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蛋白質(zhì)變性
蛋白質(zhì)活性喪失的變化
基本信息
| 中文名 | 蛋白質(zhì)變性 |
| 外文名 | protein denaturation |
| 變性結(jié)果 | 蛋白質(zhì)活性喪失 |
| 變性原因 | 蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響 |
| 學(xué)科 | 生物 |
| 影響因素 | 質(zhì)子 |
收起
蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中各氨基酸通過肽鍵及二硫鍵結(jié)合成具有一定順序的肽鏈稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的同一多肽鏈中的氨基和酰基之間可以形成氫鍵或肽鏈間形成氫鍵，使得這一多肽鏈的主鏈具有一定的有規(guī)則構(gòu)象，包括α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等，這些稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)；肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤曲折疊，形成一個(gè)完整的空間構(gòu)象，稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)；多條肽鏈通過非共價(jià)鍵聚集而成的空間結(jié)構(gòu)稱為四級(jí)結(jié)構(gòu)，其中一條肽鏈叫一個(gè)亞基。
變性原因
變性結(jié)果
生物活性喪失
蛋白質(zhì)的生物活性是指蛋白質(zhì)所具有的酶、激素、毒素、抗原與抗體、血紅蛋白的載氧能力等生物學(xué)功能。生物活性喪失是蛋白質(zhì)變性的主要特征。有時(shí)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)只要輕微變化即可引起生物活性的喪失。
某些理化性質(zhì)
蛋白質(zhì)分子凝聚從溶液中析出
生物化學(xué)性質(zhì)
蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)松散，不能形成結(jié)晶，易被蛋白酶水解。蛋白質(zhì)的變性作用主要是由于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)被破壞。天然蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是通過氫鍵等次級(jí)鍵維持的，而變性后次級(jí)鍵被破壞，蛋白質(zhì)分子就從原來有序的卷曲的緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序的松散的伸展?fàn)罱Y(jié)構(gòu)（但一級(jí)結(jié)構(gòu)并未改變）。所以，原來處于分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)大量暴露在分子表面，而親水基團(tuán)在表面的分布則相對(duì)減少，至使蛋白質(zhì)顆粒不能與水相溶而失去水膜，很容易引起分子間相互碰撞而聚集沉淀。
致變因素
引起蛋白質(zhì)變性的原因可分為物理和化學(xué)因素兩類。
重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)橹亟饘?/span>陽離子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽，在變性過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此是一個(gè)化學(xué)變化。
強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個(gè)化學(xué)變化。
尿素、乙醇、丙酮等，它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵，從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學(xué)鍵，因此在變化過程中沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，所以是一個(gè)物理變化。
加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性，主要是破壞蛋白質(zhì)分子中的氫鍵，在變化過程中也沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，沒有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。否則，雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。而我們知道，熟雞蛋依然有營養(yǎng)價(jià)值，其中的蛋白質(zhì)反而更易為人體消化系統(tǒng)所分解吸收。
可促使蛋白質(zhì)變性 *鹽析
應(yīng)用價(jià)值
1、雞蛋、肉類等經(jīng)加溫后蛋白質(zhì)變性，熟后更易消化。
2、細(xì)菌、病毒加熱，加酸、加重金屬（汞）因蛋白質(zhì)變性而滅活（滅菌、消毒）。
5、用于蛋白純化中雜蛋白的沉淀。
復(fù)性
蛋白質(zhì)在受到光照、熱、有機(jī)溶劑以及一些變性劑的作用時(shí)，次級(jí)鍵受到破壞，導(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。如果變性條件劇烈持久，蛋白質(zhì)的變性是不可逆的。如果變性條件不劇烈，這種變性作用是可逆的，說明蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化不大。這時(shí)，如果除去變性因素，在適當(dāng)條件下變性蛋白質(zhì)可恢復(fù)其天然構(gòu)象和生物活性，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)復(fù)性（renaturation）。例如胃蛋白酶加熱至80～90℃時(shí)，失去溶解性，也無消化蛋白質(zhì)的能力，如將溫度再降低到37℃，則又可恢復(fù)溶解性和消化蛋白質(zhì)的能力。
參考資料
[1]
蛋白質(zhì)變性學(xué)說的提出 · 知網(wǎng)[引用日期2017-08-19]
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