Химия белка. Структура, свойства, методы исследования - Шендрик А.Н. 2022

Методы экспериментального исследования структуры белков
Методы определения молекулярной массы белков

Применяемые для определения молекулярной массы (ММ) белков методы физико-химического эксперимента подразделяются на две группы. Одну группу составляют методы определения среднечисленной ММ (М_n):

где n_i - количество молей белка с молекулярной массой М_i.

Среднечисленная ММ есть, фактически, среднеарифметическая ММ. Эти методы основаны на измерениях коллигативных свойств растворовров, таких например как осмотическое давление, которое определяется концентрацией растворенного вещества.

Другая группа объединяет методы определения средневесовой ММ (M_W):

где c_i = n_iM_i /V - весовая концентрация в г/см³. Или

Эти методы основаны на непосредственном измерении массы.

Основное различие между этими двумя группами методов в следующем. Если раствор белка монодисперсный (все молекулы белка одного размера), то обе группы методов дадут одну и ту же величину ММ. Если же раствор полидисперсный (молекулы белка различаются размерами), то средневесовая ММ получается больше среднечисленной. Причины того, что молекулы одного и того же белка в растворе могут различаться размерами разные. Чаще всего это диссоциация на субъединицы или ассоциация нескольких молекул в белковые агрегаты. Поэтому сравнение средневесовой и среднечисленной ММ служит одним из способов обнаружения надмолекулярных белковых образований.

По технике проведения измерений методы определения ММ белков подразделяют на статические и динамические. Группу статических составляют методы, основанные на измерении:

> осмотического давления;

> давления насыщенных паров;

> светорассеяния

К динамическим относятся методы основанные на:

> изучении диффузии;

> измерении вязкости растворов;

> седиментационном анализе;

> гельхроматографии;

> электрофорезе.

На ранних этапах становления химии белка применялся аналитический метод определения молекулярной массы. В основе его лежали доступные сведения о химическом составе молекулы белка. Так например, известно, что молекула миоглобина содержит одну простетическую группу с атомом железа. На массу этого элемента приходится 0.335% от общей массы взятого для анализа белка. Отсюда минимальная ММ одной молекулы миоглобина определяется как:

В настоящее время этот метод практически не используется.