К высокомолекулярным соединениям (ВМС) относят вешества с большими относительными молекулярными массами (Мr > 104). Многие ВМС являются полимерами. Молекулы полимеров состоят из большого числа мономерных звеньев - повторяющихся одинаковых групп атомов. Структурные единицы ВМС - макромолекулы.
21.1. Изоэлектрическая точка полиамфолитов
Особое значение для медицины и биологии имеют биополимеры - полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты. Белки относятся к полиамфолитам, т. е. к веществам, способным в зависимости от условий проявлять свойства как оснований, так и кислот. Остатки ионогенных аминокислот (аспарагиновой и глутаминовой кислот, аргинина, лизина и гистидина) могут находиться как в протежированной, так и в депротонированной формах. Состояние, при котором суммарный заряд полиамфолита равен нулю, называется изоэлектрическим. Значение рН раствора, соответствующее изоэлектрическому состоянию, называется изоэлектрическои точкой (pI). В среде с большей кислотностью, чем в изоэлектрическои точке ( рН < pI), ионизация карбоксильных групп подавлена, вследствие чего белок находится в форме макрокатионов, положительный заряд которых обусловлен наличием -R-NH3+-групп. В среде с меньшей кислотностью, чем в изоэлектрическои точке ( рН > pI), карбоксильные группы депротонированы, вследствие чего белок находится в форме макроанионов, отрицательный заряд которых обусловлен наличием -R-COO- групп.
Возникновение электрического заряда в состоянии, отличающемся от изоэлектрического, обуславливает электрофоретическую подвижность белков.
Направление движения макромолекул белков в электрическом поле (к катоду или аноду) зависит от значения рН. Белки, как и все амфолиты, имеют определенную величину изоэлектрической точки. В таблице 21.1. приведены значения изоэлектрических точек некоторых наиболее распространенных белков.