background image

ĆWICZENIE   204 

 

WPŁYW   pH   NA   ROZPUSZCZALNOŚĆ   BIAŁEK 

 
Cel ćwiczenia 

Celem  ćwiczenia jest wyznaczenie punktu izoelektrycznego białka mleka, kazeiny, 

poprzez wyznaczenie zależności rozpuszczalności białka od pH roztworu.   

Białka są to naturalne związki wielkocząsteczkowe, zbudowane z reszt aminokwasowych, 

połączonych wiązaniami peptydowymi. W roztworach wodnych makrocząsteczki białek są 

hydratowane dzięki polarnym wiązaniom peptydowym i polarnym grupom aminowym, 

karboksylowym i hydroksylowym, w łańcuchach bocznych. W zależności od pH roztworu 

następuje dysocjacja kwasowych grup karboksylowych, -COOH, lub zasadowych grup 

aminowych, -NH

2

. Dzięki obecności grup kwasowych i zasadowych Istotną cechą białek 

jest ich amfoteryczność, czyli zdolność do tworzenia zarówno jonów dodatnich jak i 

ujemnych w makrocząsteczce.  

W środowisku zasadowym następuje dysocjacja grup karboksylowych białka, co powoduje 

ujemne naładowanie cząsteczek, natomiast w środowisku kwaśnym zachodzi przyłączanie 

protonów do grup aminowych, w wyniku czego cząsteczki białka stają się naładowane 

dodatnio. 

 

NH3    

+  -  CH  -  COO-   

I

R

NH3    

+  -  CH  -  COOH   

I

R

    

 NH2    

    -  CH  -  COO-   

I

R

  H+

 OH-

jon  amfoteryczny

kation

 anion

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Istnieje takie pH roztworu, dla którego jednakowa dysocjacja grup kwasowych i 

zasadowych powoduje powstanie jonu obojnaczego, amfoterycznego i cząsteczki białek 

zachowują się jak obojętne indywidua, nie wędrują w polu elektrycznym. pH roztworu, w 

którym sumaryczny ładunek całej cząsteczki białka równy jest zeru gdyż ładunki dodatnie 

równoważą  ładunki ujemne, nosi nazwę  punktu izoelektrycznego białka.  

W tym stanie trwałość koloidu jest najmniejsza i białko ulega koagulacji.  

background image

 

2

Koagulacja jest to proces rozdzielania się faz rozproszonej i rozpraszającej układu 

koloidalnego. Substancja wytrącająca się z roztworu (zolu)  nosi nazwę  żelu. Proces 

odwrotny – przejście żelu w zol – jest nazywany peptyzacją. Dla hydrofilowych koloidów 

białkowych przy pH mniejszym od punktu izoelektrycznego cząsteczki nabierają 

charakteru coraz silniej zjonizowanego kwasu wielokationowego. W roztworach o pH 

większym od punktu izoelektrycznego cząsteczka białka zachowuje się jak kwas, oddając 

protony H

+

 i stając się coraz silniej zjonizowaną zasadą wieloanionową. Przy wysokim pH 

wszystkie grupy karboksylowe są zdysocjowane, a grupy aminowe są niesprotonowane, 

przy niskim zaś pH sytuacja jest odwrotna, cofnięta jest dysocjacja grup kwasowych, a 

grupy aminowe występują w postaci jonów NH

3

+

.  Ładunek cząsteczki białka zależy więc 

od pH roztworu. 

Punkt izoelektryczny jest cecha charakterystyczna białka i wynosi przykładowo dla 

pepsyny - 1,0; albuminy z jaj – 4,6;  kazeiny – 4,7;  globuliny mleka – 5,2;  hemoglobiny – 

6,8;  trypsyny – 10,5.  

Punkt izoelektryczny białka można wyznaczyć doświadczalnie. Jedna z metod 

wykorzystuje zależność rozpuszczalności białka od  pH roztworu. 

W celu wyznaczenia punktu izoelektrycznego kazeiny przygotowuje się szereg probówek  

z buforem octanowym o określonych wartościach pH i dodaje do nich jednakową ilość 

roztworu kazeiny. Wartość pH roztworu buforowego w probówce, w której wystąpił 

najobfitszy osad (najmniej białka pozostało w roztworze) odpowiada punktowi 

izoelektrycznemu. Dla bardziej precyzyjnego wyznaczenia tego punktu zawartość białka 

rozpuszczonego w poszczególnych probówkach oznacza się kolorymetrycznie 

wykorzystując reakcję biuretową. Jest to jedno z najczęściej wykonywanych oznaczeń 

ilościowych i jakościowych białek. Biuret powstaje przy ogrzewaniu mocznika w temp. 

180

o

C. Barwną reakcję biuretową dają wszystkie peptydy i białka zawierające co najmniej 

dwa połączone ze sobą wiązania peptydowe w cząsteczce. Wolne aminokwasy nie dają 

zabarwienia w reakcji biuretowej. 

 

Literatura dodatkowa 

1. A. Basiński – Zarys fizykochemii koloidów. 

2.  L. Kłyszejko-Stefanowicz – Ćwiczenia z biochemii. 

3.  J. Perkowski, W . Świątkowski, S. Tilk – Ćwiczenia laboratoryjne z chemii  
     fizycznej. 

 

background image

 

3

Wykonanie ćwiczenia 

 

1.  Do 10 suchych probówek odmierzyć (stosując pipety o pojemności  2 ml) podane  

w tabeli ilości mianowanych roztworów kwasu octowego i octanu sodu. Roztwory 

octanu sodu przechowywane są w lodówce. 

 

Nr probówki 

 

Kwas octowy 1 M 

ml 

 

Octan sodowy 1 M 

ml 

 
 









                10 
 

 
 

2,0 
1,8 
1,6 
1,4 
1,2 
1,0 
0,8 
0,6 
0,4 
0,2 

 
 

0,0 
0,2 
0,4 
0,6 
0,8 
1,0 
1,2 
1,4 
1,6 
1,8 

 

2. Do 

każdej probówki dodać po 2 ml roztworu kazeiny rozpuszczonej w 0,1 M roztworze 

octanu sodowego. Roztwór dobrze wymieszać i pozostawić na okres 5 min. 

3. Przenieść roztwory do probówek wirówkowych i odwirować wytrącony osad białka. 

Wirowanie prowadzić przez  5 min przy 12 tys. obrotów. Ułożenie probówek w wirówce 

musi być symetryczne, a obroty należy zwiększać stopniowo poprzez obrót pokrętła 

transformatora. Przed rozpoczęciem wirowania pokrętło musi być w pozycji zerowej 

(maksymalnie w lewo). W czasie pracy wirówki nie wolno otwierać pokrywy.  

4.  Po odwirowaniu z każdej probówki pobrać znad osadu 2 ml roztworu i dodać go do 

wcześniej przygotowanych probówek zawierających po 4 ml odczynnika biuretowego. 

Roztwory wymieszać i pozostawić na 30 min. 

5. Przygotować odnośnik do pomiarów kolorymetrycznych (ślepa próba) poprzez 

zmieszanie 2 ml wody i 4 ml odczynnika biuretowego (wspólny dla wszystkich osób 

wykonujących ćwiczenie). 

6. Włączyć fotokolorymetr na 10 min przed wykonaniem pomiarów. 

7. Zmierzyć absorbancję dla poszczególnych roztworów, A, przy długości fali 530 nm 

względem odnośnika przygotowanego wcześniej (pkt 5), dla którego wartość 

absorbancji nastawić na zero. 

background image

 

4

 

8.  Wyniki wszystkich pomiarów absorbancji, A, zapisać w tabeli. 

 

Nr próby 

 

 

Absorbancja 

 

pH  roztworu 

buforowego 

Stężenie białka 

g/dm

3

 









10 

 

 

 

 

 

Opracowanie wyników 

1. Obliczyć pH roztworu buforowego w poszczególnych probówkach z równania 

Hendersona-Hasellbacha: 

                       [ CH

3

COO

-

pH   =   pK

a

  +  log 

____________________

                             [CH

3

COOH]        

     stała dysocjacji kwasu octowego w temperaturze 25

o

C K

a

 =1,753 x 10

-5

, pK

a

= 4,76. 

    Uwaga!  W obliczeniach należy również uwzględnić stężenie octanu sodu w roztworze    

     kazeiny. 

2. Zawartość białka w roztworze obliczyć z wzorcowej zależności pomiędzy stężeniem 

białka, c, wyrażonym w g/l, i zmierzoną absorbancją, A

 

,  

30

,

0

A

2

,

32

c

=

Uwaga! Jeśli zmierzona absorbancja roztworu była niższa od 0,01 przyjąć stężenie 

białka c= 0. 

3. Sporządzić wykres funkcji: stężenie białka 

)

pH

(

f

c

=

4.  Z wykresu wyznaczyć punkt izoelektryczny kazeiny. 


Document Outline