Все ли типы белков денатурируют при высокой температуре?

[Mr-Incredible]

К сожалению не имею отношения к химии в принципе, по этой причине знаний нет и мой вопрос может показаться для вас странным. Но, очень хочется понять и разобраться в следующем вопросе:

• Преамбула: Увлекаюсь спортом, употребляю протеиновые пищевые добавки, как правило сывороточный протеин (по методу обработки - ультра фильтрованный концентрат + изолят с вкраплениями гидролизата). У покупателей также популярны смеси на основе казеина. При этом в интернете циркулируют разные видеоролики от неизвестных науке (и полагаю, что не сильно знакомых с наукой) людей, утверждающих, что если в порошке присутствует белок, то при добавлении в него воды, достигшей состояния кипения, обязательно и во всех случаях должен начаться процесс денатурации (как я понял денатурация, это разрыв внутренней структуры молекулы белка приводящий к потере такого его свойства, как растворимость и, как следствие, влекущий коагуляцию продукта, то есть его свертывание). Но у меня есть сомнения в этом утверждении, потому что, как я понял почитав разную информацию, казеин и белок молочной сыворотки, это разные виды белка и если первый получается именно методом створаживания, образуя сгустки, и при этом реагирует на повышение температуры еще большей коагуляцией, то сывороточный белок наоборот, извлекается из жидкости, в которой изначально растворен. Поэтому получается, что добавляя кипяток в порошки на основе казеина можно запустить процесс денатурации белка, а добавляя кипяток в порошок из сывороточного белка такой реакции не будет и белок просто раствориться в воде, что вовсе не означает, что белка в порошке и не было. Собственно вопрос: правильно ли я рассуждаю, что не все виды белков реагируют на высокие температуры денатурацией и если да, то по какой причине возникает такое различие в реакциях (на примере казеина и белка молочной сыворотки)? Имеет ли в данной ситуации значение метод обработки белков? Спасибо!
  

[ksanf]

Для денатурации (потери натуральности) серьезное имеет значение еще заряд белка. Если заряд молекул высокий, то белок устойчив к нагреванию (взаимоотталкивание молекул белка), что мы и наблюдаем в случае сывороточного белка. Даже если молекула белка и меняется от температуры, то в осадок не выпадает.

 

Известный пример: молоко можно кипятить и оно не сворачивается именно из-за сильного отрицательного заряда молочного альбумина (белка), казеин в молоке находится в виде предшественника казеиногена и тоже хорошо растворим. При скисании молока кислоты нейтрализуют заряд белков, и молоко створаживается. Мне кажется, точно не знаю, :bh: казеиноген при этом так и остается таковым, не переходит в казеин, только "вязнет" в гуще денатурированного молочного альбумина.

 

А собственно казеин образуется при отщеплении определенного куска молекулы казеиногена. Вот казеин то и нерастворим ни в холодной, ни в горячей воде.

[Mr-Incredible]

Для денатурации (потери натуральности) серьезное имеет значение еще заряд белка.

 

А что значит "заряд белка" и какими средствами он достигается?

[Alonerover]

Достаточно популярно описана и хорошо проиллюстрирована химия и физика белка в следующих статьях:

 

http://www.km.ru/referats/D6358A3825034D228708F7F238FED541

 

http://vmede.org/sait/?page=4&id=Biohimija_severin_2011&menu=Biohimija_severin_2011

 

Из них достаточно просто усваиваются понятия "структура белка"..

[ksanf]

А что значит "заряд белка" и какими средствами он достигается?

здесь простенько есть http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/13-belki/13-fiziko-himicheskie-svojstva-belkov.html

[Mr-Incredible]

Добросовестно изучил ссылки, которые вы мне любезно дали (разве только задание для внеаудиторной работы не сделал ;-) понял, что денатурация белка посредством высокой температуры происходит за счет разрушения слабых связей в белке (если я правильно понял, то речь идет о связях аминокислот), но все-таки, можете мне объяснить:

1. почему у одних белков связи слабые и они реагируют на температуру денатурацией, а у других сильные и они на такой агент не реагируют?
   
2. за счет чего именно казеиновый белок реагирует на температуру денатурацией, а сывороточный не реагирует?
   
3. может быть у белка молочной сыворотки более сильные связи аминокислот в молекуле, но тогда какой именно это набор аминокислот, что он так устойчив к нагреванию?
   

Ведь в итоге моя цель, это все-таки не освоить биохимию за три дня с нуля, а всего на всего найти конкретный ответ на конкретный вопрос ;-)

[ksanf]

1. 3. Дело в числе связей. Чем больше водородных, ионных и прочих связей внутри молекулы, тем она "плотнее" и менее склонна развернуться от внешних воздействий.

Сывороточный альбумин имеет больше заряженных и полярных аминокислот (глутаминовая, аспарагиновая, треонин, серин, ), которые формируют эти связи, в нем много дисульфидных (очень прочных) связей, ему трудно развернуться. Он как свернутая в клубок шерстяная нитка, где ворсинки цепляются друг за друга.

Молекула казеина содержит больше гидрофобных аминокислот, водородных, ионных связей мало, его структура основана на "боязни" воды этих гидрофобных аминокислот, они просто стремятся спрятаться внутрь, не образуя реальных связей. Он как свернутая бечевка, гладкая без ворсинок.

И даже может быть более существенно то, что он сущетсвует в виде мицелл, т.е. конгломератов из множества молекул, где одни молекулы связаны с другими, что собственно помогает им растворяться. Эти мицеллы легче разваливаются при нагревании на отдельные нерастворимые молекулы и все осаждается.

 

2. Оба они реагируют на температуру, только казеин менее устойчив. Казеин ведь плохо растворим, ему много для денатурации не надо. Если сывороточный белок не сразу денатурирует, то осядет через несколько минут кипячения, никуда не денется.

[Mr-Incredible]

Всем спасибо! ;-)