第七节 蛋白质的理化性质

　　一、 蛋白质的酸碱性质和等电点

　　1. 蛋白质的酸碱性质

　　蛋白质同氨基酸一样也是两性电解质，既能和酸作用，也能和碱作用。蛋白质分子中可解离的基团除肽链末端的a-氨基和a-羧基外，主要还是多肽链中氨基酸残基上的侧链基团，如e-氨基、b-羧基、g-羧基、咪唑基、胍基、酚基、巯基等。在一定的pH条件下，这些基团能解离为带电基团从而使蛋白质带电。

　　2.蛋白质等电点

　　当某蛋白质在一定的pH的溶液中，所带的正负电荷相等，它在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值叫做该蛋白质的等电点。

　　二、蛋白质的胶体性质与沉淀

　　1.胶体性质

　　蛋白质分子量颇大，介于一万到百万之间，故其分子的大小已达到胶粒1～100nm范围之内。

　　Ø 蛋白质的水溶液是一种比较稳定的亲水胶体。

　　在蛋白质颗粒表面带有很多极性基团，如-NH3、-COO-、-OH-、-SH、-CONH2等和水有高度亲和性，当蛋白质与水相遇时，就很容易在蛋白质颗粒外面形成一层水化膜。从而阻止蛋白质颗粒的相互聚集。

　　Ø 蛋白质具有胶体溶液的性质。

　　如布朗运动、光散射、电泳、不能透过半透膜及具有吸附能力等。

　　2.蛋白质沉淀

　　蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀(precipitation)。一般加入适当的试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去水化层，蛋白质的胶体溶液就不再稳定并将产生沉淀。引起蛋白质沉淀的主要方法有下述几种：?

　　(1)盐析(Salting Out)?

　　在蛋白质溶液中加入大量的中性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其析出，这种方法称为盐析。常被用于蛋白质分离制备。常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。

　　(2)重金属盐沉淀蛋白质?

　　蛋白质可以与重金属离子如汞、铅、铜、银等结合成盐沉淀，沉淀的条件以pH稍大于等电点为宜。因为此时蛋白质分子有较多的负离子易与重金属离子结合成盐。重金属沉淀的蛋白质常是变性的，但若在低温条件下，并控制重金属离子浓度，也可用于分离制备不变性的蛋白质。

　　临床上利用蛋白质能与重金属盐结合的这种性质，抢救误服重金属盐中毒的病人，给病人口服大量蛋白质，然后用催吐剂将结合的重金属盐呕吐出来解毒。

　　(3)生物碱试剂以及某些酸类沉淀蛋白质?

　　蛋白质又可与生物碱试剂(如苦味酸、钨酸、鞣酸)以及某些酸(如三氯醋酸、过氯酸、硝酸)结合成不溶性的盐沉淀，沉淀的条件应当是pH小于等电点，这样蛋白质带正电荷易于与酸根负离子结合成盐。

　　临床血液化学分析时常利用此原理除去血液中的蛋白质，此类沉淀反应也可用于检验尿中蛋白质。

　　(4)有机溶剂沉淀蛋白质?

　　可与水混合的有机溶剂，如酒精、甲醇、丙酮等，对水的亲和力很大，能破坏蛋白质颗粒的水化膜，在等电点时使蛋白质沉淀。在常温下，有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。例如酒精消毒灭菌就是如此，但若在低温条件下，则变性进行较缓慢，可用于分离制备各种血浆蛋白质。

　　(5)加热凝固?

　　将接近于等电点附近的蛋白质溶液加热，可使蛋白质发生凝固(coagulation)而沉淀。加热首先是加热使蛋白质变性，有规则的肽链结构被打开呈松散状不规则的结构，分子的不对称性增加，疏水基团暴露，进而凝聚成凝胶状的蛋白块。如煮熟的鸡蛋，蛋黄和蛋清都凝固。?

　　三、蛋白质的变性和复性

　　1.蛋白质变性

　　(1)概念

　　天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。

　　(2)变性实质

　　变性蛋白质只有空间构象的破坏，一般认为蛋白质变性本质是次级键，二硫键的破坏，并不涉及一级结构的变化。

　　(3)引起变性因素

　　物理因素：加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等;化学因素：强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基磺酸钠(SDS)等。

　　2. 蛋白质复性

　　变性并非是不可逆的变化，当变性程度较轻时，如去除变性因素，有的蛋白质仍能恢复或部分恢复其原来的构象及功能，变性的可逆变化称为复性。许多蛋白质变性时被破坏严重，不能恢复，称为不可逆性变性。

　　四、蛋白质的紫外吸收

　　Trp、Tyr、Phe 含芳香环共轭双键系统，最大吸收峰分别在 279nm、278nm、259nm。一般地，蛋白质最大光吸收在280nm处—紫外分光关度法测蛋白含量。

　　五、蛋白质的颜色反应

　　1. 茚三酮反应(Ninhydrin Reaction)?

　　α-氨基酸与水化茚三酮(苯丙环三酮戊烃)作用时，产生蓝色反应，由于蛋白质是由许多α-氨基酸组成的，所以也呈此颜色反应。

　　2. 双缩脲反应(Biuret Reaction)?

　　蛋白质在碱性溶液中与硫酸铜作用呈现紫红色，称双缩脲反应。凡分子中含有两个以上-CO-NH-键的化合物都呈此反应，蛋白质分子中氨基酸是以肽键相连，因此，所有蛋白质都能与双缩脲试剂发生反应。?

　　3. 米伦反应(Millon Reaction)?

　　蛋白质溶液中加入米伦试剂(亚硝酸汞、硝酸汞及硝酸的混和液)，蛋白质首先沉淀，加热则变为红色沉淀，此为酪氨酸的酚核所特有的反应，因此含有酪氨酸的蛋白质均呈米伦反应。

　　此外，蛋白质溶液还可与酚试剂、乙醛酸试剂、浓硝酸等发生颜色反应。