生物化學合工大第二章蛋白質化學(編輯修改稿)
2025-02-12 11:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ） 。 ① 可溶性蛋白質分子表面分布著大量極性氨基酸殘基，對水有很高的親和性，通過水合作用在蛋白質顆粒表面形成 水化層， 其可防止分子互碰而聚集 ； ② 蛋白質在非等電點狀態(tài)時帶同種電荷，在 顆粒表面形成 電荷層，同性電荷互斥，使分子不能聚集。 + + + + + + + 帶正電荷的蛋白質 － － － － － － － － 帶負電荷的蛋白質 在等電點的蛋白質 水化層 + + + + + + + + 帶正電荷的蛋白質 － － － － － － － － 帶負電荷的蛋白質 不穩(wěn)定的蛋白質顆粒 酸 堿 酸 堿 酸 堿 脫水作用 脫水作用 脫水作用 蛋白質的聚沉 蛋白質膠體溶液沉淀作用示意圖 如果加入適當?shù)脑噭┦沟鞍踪|分子處于等電點狀態(tài)或失去水化層 （ 消除相同電荷 ， 除去水膜 ） ， 蛋白質膠體溶液就不再穩(wěn)定并將產(chǎn)生沉淀 。 沉淀方法類別 : ① 高濃度中性鹽 （ 鹽析 ） ② 等電點沉淀 ③ 有機溶劑沉淀 ④ 重金屬鹽類沉淀 ⑤ 生物堿試劑和某些酸類沉淀 ⑥ 加熱變性沉淀 鹽析 (salt precipitation)是將高濃度硫酸銨 、 硫酸鈉或氯化鈉等中性鹽加入蛋白質溶液 ， 使蛋白質表面水化膜被破壞 ， 導致蛋白質沉淀 。 *分段鹽析：調節(jié)鹽濃度 ， 可使混合蛋白質溶液中的幾 種蛋白質分段析出 。 例如：血清球蛋白 （ 50%(NH4)2SO4飽和度 ） ， 清蛋白 （ 飽和 (NH4)2SO4)。 在發(fā)生沉淀反應時，蛋白質雖已沉淀析出，但它的分子內(nèi)部、空間結構并未發(fā)生顯著變化，基本上保持原有的性質，沉淀因素除去后，能再溶于水溶液中。這種作用稱為可逆沉淀反應。如大多數(shù)蛋白質的鹽析作用或在低溫下用乙醇（或丙酮）短時間作用于蛋白質以及利用等電點的沉淀，提純蛋白質時，常利用此類反應。 /變性沉淀 在發(fā)生沉淀反應時，蛋白質分子內(nèi)部結構、空間構象遭到破壞，失去原來的天然性質，這時蛋白質已發(fā)生變性。這種變性蛋白質的沉淀不能再溶解于原來溶劑或水溶液中的作用稱為不可逆沉淀反應或變性沉淀。重金屬鹽、生物堿試劑，強酸、強堿、加熱、震蕩、超聲波、有機溶劑等都能使蛋白質發(fā)生不可逆沉淀反應。 蛋白質變性后，有時由于維持溶液穩(wěn)定的條件仍然存在而并不析出，例如：在強酸堿中變性的蛋白質在強酸堿溶液中仍存在電荷效應，所以不表現(xiàn)為沉淀現(xiàn)象。相對地，沉淀的蛋白質也未必都已變性。 * 蛋白質的凝固作用 (protein coagulation) 蛋白質變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。 （三）蛋白質的變性與復性 蛋白質在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構象被破壞，也即有序的空間結構變成無序的空間結構，從而導致其理化性質改變和生物活性的喪失。 —— 破壞非共價鍵，不改變蛋白質的一級結構。 加熱、有機溶劑、強酸、強堿、表面活性劑 （如十二烷基硫酸鈉即 SDS）、還原性試劑 （尿素、鹽酸胍）、紫外線、機械力等 。 ① 生物學功能的喪失（主要標志）； ② 分子形狀改變，肽鏈松散，反應基團增加，易被 酶消化； ③ 疏水基團外露，水化層被破壞， 溶解度降低，易 形成沉淀析出，粘性增加，紫外吸收改變等； ④ 喪失結晶能力。 ? 應用舉例 ?臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及滅菌。 ?此外 , 防止蛋白質變性也是有效保存蛋白質制劑（如疫苗等）的必要條件。 若蛋白質變性程度較輕，去除變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊 成原來的構象，恢復或部分恢復其原有的構象和功能，稱為 復性(renaturation) ，這種變性也稱為可逆變性 。 可逆變性作用 蛋白質復性 （尿素、 β巰基乙醇） （ 去除尿素、 β巰基乙醇） 非折疊狀態(tài)，無活性 天然狀態(tài)，有催化活性 （四）蛋白質的分子大小 蛋白質是分子量很大的生物分子，相對分子質量大于 6000，最高可達 40000000（煙草花葉病毒）。 目前常用的方法包括： 擴散系數(shù)、沉降超離心、凝膠過濾、滲透壓、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。 利用化學分析定量測定蛋白質中某一特殊元素的含量，并假定蛋白質分子中含 1個這種元素，即可測算最低 Mr。 如：用化學分析法測定血紅蛋白質中含 Fe ％，則 最低 Mr= 100/=16700； 用其它方法測定，其實際 Mr為 16700的 4倍，由 此可知，血紅蛋白含有 4個 Fe的原子，而不是 1 個 Fe。 2. 超離心法 ? 在 60 000～ 80 000r/min 的高速離心力作用下，蛋白質分子會沿旋轉中心向外周方向移動。 ? 超離心法最為準確，但需昂貴的超速離心機。 ? 用光學方法測定界面移動的速度即為蛋白質的離心沉降速度。 ? 蛋白質的沉降速度與分子大小和形狀有關，因為沉降系數(shù) S大體上和分子量成正比關系，故可應用超速離心法測定蛋白質分子量，但
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