Albumin
Az albuminok a biokémiában használatos definíció szerint olyan vízoldékony fehérjék, amelyek az ammónium-szulfát félig telített oldatában még oldódnak, de annak telített oldatában már denaturálódnak és az oldatból kiválnak. Ebből következően az albuminok az oldékonyságuk alapján csoportba rendezett fehérjék gyűjtőneve.[1]
A csoportba tartozó fehérjék aminosav-sorrendjük tekintetében egymástól különböznek, térkitöltésük megközelítőleg gömb alakú, és átlagos molekulaméretük ~70 kDa.[* 1] Ismertebb képviselői: szérumalbumin, tejalbumin, tojásalbumin.
Az albumin név a latin albumen (tojásfehérje) szóból származik.[2][3]
Albuminok definíciójának eredete
szerkesztésFigyelembe véve a fajok milliós nagyságrendjét, valamint azt, hogy az egyes szervezetekben százezres nagyságrendben a fajra jellemző, egymástól eltérő fehérjék találhatók, csak elképzelni lehet a bioszféránkban előforduló fehérjeformák óriási számát és azok sokszínűségét. A biokémia – csakúgy, mint más tudományok – igyekszik tulajdonságaik alapján csoportokba rendszerezni a tudományterülethez tartozó molekulákat, esetünkben a fehérjéket. A fehérjék csoportosításának legfőbb nehézsége, hogy az élővilág fehérjéi ugyanazokból az aminosavból épülnek fel, és az eddigi fehérjeanalitikai vizsgálatok nem adnak támpontot arra vonatkozóan, hogy lehetséges-e bármilyen, a fehérjeszerkezeten alapuló rendszerezés. A szerkezeti alapon történő csoportosítás hiányában csak bizonyos önkényesen kiválasztott tulajdonság alapján lehet a fehérjéket rendszerezni. E rendszerezésnek szokásos szempontjai az oldékonyság, a funkció, az előfordulás, a molekulaforma (alak), vagy összetett fehérjéknél[* 2] a nem aminosav komponens. A csoportosítás önkényes jellege miatt egyes fehérjék több csoportba is tartozhatnak.
A csoportosítás egyik – a biokémia kezdeti időszakába visszanyúló – szempontja a fehérjék oldékonyság alapján történő megkülönböztetése és szétválasztása. A biokémiának, mint önálló tudományterületnek a kialakulásakor (a 19. század végétől a 20. század első harmadáig) a kémiában használatos analitikai módszerek nem tették lehetővé, hogy a fehérjék tulajdonságait pontosan megismerjék. A fehérjék élettani szerepének megismeréséhez igényként jelentkezett azok szétválasztása, tisztítása. Olyan módszereket kellett keresni, amellyel a több száz komponenst tartalmazó fehérjekeverékeket többé-kevésbé szét lehetett egymástól választani. A „kisózás”, mint kézenfekvő, egyszerű és műszereket nem igénylő eljárás gyorsan elterjedt. A kezdeti időszakban elsősorban a könnyen hozzáférhető fehérjék összetételét vizsgálták, mint például a tejfehérjéket, a tojásfehérjét, vagy a vérszérum fehérjéit.[4]
Az albuminok kisózása
szerkesztésA vízoldékony fehérjék egyik tulajdonsága, hogy fehérjefajtától függően az oldatukból egy bizonyos sókoncentrációnál denaturálódnak, majd kiválnak az oldatból. A vízben oldott fehérjéket hidrátburok veszi körül, mely burok képes oldatban tartani a makromolekulákat. A hidrátburok csökkenése vagy annak elvesztése a fehérje azonnali denaturációját okozza. A fehérjék fajtától függően az oldatukban egy bizonyos sókoncentrációnál elvesztik a körülöttük kialakult hidrátburkot és az oldatból kiválnak.[5] Mivel a különböző fehérjék a kisózás okozta dehidratációra eltérő mértékben érzékenyek, ez lehetőséget biztosít azok szétválasztására. Az így kicsapott és elválasztott fehérjék azonban nem egységesek, számtalan, különböző szerkezetű fehérje keverékéből állnak.[6]
A több mint 100 évvel ezelőtti, a szakirodalomban elfogadott megállapodás alapján azokat a vízben és híg sóoldatban oldódó fehérjéket, amelyek az ammónium-szulfát ((NH4)2SO4) telített oldatával kicsaphatók, albuminoknak nevezzük. Megjegyzendő, hogy a félig telített ammónium-szulfát oldatával kicsapható fehérjéket globulinoknak említi a biokémia szakirodalma. A fehérjék kisózásos denaturálását elvileg bármelyen sóval (NaCl, KCl, NaSO4 stb.) el lehet végezni.[* 3] Az albuminok definíciójában szereplő ammónium-szulfát azért kapta ezt a kiemelt szerepet, mert vízoldékonysága rendkívül jó. Száz gramm 0 °C-os vízben 134 g (NH4)2SO4 oldható fel, amely így telített oldatot képez.[7] Ebből következően a 0 °C közeli hőmérsékletű fehérjeoldat 100 grammjából (~100 ml) 134 g ammónium-szulfát hozzáadásával denaturálható és így kicsapható fehérjekeveréket nevezzük albuminoknak. Ezt a koncentrációt például NaCl-dal nem lehet elérni. Gyakorlati szempontból fontos, hogy a kisózás hideg (0–4 °C) oldatban történjen. A fehérjekeverékek ugyanis rendszerint tartalmaznak fehérjéket lebontó, úgynevezett proteázokat (fehérjebontó enzimeket), amelyek hideg oldatban nem aktívak, de a hőmérséklet emelkedésével aktiválódnak és a szétválasztásra kerülő fehérjéket rövidebb darabokra hasítják. Technikailag az albuminok leválasztását olvadó jégben hűtött edényben végzik.[8]
Szérumalbumin
szerkesztésAz emberi vérplazma fehérjetartalma 60-80 g/liter. A kezdeti kisózásos fehérjefrakcionálási eljárással bizonyítottá vált, hogy ennek a mennyiségnek nagyobbik hányada albumin típusú fehérje. A korszerűbb és jobb felbontást eredményező elektroforézises technikákkal sikerült bizonyítani, hogy a vérplazma hat fő fehérjefrakciót tartalmaz és ezek egyike – a teljes fehérjetartalom több mint felét kitevő – albumin frakció.[9] További fehérjeanalitikai eljárások eredményeiből az is világossá vált, hogy a vérplazma albuminfrakciója homogén fehérjékből áll, vagyis e fehérjék azonos aminosav-összetétellel és -sorrenddel bírnak. A humán genom vizsgálataiból az is kiderült, hogy az emberi DNS egyetlen szérumalbumin gént tartalmaz.[10] Mindezen okok alapján a vérplazmában található homogén albumint a szakirodalom megkülönböztetésként szérumalbumin elnevezéssel jelöli.
A tej albuminjai
szerkesztésA tej jelentős fehérjeforrásunk, amelynek döntő hányada (~90%) kazein fehérje. A kazein mellett más fehérjék is találhatók az anyatejben csakúgy, mint a tehéntejben. Ez utóbbi fehérjefrakciónak egy része albumin, amit alfa-laktalbumin elnevezéssel említ a szakirodalom.[11] A laktalbumin nem homogén fehérje, hanem több, különböző méretű és szerkezetű fehérjemolekula keveréke. A tej kis mennyiségben (<1%) tartalmaz szérumalbumint is.[12]
Felhasználása
szerkesztésAz állati vérből előállított albuminból ragasztó, véralbuminenyv készíthető.
A régebbi fotóeljárásokban gyakran használt anyag volt. Kötőanyagként alkalmazták például a tojásalbuminos albuminpapír (régies nevén fehérnyepapír), a növényi albuminos alboidinpapír és a tejalbuminos kazoidinpapír készítésénél.
Kromátkolloidos eljárásként, bikromátokkal érzékenyítve fényérzékeny anyagot kapunk, melyet ofszetmásolásnál, sokszorosítógrafikai módszereknél, fényképezésben használt nemeseljárásoknál és fotomechanikai sokszorosítóeljárásoknál alkalmaztak.
Megjegyzések
szerkesztés- ↑ A biokémia a fehérjék esetében a „dalton” (Da) megnevezést használja az atomi tömegegységre. Mivel a fehérjék nagy molekulák, ezért célszerűbb a kilodalton (kDa) nagyságrend használata.
- ↑ Összetett fehérjék: a fehérjék azon csoportjai, amelyekben az aminosav komponenseken kívül más molekularészek is találhatók (szénhidrátok, lipidek, nukleinsavak). Az összetett fehérjéket proteideknek is említi néhol a szakirodalom, mely nem tévesztendő össze az egyszerű fehérjékkel, azaz a proteinekkel.
- ↑ A fehérjék kisózásos frakcionálása mellett ismertek alkoholos frakcionálási technikák is. Az összes frakcionáló technikára jellemző, hogy a denaturáció reverzíbilis, vagyis a dehidráló anyag eltávolítása után a kicsapódott fehérje sértetlenül újra oldatba vihető.
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Guba Ferenc: Orvosi biokémia. Budapest, Medicina, 1988. 2. kiadás, 55. oldal, ISBN 963 241 711 9
- ↑ Fülöp József: Rövid kémiai értelmező és etimológiai szótár. Celldömölk: Pauz–Westermann Könyvkiadó Kft. 1998. 11. o. ISBN 963 8334 967
- ↑ Az albumin név a latin albumen (tojásfehérje) szóból származik. Ennek magyarázata, hogy az albumin a tojásfehérjében található legnagyobb arányban. Így alkották meg a magyar fehérje szót. - Tótfalusi István: Idegen szavaink etimológiai szótára, ANNO Kiadó, (a katalógusokban formailag hibás ISBN-nel szerepel) ISBN 963 375 179 0
- ↑ Erdey-Grúz Tibor: Természettudományi lexikon. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967. 1. kötet, 96. oldal.
- ↑ Creighton T. E.: Proteins / Structures and molecular properties. W. H. Freeman and Company, New York, 2. kiadás. 1993. 155–156. oldal ISBN 0-7167-2317-4
- ↑ Elődi P.: Biokémia. Akadémia Kiadó, Budapest, 1989. 77. oldal. ISBN 963 05 4405 9
- ↑ Németh Béla: Kémiai táblázatok. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971, 76. oldal.
- ↑ Gombkötő Géza, Sajgó Mihály: Biokémia. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1985. 73. oldal. ISBN 963 232 106 5
- ↑ Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, Medicina Könyvkiadó Zrt., Budapest, 7. kiadás, 2014. 27. oldal. ISBN 978-963-226-504-9
- ↑ National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_000477.7
- ↑ Lásztity Radomir: Az élelmiszer biokémia alapjai. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1981. 317. oldal ISBN 963 231 092 6
- ↑ Boron, W. F., Boulpaep, E. L.: Medical Physiology. Elsevier, 3. kiadás, 2012. 1146–1148. oldal, ISBN 978-1-4557-4377-3