Химия и биология белков - Ф. Гауровитц 1953

Сложные белки
Фосфопротеиды

Фосфопротеиды отличаются от нуклеопротеидов тем, что они не содержат пуриновых и пиримидиновых оснований; фосфорная кислота, входящая в их состав, связана эфирной связью. Наиболее изученным фосфопротеидом является казеин молока, содержание фосфора в котором равно приблизительно 0,9%. При гидролизе казеина кислотами или щелочами фосфорная кислота отщепляется. Фосфорная кислота, входящая в состав казеина, обусловливает кислые свойства этого белка, изоэлектрическая точка которого лежит при pH 4,6—4,7. Казеин осаждается из молока уксусной кислотой или другими кислотами, однако при избытке сильных кислот он вновь растворяется. Казеин не представляет собой однородного белка, так как путем фракционированного осаждения водными или спиртовыми растворами кислот он может быть разделен на несколько фракций [72, 73], молекулярный вес которых варьирует от 75 000 до 375 000 [74]. Главные фракции, получившие название а- и ß-казеина, отличаются друг от друга по своему аминокислотному составу (см. табл. 1) [75] и по своей электрофоретической подвижности [73].

Фосфорная кислота соединена эфирной связью с гидроксильной группой молекул серина. При гидролизе казеина трипсином отщепляется фосфосерилглутаминовая кислота [76, 77]. При частичном гидролизе казеина разведенной соляной кислотой получается фосфорный эфир серина [78].

Фосфопротеиды могут быть приготовлены in vitro путем фосфорилирования белков хлорокисью фосфора (РОСl₃) [79, 80]. Эти синтетические фосфопротеиды отличаются, однако, от природных тем, что в них значительная часть фосфорной кислоты связана с аминогруппами и с гидроксильными группами тирозина. Кроме того, они более устойчивы к гидролитическому действию щелочей, чем природные фосфопротеиды.

Казеин осаждается из молока не только при прибавлении кислот, но также при действии фермента химозина [реннина], вырабатываемого слизистой желудка Свертывание молока в желудке является одним из факторов, обусловливающих усвоение белков молока. Если бы молоко в желудке не свертывалось, то оно выводилось бы из желудка с такой же скоростью, как вода или другие жидкости, и белки оставались бы нерасщепленными. Механизм свертывания остается еще неясным. Было высказано предположение, что нерастворимый сверток казеина представляет собой димер или полимер казеина или же комплекс казеина и фосфорнокислого кальция. Свертывание молока приписывалось также превращению казеиногена в казеин или казеина в параказеин. Термины казеиноген или параказеин употребляются, однако, редко, так как ни об этих соединениях, ни об их роли в процессе свертывания молока ничего определенного сказать нельзя. Возможно, что фермент обусловливает некоторое развертывание пептидных цепей казеина, в результате чего полярные и ионные группы молекул казеина оказываются способными реагировать друг с другом с образованием межмолекулярных солеобразных связей. Этот процесс протекает только в присутствии ионов кальция. Способность молекул казеина к развертыванию цепей и образованию волокон была использована для приготовления из казеина искусственной шерсти. Если продавливать щелочные растворы казеина через узкие отверстия в кислый раствор, то образуются нити, которые после обработки формальдегидом твердеют и могут служить для приготовления пряжи.

¹ Относительно свертывания молока химозином см. примечание на стр. 292. — Прим. ред.

В то время как казеин был предметом многочисленных исследований, фосфопротеиды яиц, икры и т. д. изучены до сих пор еще очень мало. Фосфопротеиды желтка яиц получили название вителлинов. Для получения вителлина из яйца курицы экстрагируют желток 10-процентным раствором хлористого натрия, удаляют липиды из экстракта, извлекая их диэтиловым эфиром, и осаждают свободные от липидов белки путем разведения раствора водой [82]. Вителлины содержат 0,92% фосфора [82]. Если на вителлин воздействовать 12-процентным раствором аммиака, то от него отщепляется вителлиновая кислота. Гидролиз этой кислоты 2 н. соляной кислотой ведет к отщеплению фосфорного эфира серина [83].

Из этих данных видно, что фосфорная кислота в вителлине соединена с белком таким же образом, как в казеине. Биологическое значение вителлина также аналогично значению казеина. Как и казеин, он служит источником фосфора и незаменимых аминокислот для развивающегося организма.

Кроме вителлина, из желтка яиц были выделены еще два фосфопротеида. Один из них, названный ливетином, получается при нагревании фильтрата, остающегося после осаждения вителлина [84]. Второй фосфопротеид, получивший название фосфовитина, осаждается солями меди из экстракта желтка, в котором другие белки предварительно осаждены сернокислым натрием. Фосфовитин содержит 10% фосфора, 12% азота и не содержит серы. Его молекулярный вес 21 000. Каждая молекула фосфови- тина содержит 31 атом фосфора и 33 остатка оксиаминокислот [85]; фосфорная кислота в молекуле фосфовитина связана, очевидно, с серином [85].