第五节 蛋白质的理化性质

　　一、蛋白质分子的大小

　　蛋白质的分子量：一般在一万至一百万道尔顿之间(1-100万)。

　　测定蛋白质相对分子质量的方法：

　　(一)根据化学组成测定最低相对分子质量

　　已知蛋白质中某一微量元素的含量。并假设蛋白质分子中含有一个被测元素的原子，计算蛋白质的最低分子量。

　　例：肌红蛋白和血红蛋白含铁量均为0.335%，计算二者的相对分子质量。

　　最低相对分子量=(铁的原子量/铁的百分含量)x 100=(55.8/0.335)x 100=16700

　　也可用蛋白质中含量特少的aa，用同样的原理计算蛋白质的最低分子量。

　　(二)沉降分析法测定相对分子质量

　　沉降系数：特定蛋白质，沉降速度与离心加速度的比是常数，称为沉降系数，单位S。一个S单位是l×10-13秒，分子量越大，沉降系数越大，但不成正比。蛋白质的沉降系数大都在1200S之间。

　　(三)凝胶过滤法测定相对分子质量(四)SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量

　　二、蛋白质的胶体性质

　　大分子，多于51个aa残基，最小平均分子量为5000D;在水中能两性解离故而带电，又亲水，所以是胶体，分散好。有电泳、布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜等等典型的胶体性质。

　　蛋白质水溶液是一种比较稳定的亲水胶体。

　　因为:①水膜(水化层);②相同电荷。

　　三、蛋白质的两性解离和等电点

　　当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。

　　等电点沉淀法：PI处蛋白质的溶解度最低。

　　四、蛋白质的变性与复性

　　变性是指在一些物理或化学因素作用下，使蛋白质分子空间结构破坏，从而引起蛋白质理化性质改变，包括结晶性能消失。蛋白质溶液粘度增加，呈色反应加强及易被消化水解等，尤其是溶解度降低和生物活性丧失的过程。蛋白质变性的机理是分子中非共价键断裂，使蛋白质分子从严密且有序的空间结构转变成杂乱松散、无序的空间结构，因此生物活性也必然丧失;同时由于蛋白质变性后，分子内部的疏水基团暴露到了分子的表面，因此其溶解度降低、容易沉淀析出。变性的蛋白质大多沉淀，但沉淀的蛋白质在蛋白质分离纯化中并不是变性的。

　　造成蛋白质变性的物理、化学条件有加热、紫外线、X射线和有机溶剂，如乙醇、尿素、胍和强酸、强碱、重金属盐等。蛋白质变性虽是能逆转的，因为此时蛋白质的一级结构并未遭到破坏，故若变性时间短、变性程度较轻，理论上在合适的条件下，变性蛋白质分子尚可重新卷曲形成天然空间结构，并恢复其生物活性，这即称为蛋白质的复性(renaturation)，但目前情况下大部分变性蛋白质均难以复性，尤其是加热变性的蛋白质更发生了凝固。蛋白质变性理论是由中国早年著名生化学家吴宪教授提出来的，至今仍被世界承认与延用。

　　蛋白质变性理论：吴宪，1931年提出。蛋白质的功能直接由蛋白质的构象来决定，某些外界因素改变了蛋白质的独特构象，因而使生物活性丧失。但不改变蛋白质的一级结构(即共价结构)。蛋白质的变性与水解是不同的。

　　在实际工作中，我们要谨防一些蛋白质制剂或蛋白质药物的变性失活，如免疫球蛋白、酶蛋白、疫苗蛋白和蛋白质激素药物等;而在另一些情况下，又要利用日光、紫外线、高压蒸汽、酒精和红汞等使细菌蛋白质变性失活，从而达到消毒杀菌的目的。要注意区别变性是由一些较剧烈的条件使蛋白质构象破坏、生物活性丧失的过程，它不同于别构中蛋白质构象的轻微改变，伴随着生物活性升高或降低的调节过程。