Молекулярная масса белков. Способы её определения

Молекулярная масса белков может очень сильно различаться от нескольких тысяч до сотен тысяч и даже миллионов. Например:

§ Цитохром с – 13000

§ Гормон роста человека – 21500

§ Пепсин – 35500

§ Фибриноген – 330000

§ Гемоцианин осьминога –2800000

Молекулярная масса белка зависит от количества остатков аминокислот, образующих её молекулу. Для белков, у которых известен их аминокислотный состав, можно точно рассчитать молекулярную массу, но для большинства её определяют с помощью физико-химических методов.

Наиболее часто используют методы седиментационного анализа, гель-хроматографии и электрофореза.

а) Метод седиментационного анализа:

Седиментация – общий термин для обозначения движения в поле центробежной силы. С помощью седиментационного анализа можно получить данные о молекулярной массе (М), плотности и форме молекул.

В 1925 г. Сведберг изобрёл ультрацентрифугу, с помощью которой можно создавать центробежные ускорения в 250 тысяч раз превышающие ускорение земного притяжения (рис. 5-28). Частицы, находящиеся под действием центробежной силы, возникающей при вращении ротора, движутся вдоль действия этой силы с определённой скоростью.

В современных ультрацентрифугах скорость вращения ротора достигает 420000 g. Для поддержания таких скоростей в центрифугах создаётся вакуум и контролируется температура.

Рис. 5-28. Устройство ультрацентрифуги

Скорость осаждения (седиментации) частиц в центрифужной пробирке зависит от:

1. величины центробежной силы

2. размера, формы и плотности частиц

3. плотности и вязкости растворителя.

Выражают скорость седиментации через коэффициент седиментации s и измеряют его в единицах, называемых сведбергами (S). 1 S равен 1·10^-13 сек.

Чем больше М частицы или молекулы, тем больше коэффициент седиментации s. Для белков коэффициент седиментации s лежит в пределах от 1·10^-13 до 200·10^-13. Если для частиц определён коэффициент седиментации, то можно рассчитать их молекулярную массу, используя уравнение:

,

где s – коэффициент седиментации, R – газовая постоянная, Т – абсолютная температура в кельвинах, D – коэффициент диффузии, ν – парциальный удельный объём растворённого вещества, ρ – плотность частиц. Все величины в этом уравнении можно определить экспериментально.