пропорційності; ч — ступінь помутніння розчину.
В окремих випадках для визначення молекулярної маси білків застосовують аналітичний метод, який грунтується на визначенні в їх складі певних, характерних для них, елементів, наприклад, заліза в гемоглобіні, цинку в інсуліні тощо.
Оскільки кожна молекула білка, як правило, повинна містити в складі простетичної групи не менше одного атома елемента, то молекулярну масу можна визначити, виходячи з процентного вмісту цього елемента в складі даного білка:
де М — молекулярна маса досліджуваного білка; т — атомна масса елемента; N — вміст елемента у складі білка, %.
Так, відомо, що в складі міоглобіну міститься 0,355 % заліза, отже молекулярна маса його
При визначенні молекулярної маси цим методом одержують її мінімальні значення, оскільки до складу молекули білка може входити кілька атомів даного елемент?. У такому випадку молекулярна масса білка буде в п разів більша, ніж мінімальна маса (п — кількість атомів елемента в молекулі білка). Гемоглобін, як і міоглобін, теж містить 0,355 % заліза, тому молекулярна маса гемоглобіну, вирахувана аналітичним методом, дорівнює 16 700. Проте молекулярна маса його в 4 рази більша, оскільки для гемоглобіну п — 4, отже 17 500 X 4 = = 69 000.
Для визначення молекулярної маси білків використовують також гравітаційний, віскозиметричний, гельфільтраційний методи, а також методи рентгеноструктурного аналізу та електронної мікроскопії. Гравітаційні методи, або методи седиментаційного аналізу, почали широко використовувати, починаючи з 30-х років XX ст., після того як шведським ученим Т. Сведбергом було сконструйовано ультрацентрифугу, в якій відцентрове прискорення в сотні разів перевищувало прискорення вільного падіння. Найчастіше для визначення молекулярної маси білків застосовують такі седиментаційні методи, як метод седиментаційної рівноваги, метод швидкості седиментації та ін.
Принцип методу визначення молекулярної маси білків за швидкістю
седиментації грунтується на тому, що при ультрацентрифугуванні
відцентрова сила, що діє на молекули білка, значно перевищує дифу
зійні сили, які зумовлюють рівномірний розподіл цих молекул у роз
чині, в результаті чого відбувається їх осадження та утворюється чітка
межа поділу між двома фазами — білком і розчином. За допомогою
спеціального фотопристрою можна спостерігати за переміщенням межі
поділу вздовж центрифужної пробірки і реєструвати показник залом
лення між двома фазами-: білок — розчинник. Отже, не зупиняючи
центрифугу, можна одержати серію фотознімків, на яких зона затемнен
ня розширюється, що відповідає розчиннику, а світла зона звужується,
що відповідає білку. л
Швидкість осадження білків залежить від величини відцентрової сили, форми та розміру молекул білка і має назву коефіцієнта седиментації. Одиницею виміру коефіцієнта седиментації є секунда (с). Значення коефіцієнтів седиментації лежить в межах (1—200) • 10~13 с. Величина коефіцієнта седиментації, що дорівнює 1 • 10~13, приймається за одиницю і має назву одиниці Сведберга. Одиницю Сведберга позначають буквою 5. Отже, IS дорівнює 1 • 10~13 с
На основі коефіцієнта седиментації визначають молекулярну масу білків за допомогою рівняння Сведберга:
де R — газова стала; Т — абсолютна температура; 5 — коефіцієнт седиментації; v — парціальний питомий об'єм білка; р — густина розчинника; D — коефіцієнт дифузії.
Найбільш точним з усіх седиментаційних методів є метод седиментаційної рівноваги. Порівняно з попереднім методом він має деякі переваги, так як значення молекулярної маси, одержані цим методом, не залежать від форми білкових молекул. Суть методу полягає в тому, що при певних значеннях швидкості ротора досягається стан рівноваги між двома протилежними процесами — седиментацією і дифузією. При цьому вздовж центрифужної пробірки встановлюється градієнт концентрації білка. Вимірюючи концентрацію білка на різній відстані від осі обертання, визначають молекулярну масу білків:
де R — газова стала; Т — абсолютна температура; Сг і С2 — відповідно концентрації білка в двох точках пробірки на відстані хх і х9 від осіобертання; w — кутова швидкість ротора; р — густина розчинника; v — парціальний питомий об'єм білка.
J 08
Застосування даного методу обмежується тим, що досягнення седиментаційної рівноваги вимагає тривалого (інколи 1—2 доби) центрифугування, а також високих ступенів гомогенності і чистоти білкового препарату.
Для визначення молекулярної маси білків широко застосовується також метод ультрацентрифугування в градієнті густини сахарози або хлориду цезію. Суть його полягає в тому, що в центрифужній пробірці „ створюють градієнтні густини, розбавляючи концентровані розчини (сахарози або хлориду цезію), в результаті чого утворюються зони з різною концентрацією. Потім зверху нашаровують суміш досліджуваного білка. При тривалому ультрацентрифугуванні в спеціальних центрифугах з горизонтальним «бакет-ротором» суміш макромолекул осаджується в напрямку градієнта густини, утворюючи зони, в яких густина білкового розчину відповідає густині розчинів хлориду цезію або сахарози. Швидкість осадження білків залежить в основному від маси їх макромолекул. Константу седиментації білка визначають залежно від положення його зони в градієнті густини відносно положення мічених білків, які було внесено в дану пробірку, і константи седиментації яких були відомі.
Найрозповсюдженішим методом визначення молекулярної маси білків є метод гельфільтрації, який одночасно дає змогу одержувати дані щодо гомогенності білкових препаратів. Принцип методу полягає в тому, що через колонку, заповнену сильно гідратованим полімерним матеріалом (сефадексом) і прокалібровану за допомогою білків з відомою молекулярною масою, пропускають розчин досліджуваного білка. Така колонка лає змогу розділити сферичні молекули білка залежно від їх розмірів, оскільки вони з різною швидкістю проходять через пори сефадекса. Швидкість проходження через колонку обернено пропорційна розмірам молекул білка. Швидкість визначають, попередньо визначивши концентрації білка в елюатах, які періодично збирають. Для білків, форма молекул яких відрізняється від сферичної, цим методом визначають не молекулярну масу, а стоксівські радіуси макромолекул.
Білки — амфотерні поліелектроліти
Природа білків як амфотерних поліелектролітів визначається наявністю в складі їх макромолекул різних функціональних груп, здатних до іонізації в водних розчинах. До таких груп належать карбоксильні групи бічних радикалів аспарагінової та глутамінової кислот, аміногрупи залишків лізину та аргініну. Іонізація інших функціональних груп у молекулах білка суттєвого значення не має, оскільки а-амінні і а-карбоксильні групи утворюють пептидні зв'язки, а кількість С- і N-кінцевих груп залишків амінокислот незначна в зв'язку з великими розмірами молекул білка.
Ступінь іонізації функціональних груп залежить від величини значення рН. У кислому середовищі іонізуються групи —NH2, а в лужному середовищі групи —СООН. Отже, білки у водному середовищі подібні до амінокислот, мають властивості амфолітів. У кислому середовищі вони реагують як основи, а в лужному — як кислоти. При зниженні значення рН (у кислому середовищі) пригнічується дисоціація карбоксильних груп, і молекула білка набуває сумарного позитивного заряду, тобто реагує як катіон; при підвищенні значення рН (у лужному середовищі) іонізація груп —Л'Н2 пригнічується, білок набуває сумарного негативного заряду і реагує як аніон.
Залежно від знака заряду молекула білка в електричному полі буде переміщатися відповідно до катода аб© анода. При доливанні до розчину білків певної кількості іонів Н+ і ОН- можна змінювати рН середовища, внаслідок чого дисоціація одних груп пригнічується, а іонізація інших посилюється. При певному значенні рН середовища кількість позитивно і негативно заряджених груп у складі молекули білка зрівноважується, тобто молекула стає електронейтральною. Значення рН середовища, при якому молекула білка містить однакову кількість позитивно і негативно заряджених груп, має назву ізоелектричної точки білка. Ізоелектрична точка білка характеризується рядом особливостей. По-перше, в ізоелектричній точці білок має найменшу розчинність і легко випадає в осад (внаслідок відсутності одного з факторів стабілізації білкової молекули — заряду). Нейтралізація заряду білкової* молекули приводить до того, що електростатичні сили між різнойменно зарядженими часточками майже відсутні, внаслідок чого молекули білка «злипаються» і випадають в осад. Відсутність заряду молекул білка зумовлює і те, що в ізоелектричній точці білок втрачає здатність рухатися в електричному полі до позитивно чи негативно зарядженого полюса.
Ізоелектричну точку білків можна приблизно визначити, знаючи їх амінокислотний склад. Залежно від співвідношення катіонних і аніонних груп у складі білків, вони будуть характеризуватися тим чи іншим значенням рН в ізоелектричній точці. Наприклад, у молекулі пепсину міститься 71 карбоксогрупа і лише 2 амінні. Отже, переведення даного білка в ізоелектричну точку потребує великої кількості іонів Н+, тому ізоелектрична точка пепсину знаходиться в сильнокислому середовищі. Для більшості білків ізоелектрична точка перебуває в нейтральному або слабкокислому середовищі. Це зумовлено тим, що до складу більшості білків входять амінокислоти, які створюють близький до нейтрального або слабкокислий характер їх водних розчинів. Високим значенням рН в ізоелектричній точці характеризуються лише білки, що містять значну кількість залишків діаміпомонокарбо-нових кислот, водні розчини яких мають лужний характер (протаміни і гістонн). Вище наведено ізоелектричні точки різних білків (табл. 10), які входять до складу тваринних і рослинних організмів.
Таблиця 10. Ізоелектричні точки білків
| Значення ріі. | Значення рН, | ||
| що відпові- | що відппві- | ||
| Білок | дне ізоелект- | Білок | дає ізоелект- |
| ричній точці | ричні Я точці | ||
| білка | білка | ||
| Пепсин | <1 | v-Глобулін Зеїн (білок кукурудзи) | 6,6 |
| Альбумін | 6,2 | ||
| яйця | 4,6 | Гемоглобін | 6,8 |
| сироватки | 4,9 | Міоглобін | 7,0 |
| Казеїн | 4,8 | Гліадин пшениці | 7,1 |
| Уреаза | 5,0 | Хімотрипсиноген | 9,5 |
| Едестин насіння коно- | Ци то хром с | 10,6 | |
| пель | 5,5 | Лізоцим | 11,0 |
Необхідно підкреслити, що в ізоелектричиій точці білок випадає в осад у більшості випадків лише при добавлянні водовідбирних агентів, які руйнують гідратну оболонку білків.
Крім ізоелектричної точки, для білків характерна також ізоіонна точка. Якщо розчин білка не містить ніяких інших іонів, крім іонізованих залишків амінокислот і дисоційованих молекул води, то такий розчин називається ізоіонним, а рН такого розчину називається ізоіонною точкою. Ізоіонні розчини білків одержують, пропускаючи їх розчини через іонообмінні колонки або очищаючи їх діалізом.
Крім здатності до звіязування іонів Н+ і ОН- для білків характерною є здатність зв'язувати також інші іони. Відомо, що перенесення іонів, зокрема Іонів двовалентних металів (Си'-'+ і Zn-+), здійснюється за участю білків. Крім того, деякі ферменти, що мають білкову природу, здійснюють каталітичну дію тільки тоді, коли до складу їх молекул входять іони металів. Комплекси металів з білками можуть бути досить міцними тоді, коли метал є складовою частиною молекули білка, і не можуть бути виділені з білка без руйнування його структури. Такі комплекси називаються металопротеїдами. Відомо також комплекси, в яких метал стабілізує лише певну конформацію молекули білка, і зв'язок його з білком має тимчасовий характер. Здатність білків утворювати з іонами металів комплекси використовується для запобігання отруєння солями важких металів. При отруєнні потерпілому дають випити розчин білка, який зв'язує іони металу і запобігає всмоктуванню їх організмом.
Білки мають здатність утворювати комплекси з деякими речовинами — вуглеводами, ліпідами тощо. Завдяки наявності в складі молекул білків великої кількості реакційно здатних груп, білки можуть вступати в реакції окислення, відновлення, солеутворення, ацилю-
вання, етерифікації, фосфорилювання та ін. Усі ці реакції відбува ються у живих організмах і забезпечують процеси їх життєдіяль ності.
Розчини білків і їх властивості
Розчинність різних білків у воді та в різних розчинниках неоднакова і залежить від природи білка та розчинника, значення рН, температури, іонної сили тощо. Багато білків розчиняється у воді (альбуміни) або в сумішах спиртів (проламіни). Білки опірних тканин взагалі нерозчинні у воді. У воді вони лише набрякають і можуть зв'язувати таку її кількість, яка в багато разів перевищує їх масу.
Розчинність білків значною мірою залежить від значення рН та присутності солей, причому присутність солей може або зменшувати, або збільшувати їх розчинність. Це явище пов'язане не з концентрацією розчину, а з його іонною силою. При низьких значеннях іонної сили розчинність білків збільшується, а при високих—зменшується. Навіть невеликі зміни іонної сили зумовлюють значну зміну розчинності білків.
Деякі білки з високими дипольними моментами (глобуліни, міозин) у звичайній воді нерозчинні (в зв'язку з тим, що електростатичні сили білкового диполю не знімаються дипольним моментом води), але розчинні при доливанні невеликої кількості розчинів нейтральних солей. Присутність іонів з протилежним знаком (у цьому випадку вони стабілізують заряджені групи) екранує заряди білкових молекул, що призводить до руйнування молекулярних агрегатів і підвищення розчинності білків. Процес підвищення розчинності білків при доливанні невеликої* кількості розчинів нейтральних солей має назву сольового розчинення, або засолювання. При значному збільшенні іонної сили розчину спостерігається протилежне до засолювання явище — розчинність білків різко знижується і вони випадають в осад. Цей процес має назву висолювання і пояснюється, очевидно, конкуренцією між білком та іонами солі за іони води. Число молекул води, які можна використати для гідратації білка, значно зменшується, що і призводить до осадження білків. Отже, висолювання — це осадження білків концентрованими розчинами нейтральних солей. Висолювання має зворотний характер — при видаленні з розчину іонів солі білок знову переходить у розчин. Здатність різних солей до осадження білків залежить як від катіона, так і від аніона та визначається розміщенням їх у ліотропних рядах (рядах Гофмейстера), в яких висолююча здатність зменшується зліва направо: катіони — Cs+, Rb+, K+, Na+, Li+, Ва2+, Sr2+, Са2+, Mg2+; аніони — SOj", С1-, Br-, N07, І".
| Як видно з наведених рядів, найбільшу висолюючу здатність має Cs2S04, а найменшу — MgI2. Найчастіше для висолювання використовують розчини таких солей, як NaCI, КС1, Na2S04. Здатність білків до висолювання використовується для розділення та добування білків у чистому вигляді, виділення їх з тканинних екстрактів. Розчинність білків значною мірою залежить від значення рН розчину. Для більшості білків при даній іонній силі розчинність їх можна зобразити у вигляді U-подібної кривої, найнижча точка якої лежить близько ізоелектричної точки білка. На рис. 34 наведено залежність розчинності |5-лактоглобуліну від рН середовища. Як видно з рисунка, мінімальна розчинність даного білка при рН = 5,2...5,4 (характерне для його ізцелектричної точки). Це явище до деякої міри пояснюється тим, що в ізоелектричній точці, коли молекула електростатичні сили відштовхування |
|
kQ 5.0 5,2 $t 5,5 5,6
Водневий показник рН
Рис. 34. Розчинність р-лактогло-буліну залежно від рН середовища
білка електроиейтральна,
__________________________________ [значно ослаблені і перева
жають міжмолекулярні сили неелектростатичної природи, які спри
яють агрегації молекул білка.
Однак вплив значення рН на розчинність білків, очевидно, набагато складніший. На поверхні білків є велика кількість гідрофільних груп, здатних до іонізації та зв'язування іонів води з утворенням гідратних оболонок. Це так звана зв'язана вода, яка міститься безпосередньо біля полярних груп макромолекул. Вона дещо відрізняється від звичайної води — втрачає здатність розчиняти інші речовини, має нижчу температуру замерзання тощо. Оскільки процес розчинення білків залежить від гідратації їх молекул, а швидкість гідратної оболонки поряд з зарядом є важливим фактором стабілізації молекули білка, то усі ті фактори, які знижують гідратацію білків або сприяють руйнуванню гідратних оболонок, зменшуватимуть розчинність білка і будуть сприяти осадженню його із розчину. f Білки втрачають гідратну оболонку, внаслідок чого виникають дипольні сили, що зумовлюють агрегацію їх молекул. Білки з високим дипольним моментом (глобуліни, міозин) випадають в осад при нижчих концентраціях солей, а білки з низьким
Ч*.
дипольним моментом — при високих концентраціях солей (альбуміни). Так глобуліни випадають в осад при напівнасичених розчинах, а альбуміни— при 100 %-му насиченні розчинів нейтральних солей. Зменшення гідратації білкових розчинів можна легко досягти, доливши спирту, ацетону або інших органічних розчинників.
Осадження білків органічними розчинниками при низьких температурах має назву зворотного осадження. При доливанні води і відновленні гідратних оболонок білок розчиняється і знову повертається в нативний стан, зберігаючи електрофоретичну рухливість, біологічну активність, розчинність та інші властивості, характерні для білків у цьому стані. Зворотне осадження білків органічними розчинниками використовується для виділення і вивчення білків — сироватки крові, лімфи, ліквору тощо.
Однак під впливом деяких факторів білок може повністю втрачати свої властивості. Такі зміни у молекулах білка називаються денатурацією. Денатурація — явище, характерне для білків і властиве для низькомолекулярних пептидів та амінокислот. Отже, між явищем денатурації, величиною молекулярної маси та структурою макромолекул є певна взаємозалежність.
Денатурація білків може відбуватися під впливом різних факторів — фізичних і хімічних. Відомо, що всі білки є досить термолабільними сполуками, тому нагрівання розчинів білків вище 50— 60 °С викликає їх денатурацію. Аналогічно діють на білки високий тиск, зміна рН середовища, ультразвук, іонізуюче випромінювання, органічні та неорганічні кислоти, луги, солі важких металів. При денатурації відбуваються зміни в структурі і властивостях молекул білка. Найбільш типовими ознаками денатурації білків є такі:
1) зниження гідрофільності і розчинності білків, внаслідок чого зменшується стійкість їх розчинів;
2) збільшення в'язкості розчинів—білки втрачають здатність до кристалізації;
3) зменшення молекулярної маси і зміна форми молекул білка;
4) молекула білка переходить у хаотичний стан — поліпептиди і ланцюги спочатку розгортаються, проходячи стадію нитки, а потім знову звертаються, але вже по-іншому, тобто проходить зміна конформації молекули білка. При цьому збільшується здатність білків до розщеплення їх ферментами.
Інколи після розгортання молекуда білка залишається в такому стані, при якому білки виявляють підвищену реакційну здатність, тому що в результаті денатурації відкриваються хімічно-активні групи, які були заховані в середині білкової молекули:
|
-SH, -S-S-, -С* . К. /-ОМ,
чон \=/
На основі сказаного вище можна зробити висновок про те, щозміни, які відбуваються з молекулою білка в результаті денатурації, в першу чергу впливають на вторинну і третинну структури. При цьому втрачається просторове розміщення поліпептидних лацюгів і і форма білкової молекули — конформація білка, що і призводить до втрати ним нативних властивостей. Крім того, усі види зв'язків у молекулі білка руйнуються (крім ковалентних зв'язків остова полі-пептидного ланцюга). Отже, спостерігається певна закономірність — чим вищий структурний рівень молекули білка, тим слабкіші зв'язки, які його стабілізують. Тому зв'язки, які стабілізують вторинну, третинну і четвертинну структури, досить чутливі до зміни фізико-хімічних умов середовища — температури, рН, тиску тощо. Оскільки при денатурації у більшості випадків первинна структура білка не порушується, було зроблено припущення, що причиною денатурації є розгортання поліпептидного ланцюга. Вважають, що розгортання ланцюга проходить у кілька стадій. Спочатку під впливом денатуруючого агента відбувається розпушування молекули білка, розрив внутрішньомолекулярних зв'язків, далі поліпептидний ланцюг розкручується, функціональні групи демаскуються (стадія нитки). На наступній стадії поліпептидний ланцюг знову скручується, утворюються нові зв'язки між функціональними групами різних ділянок одного поліпептидного ланцюга, а також між різними ланцюгами, так звана агрегація молекул білка, або стадія безладного клубка, білок переходить у хаотичний стан і випадає в осад (рис. 35).
|
| и о в г Рис. 35. Схема денатурації білка: о — нативний білок; б — розпущена молекула білка; « — стадія нитки; г — «випадковий» клубок |
Необхідно зазначити, що денатурація не завжди є необоротним процесом — при недовготривалій дії денатуруючого агента білок можна повернути в попередній, нативний, стан. Цей процес має назву ренатурації, або пептизації. Для цього процесу характерним є те, що при ренатурації відновлюється фізіологічна активність білків-ферментів, наприклад, відновлення каталітичної дії ферменту лізоциму, втраченої в результаті теплової денатурації і розриву чотирьох дисульфідних зв'язків, які стабілізують конформацію молекули ферменту. Якщо через розчин ферменту продувати повітря, тобто
провести окислення сульфгідрильних груп до дисульфідних, то ферментативна активність лізоциму знову відновлюється. Важливим при цьому є видалення коагулюючого фактора і створення відповідного рН середовища.
Враховуючи те, що для кожного білка характерний певний набір нативних конформацій, вони мають найменший запас енергії, для ренатурації не є обов'язковим абсолютно точне відновлення зруйнованих зв'язків. Це пояснюється тим, що біологічна активність білка визначається не всією молекулою, а лише окремими ділянками, відновлення яких під час ренатурації забезпечує збереження його нативних властивостей. З явищами денатурації білків часто зустрічаємося у повсякденному житті. Так\ застосування деяких ліків — протарголу, таніну тощо — грунтується на тому, що вони викликають денатурацію поверхневого прошарку білків слизової оболонки, що до деякої міри захищає дихальний апарат від різних подразнень. Результатом денатурації є також втрата насінням деяких рослин здатності до проростання, особливо при тривалому його зберіганні за несприятливих умов. З явищами денатурації пов'язані процеси переробки подуктів харчування і виготовлення кондитерських виробів, консервування та сушіння плодів і овочів та ін.
Колоїдні властивості білків
Для білків характерною ознакою є висока молекулярна маса. При розчиненні їх у воді утворюються розчини, що мають колоїдні властивості. Колоїдні властивості білків зумовлені тим, що розміри білкових молекул наближаються до розмірів міцел (0,001—0,1 мкм).