Химия и биология белков - Ф. Гауровитц 1953

Альбумины, глобулины и другие растворимые белки
Белки растительного происхождения

Белки растительного происхождения получают главным образом из семян злаков и из бобовых растений. Семена, из которых предполагают выделить белки, должны быть хорошо измельчены и, если необходимо, обезжирены при помощи диэтилового или петролейного эфира. Извлечение белков из размельченного и обезжиренного семенного материала производится при помощи водных растворов солей, буферных растворов или этилового спирта. Основная масса белков, извлеченных этим путем из семян, относится к глобулинам и только от 0,1 до 0,5% белков — к белкам типа альбумина. Глобулины, растворимые в разведенном этиловом спирте, названы проламинами; глобулины, нерастворимые ни в солевых растворах, ни в спирте, но растворимые в разведенных кислотах или в щелочах, названы глютелинами [2]. Ни проламины, ни глютелины не представляют собой однородных белков, а являются смесями различных близких по строению белков [163, 164].

Из глобулинов, растворимых в солевых растворах, наибольшего внимания заслуживает эдестин, выделенный из семян конопли. К этой же группе белков относятся также эксцельсин из бразильских орехов, амандин из миндаля, легумин из гороха и чечевицы, фазеолин из бобов фасоли, глицинии из бобов сои, канавалин и конканавалин из бобов Canavalia ensiformis и глобулины из семян хлопка, тыквы и других растений. Все эти глобулины извлекают из измельченных семян 2—10-процентными растворами хлористого натрия. Для нейтрализации органических кислот, содержащихся в семенах, к раствору хлористого натрия добавляют едкий барит. При диализе эдестин, а также некоторые другие глобулины выпадают в виде кристаллов. Эдестин можно перекристаллизовать из 10-процентного раствора хлористого натрия. Его аминокислотный состав приведен в табл. 1. Ниже приводятся молекулярные веса некоторых глобулинов [165, 166]:

Строго говоря, не все глобулины растительного происхождения можно считать истинными глобулинами, так как некоторые из них не осаждаются при полунасыщении сернокислым аммонием.

Растворимые в спирте глобулины семян названы проламинами, так как они содержат много пролина и амидов. Из табл. 1 видно также, что они содержат очень мало основных аминокислот и очень много глутаминовой кислоты. Так, например, глиадин состоит более чем на 40% из глутаминовой кислоты. Несмотря на такое высокое содержание глутаминовой кислоты, проламины не обладают кислотным характером вследствие того, что карбоксильные группы всех молекул глутаминовой кислоты замещены аммиаком (см. табл. 1). Некоторые из проламинов не содержат лизина, что резко снижает их пищевую ценность.

Из проламинов наиболее изученными являются глиадин из зерен пшеницы или ржи, гордеин из ячменя (Hordeum vulgare) и зеин из кукурузы (Zea mays). Для получения этих белков приготовляют из соответствующих зерен муку, которую затем подвергают экстракции 70—80-процентным спиртом. Перешедшие в экстракт белки осаждают диэтиловым эфиром [167, 168]. Эти белки можно получить и другим способом, а именно: замешивая на воде тесто и подвергая его экстракции спиртом после отмывания от крахмала [169]. Проламины нерастворимы в воде и в абсолютном спирте, однако они растворяются в 50—80-процентном этиловом спирте. Было найдено, что зеин растворим также в некоторых анионных и катионных детергентах [170]. Молекулярный вес глиадина и гордеина равен приблизительно 27 500, молекулярный вес зеина равен 40 000 [171]. Однако электрофоретический анализ обнаружил, что проламины представляют собой смесь двух или более компонентов [163]. Глиадин содержит две фракции с изоэлектрическими точками при pH 5 и 7 [172]1.

Поскольку зеин не содержит лизина, можно считать, что все его свободные аминогруппы находятся только в a-положении; соответствующие тщательные исследования показали, что в зеине имеется только одна или две свободные аминогруппы [173] и, следовательно, молекула зеина содержит только одну или две пептидные цепи. В молекуле зеина имеется только один остаток цистина [173]. При гидролизе зеина пепсином образуются пептиды, имеющие на концах аминогруппы глутаминовой кислоты, при гидролизе же зеина трипсином получаются пептиды, содержащие в концевых положениях аланин [173].

В состав клейковины входят в приблизительно равных количествах два белка: глиадин и глутенин. Глутенин нерастворим ни в этиловом спирте, ни в нейтральных солевых растворах, но легко растворяется в 0,2-процентном растворе едкого калия и вновь осаждается при нейтрализации щелочного раствора соляной кислотой. По всей вероятности, глутенин является смесью различных белков и липопротеинов [163, 164].