蛋白质的改性

（1）蛋白质主要的生物学功能

①作为酶，蛋白质具有催化功能。

②结构支持作用。高等动物的毛发、肌腱、韧带、软骨和皮肤等结缔组织和昆虫的外表皮，都是以蛋白质作为主要成份的，如胶原蛋白、弹性蛋白、角质蛋白等。它们的作用是维持器官、细胞的正常形态，抵御外界伤害的防护功能，保证、维护机体的正常生理活动。

③代谢调节功能。在动物体内起某些代谢调节作用的激素，很多属于蛋白质或多肽，例如胰岛素，是调节血糖作用的蛋白激素。

④转运和贮存功能。例如，脊椎动物红细胞中的血红蛋白，能随血液循环运送氧气到组织中并带走二氧化碳，低等动物中血蓝蛋白具有同样的作用；肌肉组织中的肌红蛋白具有贮存氧气的功能；血液中的乳糜微粒进入肝脏与蛋白质结合形成极低密度脂蛋白或低密度脂蛋白，在被运送到脂肪组织中贮存和为肌肉所利用；转铁蛋白转运血液中的铁离子到肝脏贮存起来。

⑤作为抗体，起着保护机体防御外物入侵的作用。

⑥运动功能。负责运动的肌肉收缩系统也是蛋白质。肌肉收缩是由肌球蛋白和肌动蛋白的相对滑动来实现的。一些微生物的鞭毛活动、细胞分裂中染色体的协同移动，也都有赖于收缩系统蛋白质的作用。

⑦生物膜的功能。生物膜主要是由蛋白质和脂质组成，生物膜的主要功能是细胞区域化，使众多的酶体系处在不同的分隔区，保证细胞正常的代谢。

⑧接受和传递信息。完成这种功能的蛋白质为受体蛋白，其中一类为跨膜蛋白，另一类为胞内蛋白。它们首先和配基结合，接受信息，通过自身的构象变化，或激活某些酶，或结合某种蛋白质，将信息放大、传递，起着调节作用，如视紫质是在视网膜干细胞上的光敏蛋白。⑨控制生长和分化。参与细胞生长和分化调节的各种蛋白质，如组蛋白、阻遏蛋白，通过控制、调节某种蛋白基因的表达、表达时间及表达量来控制和保证机体生长、发育和分化的正常进行。

⑩感染和毒性作用。一些侵入动物体后引起各种中毒病状甚至死亡的异体蛋白质，如细菌毒素、蛇毒、病毒蛋白、蝎毒等。

此外，蛋白质在凝血作用、通透作用、营养作用以及动物记忆活动等方面都起着重要作用。

（2）蛋白质的性质

①蛋白质的分子量很大，一般在一万到一百万道尔顿之间或更大些。

②蛋白质是两性电解质，既能和酸反应，也能和碱反应。

③蛋白质是高分子化合物，由于分子量大，在水溶液中形成的颗粒具有胶体溶液的特征，如布朗运动、丁道尔现象、电泳现象，不能透过半透膜以

及具有吸附能力等。

④蛋白质的沉淀
反应。

A.加盐

加高浓度盐类如硫酸铵、氯化钠等可以破坏蛋白质胶体周围的水膜，同时又中和了蛋白质分子的电荷，因此使蛋白质产生沉淀，这种加盐使蛋白质沉淀析出的现象叫盐析。例如，血清中加硫酸铵至50%饱和度，则球蛋白先沉淀析出；继续再加至饱和，则清蛋白（白蛋白）析出。

B.加有机溶剂

如酒精、丙酮等可使蛋白质产生沉淀，这是由于这些有机溶剂和水有较强的作用，破坏了蛋白质分子周围的水膜，因此发生沉淀反应。

C.加重金属盐

如氯化高汞、硝酸银、醋酸铝及三氯化铁等。这是因为蛋白质在碱性溶液中带负离子，可与这些重金属的正离子作用生成不易溶解的盐而沉淀。

D.加某些酸类

如单宁酸、三氯乙酸等能和蛋白质化合成不溶解的蛋白质盐而沉淀。

⑤蛋白质的变性

天然蛋白质因受物理、化学因素影响，其分子内部原有的高度规律性结构发生变化，致使蛋白质的理化性质和生物学性质都有所改变，但并不导致蛋白质一级结构的破坏，这种现象叫变性，变性后的蛋白质叫变性蛋白质。

蛋白质变性后首先失去生物活性，如酶失去催化能力，蛋白质生物学性质的改变是变性作用最主要的特征。变性后的蛋白质还表现出各种理化性质的改变，如溶解度降低，易析出沉淀；再如结晶能力丧失，球状蛋白变性后分子形状也发生改变。变性蛋白质还表现在生化性质的改变，即肽链松散，易被蛋白水解酶消化，因此一般认为天然蛋白质在体内消化的第一步就是蛋白质变性。

蛋白质的变性作用，如不过于剧烈，是一种可逆反应，说明蛋白质分子的内部结构变化不大。但随着变性时间的增加，条件的加剧，变性程度也加深，如蛋白质的结絮作用和凝固作用就是变性程度深刻变化的表现，这样就达到不可逆的变性。如豆腐就是大豆蛋白质的浓溶液加热加盐而成的变性蛋白凝固体；为鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验；在急救重金属盐中毒（如氯化高汞）时，可给患者吃大量乳品或蛋清，其目的是使乳品或蛋清中的蛋白质在消化道中与重金属离子结合成不溶解的变性蛋白质，从而阻止重金属离子被吸收进入体内，最后设法沉淀物从肠胃中洗出。

⑥蛋白质的颜色反应

A.双缩脲反应

双缩脲是由两分子尿素缩合而成的化合物，将尿素加热到180℃，则两分子尿素缩合成一分子双缩脲，并放出一分子氨。双缩脲在碱性溶液中能与硫酸铜反应产生红紫色络合物，此反应称双缩脲反应。

蛋白质分子中含有许多和双缩脲结构相似

的肽键，因此也能发生双缩脲反应，形成红紫色络合物。

B.蛋白质黄色反应


蛋白质溶液遇硝酸后，先产生白色沉淀，加热则白色沉淀变成黄色，再加碱，颜色加深呈橙黄色，这是因为硝酸将蛋白质分子中的苯环硝化，产生黄色硝基苯衍生物。例如，皮肤、指甲和毛发等遇浓硝酸会变成黄色。

C.米伦氏反应

米伦试剂为硝酸汞、亚硝酸汞、硝酸和亚硝酸的混合液，蛋白质溶液加入米伦试剂后产生白色沉淀，加热后，沉淀变成红色。

D.乙醛酸反应

在蛋白质溶液中加入乙醛酸，并沿试管壁慢慢注入浓硫酸，在两液层之间出现紫色环。

E.坂口反应

精氨酸分子中含有胍基，能与次氯酸钠及α-萘酚在氢氧化钠溶液中产生红色产物。此反应可用来鉴定含有精氨酸的蛋白质，也可定量测定精氨酸含量。

F.酚试剂（福林试剂）反应

蛋白质分子一般都含有酪氨酸，而酪氨酸中的酚基能将福林试剂中的磷钼酸及磷钨酸还原成蓝色化合物，这一反应用来定量测定蛋白质含量。