Γιατί οι πρωτεΐνες σχηματίζουν ένα ίζημα όταν προσθέτετε ένα οξύ στο διάλυμα;
1. Εξουδετέρωση φόρτισης:
* Οι πρωτεΐνες είναι αμφοτερικές: Περιέχουν τόσο όξινες όσο και βασικές ομάδες. Σε ένα συγκεκριμένο ρΗ (που ονομάζεται Isoelectric Point, PI), το καθαρό φορτίο μιας πρωτεΐνης είναι μηδέν.
* οξίνιση: Η προσθήκη οξέος μειώνει το ρΗ του διαλύματος. Αυτό καθιστά το περιβάλλον πιο όξινο και αυξάνει τη συγκέντρωση ιόντων Η+.
* Φόρτιση Shift: Καθώς το ρΗ πέφτει, οι όξινες ομάδες στην πρωτεΐνη γίνονται πρωτονιωμένες (κερδίζουν ένα ιόν Η+) και γίνονται θετικά φορτισμένες.
* Μειωμένη απόρριψη: Όταν το καθαρό φορτίο στα μόρια πρωτεΐνης γίνεται πιο κοντά στο μηδέν, η ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ τους μειώνεται. Αυτό τους επιτρέπει να έρθουν πιο κοντά.
2. Μειωμένη διαλυτότητα:
* στρώμα ενυδάτωσης: Οι πρωτεΐνες είναι τυπικά διαλυτές στο νερό επειδή η επιφάνεια τους είναι υδρόφιλη (αγαπώντας το νερό) και σχηματίζει ένα στρώμα ενυδάτωσης γύρω τους.
* υδρόφοβη επίδραση: Καθώς το ρΗ πέφτει, το αυξημένο θετικό φορτίο στην πρωτεΐνη μπορεί να εκθέσει υδρόφοβες (φορολογούμενες) περιοχές. Αυτές οι περιοχές τείνουν να συσσωρεύονται μαζί για να ελαχιστοποιήσουν την επαφή με το νερό.
* Συγκεντρωτική και βροχόπτωση: Αυτή η συσσωμάτωση των υδρόφοβων περιοχών μπορεί να οδηγήσει σε συσσωμάτωση πρωτεϊνών, η οποία μπορεί τελικά να φτάσει σε ένα σημείο όπου τα συσσωματωμένα μόρια πρωτεΐνης είναι πολύ μεγάλα για να παραμείνουν διαλυμένα και κατακρημνισμένα εκτός διαλύματος.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Τύπος πρωτεΐνης: Το PI και η δομή κάθε πρωτεΐνης είναι μοναδικές. Ορισμένες πρωτεΐνες είναι πιο ευαίσθητες στις βροχοπτώσεις από άλλες.
* συγκέντρωση οξέος: Η συγκέντρωση του προστιθέμενου οξέος παίζει επίσης ρόλο. Το υπερβολικό οξύ μπορεί να οδηγήσει σε μετουσίωση, η οποία διαταράσσει περαιτέρω τη δομή της πρωτεΐνης και αυξάνει την πιθανότητα βροχόπτωσης.
* Άλλοι παράγοντες: Άλλοι παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η ιοντική αντοχή και η παρουσία άλλων μορίων μπορούν επίσης να επηρεάσουν την κατακρήμνιση των πρωτεϊνών.
Συνοπτικά:
Η προσθήκη ενός οξέος σε ένα διάλυμα πρωτεΐνης μπορεί να προκαλέσει βροχόπτωση εξουδετερώνοντας τις φορτίσεις στα πρωτεϊνικά μόρια, μειώνοντας τη διαλυτότητα τους και προωθώντας τη συσσωμάτωση. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι πολύπλοκη και επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες που σχετίζονται με την ίδια την πρωτεΐνη και τις συνθήκες διαλύματος.
