蛋白质的变性

沉淀(但沉淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质 ) ，
加热等因素使蛋白质变性并凝聚成块状。
总结：Pr变性、沉淀与凝固之间的关系 变性Pr不一定沉淀 沉淀Pr不一定变性 变性Pr不一定凝固 凝固的Pr一定变性
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沉淀类型
① PI法 ② 盐析法 ③ 有机溶剂沉淀法 ④ 重金属盐沉淀蛋白质 ⑤ 生物碱、有机酸试剂沉淀蛋白质 ⑥ 加热变性沉淀法 ⑦ 抗体对蛋白质的沉淀：
SDS
自然状态蛋白质
boiling
变性蛋白質成一线狀分子 並且均勻帶上一层负电荷
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Juang RH (2004) BCbasics
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核糖核酸酶变性与复性作用
8 M urea and -mercapotoethanol
变性
Native ribonuclease
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机理：夺取蛋白质颗粒上的水化膜，
降低溶液的介电常数
变性蛋白质为什么能复性？
在一定的环境条件下，蛋白质的一级 结构能够决定二、三、四级结构。变性蛋 白质的二、三、四级结构虽然遭到破坏， 但是一级结构仍然保持不变，因此除去变 性剂后，在适当的环境条件下，蛋白质能
卷曲折叠成为能量最低的构象，一般天然
蛋白质正是具有这种能量最低的构象。
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Denative reduced ribonuclease Dialysis 复性
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Native ribonuclease
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2.复性（renaturation）
• 去除变性因素后，变性蛋白恢复原来
的空间结构，恢复生物活性的现象。
• 本质—一级结构决定高级结构
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(二)两性性质及等电点
Pr
COOH H+
OH+ NH3
Pr
COONH3+
OHH+
Pr
COONH2
pH<pI
净电荷为正
pH=pI
净电荷=0
pH>pI
净电荷为负
Isoelectric point (pI)定义： 在某一pH值溶液中，Pr酸性基团和碱性基团 的解离程度相当, Pr分子所带正负电荷相等，净 电荷为零,在电场中既不向阳极也不向阴极移动， 此时溶液的 pH值称为该蛋白质的pI。 2018/11/2 5
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高温、高压
物理因素
紫外线、X射线、 电离辐射和超声波等
变 性 因 素
有机酸、生物碱
化学因素
有机溶剂、重金属盐
高浓度尿素、盐酸胍等
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变性实质：破坏了空间结构，一级结构不受
影响（分子组成、MW不变）。
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①生物学活性丧失 溶解度↓，沉降率↑
3.沉淀和凝固
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沉淀类型
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1. 蛋白质的变性(denaturation)
(1)定义：在某些理化因素的作用下，蛋白质严格 的空间结构（不包括肽键）被破坏，从而引起若 干理化性质改变和生物学功能丧失的现象。 吴宪教授 1931年：“天然 Pr分子借助次级键 连接而成一种紧密，有规则的空间结构，变 性作用使次级键破坏从而使结构松散”。
蛋白质分子量大，它在水溶液中所形成 的颗粒直径约为1－100nm。 胶体溶液具有布朗运动、丁达尔现象、电泳现 象、不能透过半透膜以及具有吸附能力等。
利用蛋白质不能透过半透膜的性质，可 以对蛋白质进行纯化，这是提纯蛋白质的一 种常用方法。
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在溶液中能形成稳定的胶体的因素
极性不电离基团： 形成水化层 原 因 极性电离基团： 形成双电子层
第六节：蛋白质的性质
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一、蛋白质性质：
胶体性质(p299) 两性性质及等电点 (p291) 蛋白质的变性、复性、沉淀和凝固 (p233,300) 蛋白质的紫外吸收 蛋白质的分子量 (p291) 蛋白质的呈色反应
二、蛋白质含量测定法 (p315)
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(一)胶体性质
Guanidine HCl
Mercaptoethanol SDS
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=
=
SDS 是一种表面活性剂
ຫໍສະໝຸດ Baidu
极性头部
非极性尾巴
sodium dodecyl sulfate
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Stryer (1995) Biochemistry (4e) p.275
SDS 在蛋白质表面均勻铺上一层负电荷
变性蛋白 质 的特点
②理化性质改变
粘度↑ 扩散速度↓ 旋光性、光吸收改变等
③易被蛋白酶水解
空间结构改变
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可逆变性: Pr变性后如将变性剂除去，该Pr
变性 分类
分子的天然构象和生物学 活性还能恢复，这
一过程称为复性（renaturation）
不可逆变性：若变性条件强烈，作用时 间长，构像变化大，理化性质难以恢复。
举例：医疗；生物制品保存；生活等。 应用：变性灭菌、消毒；变性制食品；抗衰老……
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常見的蛋白质变性剂 O NH2- C -NH2 NH2+ ClNH2- C -NH2 HOCH2CH2SH SO4- -(CH2)11CH3
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Juang RH (2004) BCbasics
Urea
蛋白质和氨基酸一样，是两性电解质。 在蛋白质分子中，可解离基团除了肽链末 端的α -氨基和α -羧基外，主要的还是肽 链上氨基酸残基的一些侧链基团， 如： ε －NH2、γ －COOH、β -COOH、咪唑基、胍
基、－OH等。
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pH=pI时，净电荷为零，在电场中不移动
What’s coagulation of protein?
• 加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为凝 固（coagulation）。 • 因此，凝固的蛋白质一定发生变性。
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3. 沉淀与凝固
沉淀：蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的现 象称沉淀。 凝固：变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于
pH＞pI时，净电荷为负，在电场中向阳极移动
pH＜pI时，净电荷为正，在电场中向阴极移动
在pI时，蛋白质失去了胶体的稳定条件，即没有相 同电荷相互排斥的作用。所以不稳定，溶解度最小， 易沉淀.
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（三）蛋白质的变性、复性、沉淀和凝固
定义
变性因素
1.变性
2.复性
定义
变性实质 变性蛋白质的特点 变性的分类