Лабораторна діагностика порушень обміну білків при патологіях тварин

Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+;

SO42- > F- > [цитрат]3- > [тартрат]2- >[ацетат]- > Сl- > NO3- > Br- > I- > CNS-

ступінь гідратації іонів зменшується

осаджуюча дія іонів зменшується

Денатурація білка – це руйнування нативної просторової конфігурації білкової молекули, що призводить до зменшення або повної втрати розчинності, зміни фізико-хімічних та біологічних властивостей. Денатурація є процесом необоротнього осадження білків під дією фізичних (радіація, висока температура) та хімічних (органічні та мінеральні кислоти, алкалоїдні реактиви, катіони важких металів) факторів. При денатурації повністю руйнуються четвертинна і третинна структури та частково або повністю – вторинна. Первинна структура білка при денатурації не руйнується.

Оскільки розміри білкових молекул (1-100 нм) відповідають розмірам частинок високодисперсних систем, розчини білків мають колоїдні властивості: осмотичні, оптичні, електрокінетичні. Проте, ступінь дисперсності білкових розчинів молекулярний, а не міцелярний. Крім того, розчини білків утворюють гомогенні системи, вони термодинамічно стійкіші, концентрація білка у розчині може складати 12-15% за масою, білкові розчини стабілізуються гідрофільними взаємодіями.

Осмотичні властивості білків: 0, 5% осмотичного тиску крові (тиск, який необхідний для запобігання потоку розчинника через напівпроникливу мембрану) забезпечується білками плазми крові альбумінами і глобулінами; цю частину осмотичного тиску крові називають онкотичним. При зниженні вмісту білів у плазмі крові, особливо альбумінів, виникає різниця у онкотичному тиску в крові та тканинних рідинах і розвиваються онкотичні набряки підшкірної клітковини. Властивість білків не проходити через напівпроникну мембрану використовується для їх очищення від низькомолекулярних речовин методом діалізу.

Оптичні властивості дисперсних систем зумовлені дисперсністю та гетерогенністю. При колоїдному ступені дисперсності, коли лінійні розміри частинок менші за довжину хвилі падаючого світла (в білкових розчинах), світлові хвилі огинають частинки і змінюють свій початковий напрям. Дифракція (розсіювання світла) є причиною опалесценції – матового світіння (ефект Тіндаля). В медицині та фармації для визначення вмісту білка використовують методи нефелометрії (вимірювання інтенсивності розсіюваного світла дисперсною системою) та рефрактометрії (визначення показника заломлення світла при проходженні через розчин білку).

Електрокінетичні властивості: електрофорез, електроосмос, потенціал перебігу, потенціал седиментації зумовлені відносним переміщенням двох фаз під дією електричного поля. Електрофорез – це рух заряджених частинок дисперсної фази в полі постійного електричного струму до одного з електродів. Білки у водних розчинах при певному значенні рН набувають певного заряду і здатності до електрофорезу. Тому, методом електрофорезу на папері (при рН=8, 9) білки плазми крові можна розділити за молекулярною масою і зарядом на 5 фракцій: альбуміни, α1-, α2-, β- і γ-глобуліни. Специфічні властивості білків: набухання, в’язкість, драглювання.

 

 

Біологічна роль і функції їх сполук різні. Як речовина, що має певну хімічну будову, кожен білок виконує вузькоспеціалізовану функцію. Тільки в деяких випадках він може виконувати відразу кілька взаємопов’язаних. Наприклад, адреналін, який виробляється в мозковому шарі надниркових залоз, поступаючи у кров, що збільшує артеріальний тиск і споживання кисню, вміст цукру в крові. Крім того, він є стимулятором обміну речовин, а у холоднокровних тварин і медіатором нервової системи. Як ви бачите, він виконує багато функцій.

Ферментативна (каталітична) функція

Різноманітні біохімічні реакції, що протікають в живих організмах, здійснюються в м’яких умовах, при яких температура близька до 40°C, а значення рН практично нейтральні. У даних умовах мізерно малі швидкості протікання багатьох з них. Тому для того, щоб вони здійснилися, потрібні ферменти – біологічні каталізатори. Практично всі реакції, крім фотолиза води, каталізуються в живих організмах саме ферментами. Ці елементи є або білками, або комплексами білків з кофактором (органічною молекулою або іоном металу). Ферменти діють дуже вибірково, запускаючи необхідний процес. Отже, каталітична функція, розглянута вище, – одна з тих, які здійснюють білки. Біологічна роль цих сполук, однак, виконанням її не обмежується. Існує безліч інших функцій, які ми розглянемо нижче.

Транспортна функція

Для існування клітини необхідно, щоб всередину неї надходило безлічі речовин, які забезпечують її енергією і будівельним матеріалом. Всі біологічні мембрани побудовані за загальним принципом. Це подвійний шар ліпідів, у нього занурені білки. При цьому на поверхні мембран зосереджуються гідрофільні ділянки макромолекул, а в товщі їх – гідрофобні «хвости». Ця структура залишається непроникною для важливих компонентів: амінокислот, цукрів, іонів лужних металів. Проникнення цих елементів всередину клітини відбувається за допомогою транспортних білків, які вбудовані в клітинну мембрану. У бактерій, наприклад, є спеціальний білок, який забезпечує перенесення лактози (молочного цукру) через зовнішню мембрану.

У багатоклітинних організмів є система транспорту різних речовин з одного органу в інший. Мова йде в першу чергу про гемоглобіні (на фото вище). У плазмі крові, крім того, постійно знаходиться сироватковий альбумін (транспортний білок). Він володіє здатністю формувати міцні комплекси з утворюються при перетравленні жирів жирними кислотами, а також з низкою гідрофобних амінокислот (наприклад, з триптофаном) і з багатьма лікарськими препаратами (деякі пеніциліни, сульфаніламіди, аспірин). Трансферрин, який забезпечує перенесення в організмі іонів заліза, є ще одним прикладом. Можна згадати і церуплазмин, який переносить іони міді. Отже, ми розглянули транспортну функцію, яку виконують білки. Біологічна роль їх і з цієї точки зору вельми істотна.

Рецепторна функція

Білки-рецептори мають велике значення, особливо для забезпечення життєдіяльності багатоклітинних