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蛋白质在强酸强碱环境下变性

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在某些理化因素的作用下,蛋白质的空间结构被破坏,致使其理化性质改变和生物学功能丧失,称作蛋白质变性。引起蛋白质变性的物理因素有加热、紫外线及X线照射、超声波和剧烈振荡等;化学因素有强酸、强碱、重金属盐、尿素、有机溶剂及某些生物碱试剂等。但大多数蛋白质变性后不能再恢复活性。实际上凝固作用是蛋白质变性后,变性程度进一步发展深化的结果。

(一)蛋白质的变性

在某些理化因素的作用下,蛋白质的空间结构被破坏,致使其理化性质改变和生物学功能丧失,称作蛋白质变性。引起蛋白质变性的物理因素有加热、紫外线及X线照射、超声波和剧烈振荡等;化学因素有强酸、强碱、重金属盐、尿素、有机溶剂及某些生物碱试剂等。蛋白质变性作用主要是由于维持蛋白质天然构象的非共价键被破坏,不涉及蛋白质一级结构的改变。蛋白质变性后,变为无序松散的伸展状结构,分子不对称性增加,疏水的残基侧链暴露在表面,因而造成其溶解度降低,黏度增加、结晶能力消失、易被蛋白酶水解、生物活性丧失。

如果蛋白质变性程度较轻,当除去变性因素后,又可恢复其构象和活性,称为蛋白质复性。如尿素和β巯基乙醇可使核糖核酸酶变性失活,但当用透析法除去尿素和β巯基乙醇后,酶的活性又得以恢复。但大多数蛋白质变性后不能再恢复活性。

在医学工作中,常利用使蛋白质变性的因素如:高温高压、紫外线照射、75%乙醇等来消毒灭菌;另外,为了有效地保存蛋白质制剂(如:疫苗、蛋白类激素、酶制剂、免疫血清等),应该避免受到蛋白质变性因素的作用,以便保持其生物活性。

(二)蛋白质的沉淀和凝固

蛋白质分子相互聚集从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀。在实际工作中,如蛋白质的分离、纯化,生物样品分析,去除蛋白质杂质等经常采用使蛋白质沉淀的方法。常用的沉淀蛋白质的方法有:盐析、有机溶剂沉淀、重金属盐沉淀和生物碱试剂沉淀四种。应该指出的是,蛋白质变性可表现为沉淀,也可以不发生沉淀(如加热的牛奶和豆浆),同样蛋白质沉淀可以是变性,也可以是不变性(如盐析法沉淀),这主要取决于沉淀的方法和条件以及是否对蛋白质空间结构破坏而定。

蛋白质经强酸、强碱作用变性后,仍能溶于强酸或强碱中,若将pH调至其等电点,则蛋白质立即结成絮状的不溶解物,此絮状物仍可溶解于强酸或强碱中。如加热则絮状物可变成比较坚固的凝块,此凝块不再溶于强酸或强碱中,这种现象称蛋白质的凝固作用。实际上凝固作用是蛋白质变性后,变性程度进一步发展深化的结果。如豆腐就是大豆蛋白的浓溶液加盐、加热而成的变性蛋白质的凝固体。

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