خواص فيزيكو شيميائي پروتئينها

نقطه ايزوالكتريك

 پروتئينهاي تركيبات پلي الكتريك آمفوتر هستند. به عبارت ديگر اين مولكولها حاوي بارهاي متعدد مثبت و منفي ناشي از عوامل آميني و كربوكسيلي هستند. زماني كه محتواي بار مثبت بيشتر از بار منفي باشد بار الكتريكي پروتئين مثبت بوده و در شرايط عكس منفي خواهد بود. شاررژ الکتریکی کلی پروتئین تابع pH محیط است به نحوی که در pH اسیدی بار کلی مثبت و در شرایط قلیایی بار کلی منفی می گردد. در شرايط محيطي خاص ممكن است مقدار نسبي اين دو بار برابر باشد كه در اين حالت بار الكتريكي پروتئين خنثي مي باشد. pH اي كه در آن بار الكتريكي پروتئين خنثي می گردد را نقطه ايزوالكتريك  مي گويند كه با PI نمايش داده مي شود. بنابراین بهتر است بار الکتریکی کلی پروتئین را نسبت به PI اختصاصی خودش در نظر بگیریم. یعنی در pH های پایین تر از PI بار را مثبت و در pH های بالاتر از PI بار الکتریکی پروتئین را منفی در نظر می گیرند.

حلاليت

حلاليت پروتئينها به عواملي مانند تركيبات يوني ، قدرت يوني و pH محيط بستگي دارد. در عین حال اغلب پروتئينها در شرايط فيزيولوژيك محلول هستند. تغييرات شرايط يوني محيط ( مثلا اضافه شدن نمك) مي تواند سبب رسوب پروتئينهاي محلول گردد. اين پديده تحت عنوان Salting out است كه در روشهاي استخراج پروتئين ميتواند مورد استفاده واقع شود.

همچنين حلاليت پروتئينها در دو سوي pH ايزوالكتريك بيشتر از PI است كه اين مي تواند به دليل خنثي شدن بار پروتئين و جذب مولكولها به يكديگر باشد.

حلاليت پروتئينها اهميت زيادي در جداسازي آنها در طي فرايندهاي الكتروفورز و كروماتوگرافي دارد. عدم دقت در تعيين بافر جداسازي مناسب مي تواند كارآيي روش را به شدت كاهش دهد.

فعالیت نوری

فعالیت نوری پروتئینها منشا گرفته از محتوای اسیدآمینه ای آنها و نیز پیچش های مولکولی خاص آنهاست. برای مثال حضور اسیدهای آمینه تریپتوفان و تیروزین و تا حدودی فنیل آلانین در ساختار پروتئین می تواند سبب جذب نوری در طول موج 280 نانومتر گردد که اساس روش اندازه گیری غلظت پروتئین با نور UV است. همچنین چرخش نور پولاریزه در روش Circular dichroism (CD) ناشی از ساختارهای دوم پروتئین است. به همین دلیل می توان از الگوهای جذبی برای پیش بین این ساختارها استفاده کرد. همچنین ساختار دوم و سوم پروتئین می تواند سبب پراکنش خاص اشعه X و تغییر در میدان مغناطیسی (NMR) گردد که از این روشها برای تشخیص ساختار سه بعدی پروتئین استفاده می شود.

واکنشهای شیمیائی

عوامل متعددی شیمیایی بر روی پروتئینها قابلیت واکنشهای شیمیائی را دارند. مهمترین این عوامل، عامل آمینی و کربوکسیلی هستند که اساسا در تشکیل باندهای پپتیدی و در نتیجه مولکولهای پروتئینی نقش اصلی را بازی می کنند. با این حال عوامل دیگر که عمدتاً بر روی گروههای جانبی اسیدهای آمینه قرار دارند مانند گروههای تیولی (-S) گروههای هیدروکسیلی  (-OH) و برخی دیگر قابلیت استخلافات شیمیایی را دارند. واکنش گری پروتئینها در واکشنهای شیمیایی اساس اندازه گیری غلظت پروتئینها در روشهای لوری و BCA هستند. همچنین برای کونژوگه کردن پروتئینها می توان از عوامل واکنشگر در سطح پروتئینها استفاده کرد.