Effect of pH and ionic strength on the binding of bivalent cations to β-casein

Abstract - The binding capacity of β-casein for Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ was studied at various pHs (from 8.00 to 5.00) and different ionic strengths (about 0, 0.05, 0.10).
β-casein can bind 7 bivalent cations atoms, at pH higher than 7.00 and low ionic strength, before precipitation occurs. For Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺ the binding ability decreases with pH or when ionic strength increases. For Cu²⁺ and Fe²⁺, no effect of pH and ionic strength were detected. Affinity constants of β-casein towards Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ and Mn²⁺ were investigated using SCATCHARD's plot at pH 6.60 and ionic strength = 0.10 ; it shows different kinds of binding sites (phosphoseryl, carboxylic) and different affinities for the cations corresponding to different kinds of links.

Résumé - Effet du pH et de la force ionique sur la fixation des cations bivalents par la caséine β
Une étude sur les capacités de fixation de la caséine β pour Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ a été réalisée à différents pH (de 8,00 à 5,00) et à différentes forces ioniques (0, 0,05, 0,10).
A pH supérieur à 7,00 et à force ionique faible, la caséine 3 peut fixer jusqu'à 7 atomes de cations bivalents sans précipiter. Pour Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ et Zn²⁺, ces capacités de fixation diminuent quand le pH chute ou quand la force ionique s'accroît. Ces deux caractéristiques du milieu n'ont pas d'influence sur la fixation du Cu²⁺ et Fe²⁺. Les constantes d'affinité déterminées par la représentation de SCATCHARD de cette protéine vis-à-vis de Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ et Mn²⁺ ont été déterminées à pH 6,60 et pour une force ionique de 0,10. Différents types de sites (phosphosériques et carboxyliques) ont été mis en évidence ; ils ont des affinités variables pour les cations et correspondent à différents types de liaison.