蛋白质的变性、沉淀和凝固-生命科学基础研究入门

（一）蛋白质变性

蛋白质的结构决定了它的性质和功能，在某些物理或化学因素的作用下，使蛋白质的空间构象被破坏（但不包括肽链的断裂等一级结构变化），导致蛋白质若干理化性质生物学性质的改变，这种现象称为蛋白质变性（denaturation）。

使蛋白质变性的因素很多，如高温高压、紫外线、X线照射、超声波、剧烈震荡与搅拌等物理因素；强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂、浓尿素和十二烷基硫酸钠（SDS）等化学因素。这些理化因素都可能使蛋白质变性，球状蛋白质变性后的明显改变是溶解度降低。本来在等电点时，能溶于水的蛋白质经过变性就不再溶于原来的水溶液。蛋白质变性后，其理化性质的改变，如结晶体消失、黏度增加、呈色性增加和易被蛋白水解酶水解等均与蛋白质的空间结构破坏、结构松散、分子伸长、分子的不对称性增加以及氨基酸残基侧链外露等密切相关。蛋白质结构的破坏必然导致其生物学功能的丧失，如酶失去催化活性、激素不能调节代谢反应、抗体不能与抗原结合等。但生物学活性的丧失并不一定完全是变性的结果，如蛋白质肽链水解断裂，去除辅基和应用抑制剂，均可导致蛋白质失活。

在变性后，除去变性因素仍可恢复其活性，称为可逆变性。大多数蛋白质变性时空网结构破坏严重，不能恢复，称为不可通变性。但有些蛋白质，例如，核糖核酸酶经尿素和β-巯基乙醇作用变性后再透析去除尿素和β-巯基乙醇，又可恢复其酶活性。被强酸变性的胃蛋白酶也可在一定条件下恢复其活性，被稀盐酸变性的血红蛋白，也可在溶液里变回天然血红蛋白。若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性（renaturation）。

（二）蛋白质沉淀(www.xing528.com)

蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链融合相互缠绕，继而聚集，因而从溶液中析出，这一现象称为蛋白质沉淀。变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。

（三）蛋白质凝固

蛋白质被强酸或强碱变性后，仍能溶于强酸或强碱溶液中，若将此强酸或强碱溶液的pH调至等电点，则变性蛋白质立即结成絮状的不溶解物，这种现象称为变性蛋白质的结絮作用（flocculation），结絮作用所生成的絮状物仍能再溶于强酸或强碱中。如再加热，则絮状物变为比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸或强碱中，这种现象称为蛋白质凝固（protein cogulation）。鸡蛋煮熟后本来流动的蛋清变成固体状；豆浆中加少量氯化镁即可变成豆腐，这都是蛋白质凝固的典型例子。蛋白质变性后结构松散，长肽链状似乱麻，或互相缠绕，或互相穿插，扭成团结成块，不能恢复其原来的结构，即凝固。可以说凝固是蛋白质变性后进一步发展的一种结果。