蛋白质的理化性质
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。一般说,蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。下面是小编为大家整理的蛋白质的理化性质,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
蛋白质的理化性质
(1)蛋白质的两性电离 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外,侧链中某些基团在一定条件下可解离成带正电荷或负电荷的基团。在某一pH溶液中,蛋白质解离成正、负离子的趋势相等,即成为兼性离子,蛋白质所带的正电荷和负电荷相等,净电荷为零,此溶液的pH称为该蛋白质的等电点。
(2)蛋白质的胶体性质 蛋白质分子颗粒大小在1~1OOnm胶体范围之内。维持蛋白质溶液稳定的因素有两个:①水化膜:蛋白质颗粒表面大多为亲水基团,可吸引水分子,使颗粒表面形成一层水化膜,从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集,防止溶液中蛋白质的沉淀析出。②同种电荷:在pH≠pI的溶液中,蛋白质带有同种电荷;pH>pI,蛋白质带负电荷;pH
(3)蛋白质的变性与复性 在某些物理和化学因素(如加热、强酸、强碱、有机溶剂、重金属离子及生物碱等)作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,称为蛋白质的变性。
变性的实质:空间结构的破坏,不涉及一级结构的改变。
变性的蛋白质,只要其一级结构仍完好,可在一定条件下恢复其空间结构,随之理化性质和生物学性质也重现,这称为复性。
(4)蛋白质的紫外吸收 由于蛋白质分子中含有色氨酸和酪氨酸,因此在280nm波长处有特征性吸收峰,可作蛋白质定量测定。
(5)蛋白质的呈色反应 有茚三酮反应,双缩脲反应等。
蛋白质的概念
蛋白质是由氨基酸组成的大分子化合物,其理化性质一部分与氨基酸相似,如两性电离、等电点、呈色反应、成盐反应等,也有一部分又不同于氨基酸,如高分子量、胶体性、变性等。
一、蛋白质的胶体性质
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。球状蛋白质的表面多亲水基团,具有强烈地吸引水分子作用,使蛋白质分子表面常为多层水分子所包围,称水化膜,从而阻止蛋白质颗粒的相互聚集。
与低分子物质比较,蛋白质分子扩散速度慢,不易透过半透膜,粘度大,在分离提纯蛋白质过程中,我们可利用蛋白质的这一性质,将混有小分子杂质的蛋白质溶液放于半透膜制成的囊内,置于流动水或适宜的缓冲液中,小分子杂质皆易从囊中透出,保留了比较纯化的囊内蛋白质,这种方法称为透析(dialysis)。
蛋白质大分子溶液在一定溶剂中超速离心时可发生沉降。沉降速度与向心加速度之比值即为蛋白质的沉降系数S。校正溶剂为水,温度20℃时的沉降系数S20·w可按下式计算:式中X为沉降界面至转轴中心的距离,W为转子角速度,W2X为向心加速度,dX/dt为沉降速度。单位用S,即Svedberg单位,为1×1013秒,分子愈大,沉降系数愈高,故可根据沉降系数来分离和检定蛋白质。
二、蛋白质的两性电离和等电点
蛋白质是由氨基酸组成的,其分子中除两端的游离氨基和羧基外,侧链中尚有一些解离基,如谷氨酸、天门冬氨酸残基中的γ和β-羧基,赖氨酸残基中的ε-氨基,精氨酸残基的胍基和组氨酸的咪唑基。作为带电颗粒它可以在电场中移动,移动方向取决于蛋白质分子所带的电荷。蛋白质颗粒在溶液中所带的电荷,既取决于其分子组成中碱性和酸性氨基酸的含量,又受所处溶液的pH影响。当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质游离成正、负离子的趋势相等,即成为兼性离子(zwitterion,净电荷为O),此时溶液的pH值称为蛋白质的等电点(isoelectric point,简写pI)。处于等电点的蛋白质颗粒,在电场中并不移动。蛋白质溶液的pH大于等电点,该蛋白质颗粒带负电荷,反之则带正电荷。各种蛋白质分子由于所含的碱性氨基酸和酸性氨基酸的数目不同,因而有各自的等电点。
凡碱性氨基酸含量较多的蛋白质,等电点就偏碱性,如组蛋白、精蛋白等。反之,凡酸性氨基酸含量较多的蛋白质,等电点就偏酸性,人体体液中许多蛋白质的等电点在pH5.0左右,所以在体液中以负离子形式存在。