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蛋白質(zhì)變性（蛋白質(zhì)活性喪失的變化）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-23

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蛋白質(zhì)變性

蛋白質(zhì)活性喪失的變化

蛋白質(zhì)變性（protein denaturation）是指蛋白質(zhì)分子中的酰氧原子核外電子，受質(zhì)子的影響，向質(zhì)子移動，相鄰的碳原子核外電子向氧移動，相對裸露的碳原子核，被親核加成，使分子變大，流動性變差。

基本信息

中文名	蛋白質(zhì)變性
外文名	protein denaturation
變性結(jié)果	蛋白質(zhì)活性喪失
變性原因	蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響
學(xué)科	生物
影響因素	質(zhì)子

收起

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中各氨基酸通過肽鍵及二硫鍵結(jié)合成具有一定順序的肽鏈稱為一級結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的同一多肽鏈中的氨基和?；g可以形成氫鍵或肽鏈間形成氫鍵，使得這一多肽鏈的主鏈具有一定的有規(guī)則構(gòu)象，包括α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等，這些稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)；肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步盤曲折疊，形成一個完整的空間構(gòu)象，稱為三級結(jié)構(gòu)；多條肽鏈通過非共價鍵聚集而成的空間結(jié)構(gòu)稱為四級結(jié)構(gòu)，其中一條肽鏈叫一個亞基。

變性原因

蛋白質(zhì)變性

變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響，改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用。一般認為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)有了改變或遭到破壞，都是變性的結(jié)果。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法有加強酸、強堿、重金屬鹽、尿素、丙酮等；能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱(高溫)、紫外線及X射線照射、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等。

變性結(jié)果

生物活性喪失

蛋白質(zhì)的生物活性是指蛋白質(zhì)所具有的酶、激素、毒素、抗原與抗體、血紅蛋白的載氧能力等生物學(xué)功能。生物活性喪失是蛋白質(zhì)變性的主要特征。有時蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)只要輕微變化即可引起生物活性的喪失。

某些理化性質(zhì)

蛋白質(zhì)分子凝聚從溶液中析出

蛋白質(zhì)變性后理化性質(zhì)發(fā)生改變，如溶解度降低而產(chǎn)生沉淀，因為有些原來在分子內(nèi)部的疏水基團由于結(jié)構(gòu)松散而暴露出來，分子的不對稱性增加，因此粘度增加，擴散系數(shù)降低。

生物化學(xué)性質(zhì)

蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)松散，不能形成結(jié)晶，易被蛋白酶水解。蛋白質(zhì)的變性作用主要是由于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)被破壞。天然蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是通過氫鍵等次級鍵維持的，而變性后次級鍵被破壞，蛋白質(zhì)分子就從原來有序的卷曲的緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序的松散的伸展狀結(jié)構(gòu)（但一級結(jié)構(gòu)并未改變）。所以，原來處于分子內(nèi)部的疏水基團大量暴露在分子表面，而親水基團在表面的分布則相對減少，至使蛋白質(zhì)顆粒不能與水相溶而失去水膜，很容易引起分子間相互碰撞而聚集沉淀。

致變因素

引起蛋白質(zhì)變性的原因可分為物理和化學(xué)因素兩類。

物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波的作用等；化學(xué)因素有強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、十二烷基硫酸鈉(SDS)等。

重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，是因為重金屬陽離子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽，在變性過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此是一個化學(xué)變化。

強酸、強堿使蛋白質(zhì)變性，是因為強酸、強堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個化學(xué)變化。

尿素、乙醇、丙酮等，它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵，從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學(xué)鍵，因此在變化過程中沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，所以是一個物理變化。

加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性，主要是破壞蛋白質(zhì)分子中的氫鍵，在變化過程中也沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，沒有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。否則，雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。而我們知道，熟雞蛋依然有營養(yǎng)價值，其中的蛋白質(zhì)反而更易為人體消化系統(tǒng)所分解吸收。

可促使蛋白質(zhì)變性 *鹽析

在臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用于消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質(zhì)變性就能有效地保存蛋白質(zhì)制劑。蛋白質(zhì)的變性很復(fù)雜，要判斷變性是物理變化還是化學(xué)變化，要視具體情況而定。如果有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是化學(xué)變化；如果沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是物理變化。

應(yīng)用價值

1、雞蛋、肉類等經(jīng)加溫后蛋白質(zhì)變性，熟后更易消化。

2、細菌、病毒加熱，加酸、加重金屬（汞）因蛋白質(zhì)變性而滅活（滅菌、消毒）。

3、動物、昆蟲標本固定保存、防腐。

4、很多毒素是蛋白質(zhì)，加甲醛固定，減毒、封閉毒性堿基團作類毒素抗原，制作抗毒素。

5、用于蛋白純化中雜蛋白的沉淀。

復(fù)性

蛋白質(zhì)在受到光照、熱、有機溶劑以及一些變性劑的作用時，次級鍵受到破壞，導(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。如果變性條件劇烈持久，蛋白質(zhì)的變性是不可逆的。如果變性條件不劇烈，這種變性作用是可逆的，說明蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化不大。這時，如果除去變性因素，在適當條件下變性蛋白質(zhì)可恢復(fù)其天然構(gòu)象和生物活性，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)復(fù)性（renaturation）。例如胃蛋白酶加熱至80～90℃時，失去溶解性，也無消化蛋白質(zhì)的能力，如將溫度再降低到37℃，則又可恢復(fù)溶解性和消化蛋白質(zhì)的能力。

參考資料

[1]

蛋白質(zhì)變性學(xué)說的提出 · 知網(wǎng)[引用日期2017-08-19]

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