تتجلى وظائف البروتين في العديد من الطرق. يعمل البروتين كعنصر أساسي لبناء وإصلاح الجسم؛ ولا يمكن أن يحدث نمو الإنسان، إلى جانب إصلاح وتجديد الخلايا التالفة، بدونه. علاوة على ذلك، يمكن تكسير البروتين لتوفير الطاقة للوظائف الحيوية للجسم.[الطبيعة الأمفيفيلية]
البروتينات هي جزيئات كبيرة تتكون من أحماض أمينية ألفا مرتبطة عبر روابط ببتيدية. وجود مجموعات أمينية وكربوكسيلية داخل جزيء البروتين يعني أن البروتينات، مثل الأحماض الأمينية، هي مواد أمفيفيلية.
【قادرة على إجراء تفاعلات التحلل المائي】
تخضع البروتينات للتحلل المائي تحت تأثير الأحماض أو القلويات أو الإنزيمات. تؤدي هذه العملية إلى تكسير سلسلة البولي ببتيد إلى أحماض أمينية مختلفة. أثناء التحلل المائي، يجب تحديد "نقاط الانكسار" داخل الروابط الهيكلية، مما يؤدي إلى انقسام جزئي أو كامل للروابط الببتيدية.
【خصائص غروانية مائية】
تذوب بعض البروتينات في الماء (على سبيل المثال، يذوب بياض البيض في الماء) لتشكل محاليل.
تصل جزيئات البروتين إلى أبعاد جسيمات غروانية (10⁻⁹ إلى 10⁻⁷ م)، مما يمنحها خصائص غروانية.
【الترسيب】
الأسباب: إضافة أملاح محايدة عالية التركيز، مذيبات عضوية، معادن ثقيلة، قلويدات أو أحماض، تحلل حراري.
تساهم كميات صغيرة من الأملاح (مثل كبريتات الأمونيوم وكبريتات الصوديوم) في تعزيز قابلية البروتين للذوبان.تؤدي إضافة محاليل ملح غير عضوية مركزة إلى المحاليل المائية للبروتين إلى تقليل قابلية البروتين للذوبان، مما يتسبب في ترسيبه من المحلول. ويُطلق على هذا التأثير اسم التمليح.
تظل البروتينات المترسبة عن طريق التمليح قابلة للذوبان في الماء دون تغيير خصائصها الأصلية، مما يجعل التمليح عملية قابلة للعكس. تتيح هذه الخاصية فصل البروتين وتنقيته باستخدام طرق التمليح التدريجي.
التفكك تحت تأثير الحرارة والأحماض والقلويات وأملاح المعادن الثقيلة والأشعة فوق البنفسجية وعوامل أخرى، تتعرض البروتينات لتغيرات هيكلية وتتخثر. هذا التخثر لا رجعة فيه، مما يمنع عودتها إلى حالتها الأصلية. يُطلق على هذا التحول اسم التفكك. بعد التفكك، تظهر البروتينات زيادة في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والتفاعل الكيميائي واللزوجة، وتصبح أكثر عرضة للتحلل المائي، على الرغم من انخفاض قابليتها للذوبان.
عند التحلل، تفقد البروتينات قابليتها للذوبان وبالتالي وظائفها الفسيولوجية. وبالتالي، فإن تحلل البروتينات وتخثرها يشكلان عملية لا رجعة فيها.
【أسباب تحلل البروتينات】
تشمل العوامل الفيزيائية: التسخين، الضغط، التحريك، الاهتزاز، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، الموجات فوق الصوتية، إلخ.
تشمل العوامل الكيميائية: الأحماض القوية، القواعد القوية، أملاح المعادن الثقيلة، حمض ثلاثي كلورو أسيتيك، الإيثانول، الأسيتون، إلخ.
【تفاعلات اللون】
يمكن أن تخضع البروتينات لتفاعلات لونية مع العديد من الكواشف.
على سبيل المثال، تؤدي إضافة حمض النيتريك المركز إلى محلول بياض البيض إلى تحول لون المحلول إلى الأصفر.يحدث هذا بسبب تفاعل اللون بين البروتين (الذي يحتوي على بنية حلقة بنزين) وحمض النيتريك المركز. يمكن أيضًا استخدام مادة بيوريت في الاختبار، لأنها تشكل مركبًا أرجوانيًا مع البروتينات.
【تفاعل الرائحة】
عندما تتحلل البروتينات عند الاحتراق، فإنها تنتج رائحة مميزة تشبه رائحة الريش المحترق.
يمكن الاستفادة من هذه الخاصية في تحديد البروتينات.