Материал: Павлов, Борис Алексеевич. Курс органической химии учебник для химических техникумов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

181. Отдельные представители аминокислот

345

стр. 449), тироксин (см. стр. 449), пролин (см. стр. 524), трип­ тофан (см. стр. 528) и некоторые другие.

За последнее время большое практическое значение получила а-аминокапроновая кислота и ее лактам

сн2сп2сн2сн,сн2со

I----------

NH---------

^

В природе эта кислота не встречается. В значительных количе­ ствах ее синтезируют и используют для получения одного из видов искусственного волокна — капрона (см. стр. 356).

Г Л А В А X V

БЕЛКОВЫЕ ВЕЩЕСТВА

182. Белки в природе. Белковые вещества, или белки, нахо дятся во всех растительных и животных организмах. Белки яв­ ляются главной составной частью протоплазмы, содержатся в крови, молоке, мышцах и хрящах животных, составляют глав­ ную часть куриного яйца. Белки входят в состав волос, когтей, рогов, кожи, перьев, шерсти и шелка. Животный организм бо­ лее богат белковыми веществами, чем растительный. В расте­ ниях белки встречаются в протоплазме, ядре, клеточном соке и семенах. Главную же массу растений составляет клетчатка.

Белковые вещества образуются в растениях, которые исполь­ зуют для их получения азот, находящийся в солях почвы, или,

как

бобовые

растения, — азот

атмосферы. Животные не способ­

ны

к такого

рода синтезам.

Они

получают

белковые вещества

в готовом виде, поедая растения

или других

животных. Белки,

входящие в состав организма, во время его жизни непрерывно подвергаются процессам разрушения и окисления, а потому они

должны являться

необходимой

составной частью пищи.

В состав почти

всех белков

входят пять элементов: угле­

род, водород, кислород, азот и сера; некоторые весьма важные белковые вещества содержат, кроме того, фосфор.

Содержание этих элементов в белках колеблется в следую­ щих пределах (%):

У г л е р о д .................

50—55

Кислород . . . .

19—24

В о д о р о д ..................6 ,6—7,3

Сера . ...................0,2—2,4

А зот...........................

15—18

 

 

Существуют белки,

в которых содержание

серы достигает

5%.С другой стороны, белки, которые находятся в спермато­ зоидах рыб, совершенно не содержат серы; они получили назва­ ние протаминов.

Один из белков крови—гемоглобин—содержит железо (0,3—

0,5%)- Наконец, известны белки, содержащие иод и другие галоиды.

183. Свойства белков. Белки — высокомолекулярные нелету­ чие соединения, не растворимые в обычных растворителях; те белки, которые растворяются в воде, дают коллоидные растворы. Йри сжигании белки обугливаются и при этом наблюдается характерный запах жженого рога.

Рис. 58. Схема электродиализатора.

183. Свойства белков

347

Для обнаружения белка обычно используют следующие цвет­ ные реакции.

Ксантопротеиновая реакция*. Белок с концентрированной азотной кислотой дает желтое окрашивание. Желтые пятна, об­ разующиеся на коже при неаккуратной работе с концентриро­ ванной азотной кислотой, — результат ксантопротеиновой реак­ ции с белками кожи.

Биуретовая реакция. При прибавлении к раствору белка ед­ кого натра и нескольких капель разбавленного раствора сер­ нокислой меди получается фиолетовое окрашивание.

Этой реакцией часто поль­ зуются для качественного открытия белка.

Белки претерпевают сложные изменения (де­ натурацию) при нагрева­ нии и воздействии многих реактивов. Такие свойст­ ва белков чрезвычайно загрудняют изучение их хи­

мического строения. Кроме того, в природе белки встречаются всегда в виде сложных смесей, поэтому выделение и очистка их сопряжены с большими трудностями. Для подобного рода со­ единений необходимо разрабатывать особые методы, с которыми не приходится встречаться при работе с обычными органиче­ скими веществами.

Для разделения и очистки водорастворимых белков обычно применяется фракционное высаливание при помощи растворов нейтральных солей: NaCl, Na2S 0 4, M gS04, (NH4)2S 0 4 и др. От­ деленные таким образом фракции белков освобождаются от со­ лей при помощи диализа через полупроницаемые перепонки (пер­ гамент, пленка коллодия, задубленная желатина и др.), которые легко пропускают соли и другие низкомолекулярные вещества, но удерживают высокомолекулярные белки. Часто применяют и электродиализ.

На рис.-58 изображена схема электродиализатора. В средний сосуд наливают водный раствор белка, содержащего соли; в бо­ ковые сосуды, отделенные от среднего пергаментной перепонкой, медленно пропускают дистиллированную воду. Ионы солей быст­ ро уносятся через перепонку к соответствующим электродам. Разделенные и очищенные белки удается даже получить в кри­ сталлическом состоянии.

* Слово «ксантопротеин» возникло из двух греческих слов: «ксантос»— желтый, «протеин»—белок.

348 ГЛ. XV. Белковые вещества

Для определения молекулярного веса белков почти непри­ менимы обычные методы, основанные на измерении упругости пара, повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов. Чаще всего пользуются специальными методами, разработанными для исследования высокомолекуляр­ ных веществ: определение скорости диффузии, вязкости раство­ ров, ультрацентрифугирование и др.

В ряде случаев можно пользоваться и химическими мето:

дами. Покажем это на

примере казеина — белка, выделяемого

из молока. Процентный

состав его следующий.

У гл е р о д ......................

53,13

В од ор од .................

7,06

Кислород .

. . 22,37

А зо т ............................

15,78

С е р а ...........................

0,80

Фосфор ..................

0,86

Таким образом в 100 весовых частях казеина находится 0,80 ве­ совых частей серы. Так как известно, что сера в казеине содержит­

ся в виде остатка

молекулы цистина

[—ОС—CH(NH2—CH2S]2,

то, следовательно,

в молекуле белка

должно быть не менее

двух атомов серы, т. е. 64 весовых части. Исходя из этого, моле­ кулярный вес казеина определяют из пропорции:

0 ,8 0 — 100

100-64

х =

0,80

64 — л

 

Если же принять, что в частице казеина содержится 2 остатка цистина, то молекулярный вес будет равен 8000x2=16 000. Эта величина имеет тот же порядок, который получается при опре­ делении ее физическими методами. Молекулярная формула ка­

зеина в таком случае будет C708H1130O224N180S4P5. Молекулярный вес яичного альбумина («белка»), определен­

ный методом ультрацентрифугирования, составляет около 34 000; гемоглобина (из крови) — около 68 500. Есть белки, имеющие еще больший молекулярный вес.

Отсюда ясно, сколь сложно строение этих громадных мо­ лекул и как трудна задача определения химического строения и тем более проведения систематического синтеза аналогичных белку соединений.

Белковые вещества можно разделить на две большие группы: 1) собственно белки, или протеины, и 2) протеиды. Молекулы последних при осторожном гидролизе распадаюстя на молекулы собственно белков и на молекулы веществ, не относящихся к белкам.

184.Собственно белки. По ряду характерных свойств собст­

венно белки можно разделить на несколько подгрупп.

1. Альбумины. Они растворимы в воде, свертываются при нагревании, нейтральны, сравнительно трудно осаждаются рас­ творами солей. Примерами их могут служить: альбумин белка

 

184.

Собственно белки

 

349

куриного яйца,

альбумин

кровяной

сыворотки,

альбумин

мус­

кульной ткани,

молочный

альбумин.

Последний

находится

в мо­

локе вместе с другим белком — казеином; пенка на кипяченом молоке состоит из альбумина.

Техническое значение имеет альбумин кровяной сыворотки, который применяется для изготовления светочувствительных бу­ маг и в ситцепечатании. Он, так же как и фибриноген, полу­ чается на бойнях из крови животных. При выходе из кровенос­ ных сосудов фибриноген свертывается в фибрин. Для того чтобы лучше отделять фибрин, кровь сбивают. При сбивании крови фибрин выделяется в виде белых нитей, а в остатке получается жидкость, красная от плавающих в ней кровяных телец. Послед­ ние удаляют центрифугированием и получают кровяную сыво­ ротку. При осторожном выпаривании этой сыворотки из нее выделяются кристаллы альбумина.

2. Глобулины. Они нерастворимы в воде, но растворяются в очень слабых растворах солей. Более концентрированными рас­ творами солей они вновь осаждаются; осаждение происходит при меньшей концентрации, чем та, которая необходима для осаждения альбуминов. Эти белки являются очень слабыми кис­ лотами. Примерами глобулинов могут служить: фибриноген, глобулин кровяной сыворотки, глобулин мускульной ткани, гло­ булин белка куриного яйца. Таким образом, в белке куриного яйца, в крови, в мускульной ткани находятся и глобулины и аль­ бумины. В отличие от этого, в молоке почти не содержится гло­ булинов. Из глобулинов состоят и многие растительные белки.

3.Гистоны. Белки основного характера. Находятся в виде нуклеопротеидов (см. стр. 351) в лейкоцитах и красных кровя­ ных шариках.

4.Протамины. Не содержат серы, обладают сравнительно

сильными основными свойствами, дают кристаллические соли; содержатся (в виде нуклеопротеинов) в сперматозоидах рыб. Некоторые исследователи считают их простейшими из белковых веществ.

5. Проламины. Находятся в зернах различных хлебных зла­ ков. Замечательной их особенностью является растворимость в 80%-ном спирте. Представителем этих белков может служить глиадин, составляющий главную часть клейковины. Клейковину можно легко получить из пшеницы. Для этого пригоршню муки замешивают в тесто, и, завернув в кисею, отмывают под кра­ ном — остается тягучая, грязно-желтого цвета клейковина.

Клейковина пшеницы — это смесь различных белков, в кото­ рой преобладает уже упомянутый выше глиадин. Другие белки, входящие в состав клейковины, в спирте не растворяются.

6. Склеропротеины (прежнее наззание альбуминоиды). Нера­ створимые белки, которые составляют наружный покров тела

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124701