生物化学 生物化学 2.3.5蛋白质的变性与复性.ppt

项目三 蛋白质的理化性质 知识点五 蛋白质的变性与复性 吴宪教授1931年：“天然Pr分子借助次级键连接而成一种紧密，有规则的空间结构，变性作用使次级键破坏从而使结构松散”。 一、 蛋白质的变性 1.定义： 在某些理化因素的作用下，蛋白质严格的空间结构（不包括肽键）被破坏，从而引起若干理化性质改变和生物学功能丧失的现象。 * * 变性 因素 物理因素 高温、高压 紫外线、X射线、 电离辐射和超声波等 化学因素 有机酸、生物碱 有机溶剂、重金属盐 高浓度尿素、盐酸胍等 * * 变性实质：破坏了空间结构，一级结构不受影响。 * * 变性蛋白 质 的特点 ①生物学活性丧失 ②理化性质改变 ③易被蛋白酶水解 空间结构改变 旋光性、光吸收改变等 溶解度↓，沉降率↑ 粘度↑ 扩散速度↓ 变性 分类 可逆变性: Pr变性后如将变性剂除去，该Pr分子的天然构象和生物学 活性还能恢复，这一过程称为复性。 不可逆变性： 若变性条件强烈，作用时间长，构像变化大，理化性质难以恢复。 举例：医疗；生物制品保存；生活等。 应用：变性灭菌、消毒；变性制食品；抗衰老…… * * HOCH2CH2SH O NH2- C -NH2 = NH2+ NH2- C -NH2 = Urea Guanidine HCl Mercaptoethanol Cl- SDS SO4- -(CH2)11CH3 常見的蛋白质变性剂 Juang RH (2004) BCbasics * * 极性头部 非极性尾巴 SDS 是一种表面活性剂 sodium dodecyl sulfate * * SDS 在蛋白质表面均勻铺上一层负电荷 SDS boiling 变性蛋白質成一线狀分子 自然状态蛋白质 並且均勻帶上一层负电荷 Juang RH (2004) BCbasics * * Native ribonuclease Denative reduced ribonuclease Native ribonuclease 8 M urea and ?-mercapotoethanol Dialysis 变性 复性 去除变性因素后，变性蛋白恢复原来的空间结构，恢复生物活性的现象。 本质：一级结构决定高级结构 二、蛋白质的复性（renaturation） 在一定的环境条件下，蛋白质的一级结构能够决定二、三、四级结构。变性蛋白质的二、三、四级结构虽然遭到破坏，但是一级结构仍然保持不变，因此除去变性剂后，在适当的环境条件下，蛋白质能卷曲折叠成为能量最低的构象，一般天然蛋白质正是具有这种能量最低的构象。 * * 加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为凝固。 因此，凝固的蛋白质一定发生变性。 　 ● 蛋白质各自所特有的高级结构，是表现其物理性质和化学特性以及生物学功能的基础。当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，这种现象称为变性作用。 三、蛋白质变性的表征 生物活性丧失；物理性质（溶解度、粘度、扩散系数、光谱特性等）和化学性质（化学反应，被酶解性）改变 应用 变性灭菌、消毒；变性制食品；抗衰老…… 复性 蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则是一种可逆过程，变性蛋白质通常在除去变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象成为复性 项目三 蛋白质的理化性质