蛋白质的变性

2010年第45卷第4期生物学通报23

在物理和化学因素作用下，蛋白质分子特定的空间构象被破坏，从有序的空间结构变成无序的空间结构，进而导致蛋白质理化性质的改变和生物活性的丧失，称为蛋白质的变性(denatura-tion)。物理因素如高温、放射线等，化学变性剂如SDS、尿素、盐酸胍能够破坏疏水作用、盐键、氢键、范德华力，因而能破坏蛋白质的高级结构。但是，很多变性剂不影响二硫键，在二硫键仍然完整的情况下难以彻底破坏蛋白高级结构使其完全变性。如果再加上还原剂如二巯基乙醇等，则可以蛋白质完全变性。关于二硫键与蛋白质结构的关系，以后将专门撰文介绍。

蛋白质变性的主要特征是生物活性丧失。蛋白质变性的本质，是二硫键以及非共价键的破坏导致高级结构和空间构象的破坏，但不涉及一级结构中氨基酸序列的改变。蛋白质变性后，空间构象严重被破坏且不能复原，称为不可逆性变性。如果变性程度较轻，去除变性因素后蛋白质仍可恢复原有的构象和活性，称为复性(renaturation)。例如，调节蛋白质溶液的离子浓度和pH值，可使蛋白质部分变性，通过透析纠正导致蛋白变性的离子浓度和pH值，可以使变性的蛋白质复性，重新恢复其原有结构和活性。

细胞内环境的离子成分和浓度、pH值、温度等条件利于维护蛋白质分子的高级结构，以保证其发挥正常的生理功能。因此，细胞内蛋白质分子不容易发生变性，一旦发生则意味着细胞受到严重的病理损伤，如烧伤。但细胞内的蛋白质分子也可发生折叠错误或严重的构象改变，尽管其一级结构不变，但功能已受明显影响，严重时可导致疾病发生，此类疾病称为蛋白构象病，如亨丁顿舞蹈病（Huntington disease）和疯牛病等。

在临床医学应用方面，酒精用于消毒灭菌就是利用了70%~75%的酒精（乙醇）对细菌蛋白质的变性作用。但高浓度（如>90％）酒精使菌体表面蛋白迅速变性凝固，形成一层坚固的膜，这样酒精不能很好地渗入到菌体内部进一步变性菌体内蛋白质，因而杀菌能力反而下降。高温灭菌是利用高温快速变性微生物蛋白质，从而使病原微生物灭活。煮鸡蛋是典型的高温导致蛋白质不可逆变性的例子。科学家采用各种剧烈的物理化学条件，在体外使蛋白变性以阐明蛋白质分子的性质和结构特征。另外，防止和减缓蛋白质变性对肉蛋类、海鲜、奶制品保鲜具有重要意义。疫苗的有效成分是抗原，防止蛋白质变性对疫苗的有效性至关重要。

（请关注这一内容的读者阅览2010年第45卷第5期“二硫键与蛋白质的结构”一文）

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蛋白质的变性

徐国恒（北京大学医学部生理与病理生理系北京100191）中国图书分类号：Q51文献标识码：E

色品种嫁接到一起，可以轻松实现一株双色或多色、绚丽多姿，大大提高其观赏价值；将李属（Prunus）的桃（P.persica）、杏（P.armeniaca）、李（P. salicina）、梅（P.mume）等不同种果树相互嫁接到一起，可以让一株树上长出不同时期成熟、不同口味的多种果品，提高庭院等有限空间的利用率。

图7接芽斜放切口愈合状

嫁接是生物学基本知识在生产中的具体应用，是学生非常喜欢的实践活动。活动中学生付出自己的智慧和汗水，陶冶性情，体验成功的喜悦，进而激发出更加广泛地勤于动手、勇于实践、不怕吃若的积极性和自信心，值得大力推广。

主要参考文献

1曲泽洲，孙云蔚，黄昌贤等．果树栽培学总论．第2版.北京：农业出版社，1992，160—179.

2晏晓兰.梅花.北京：中国林业出版社，2004，137—142.

3陈俊愉,程绪珂,严玲璋等.中国花经.上海:上海文化出版社, 1990．

（E-mail:hbgys8882@）

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