蛋白质的理化性质
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蛋白质的理化性质
重金属离子及生物碱试剂等 。
• 应用举例 ➢ 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及 灭菌。 ➢ 此外, 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质 制剂（如疫苗等）的必要条件。
若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素 后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构 象和功能，称为复性(renaturation) 。
去除尿素、 β-巯基乙醇
第二节 蛋白质的理化性质
蛋白质的理化性质
一、蛋白质的两性解离
蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸 残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离 成带负电荷或正电荷的基团。
* 蛋白质的等电点( isoelectric point, pI)
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。
天然状态， 有催化活性
尿素、 β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
* 蛋白质沉淀 在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽 链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉 淀，但并不变性。 * 蛋白质的凝固作用(protein coagulation) 蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固 的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
NH3+
+H+
R CH COO- +OH- R CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI
阳离子
pH=pI
氨基酸的兼性离子
pH>pI
阴离子
二、蛋白质的胶体性质
• 应用举例 ➢ 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及 灭菌。 ➢ 此外, 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质 制剂（如疫苗等）的必要条件。
若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素 后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构 象和功能，称为复性(renaturation) 。
去除尿素、 β-巯基乙醇
第二节 蛋白质的理化性质
蛋白质的理化性质
一、蛋白质的两性解离
蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸 残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离 成带负电荷或正电荷的基团。
* 蛋白质的等电点( isoelectric point, pI)
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。
天然状态， 有催化活性
尿素、 β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
* 蛋白质沉淀 在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽 链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉 淀，但并不变性。 * 蛋白质的凝固作用(protein coagulation) 蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固 的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
NH3+
+H+
R CH COO- +OH- R CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI
阳离子
pH=pI
氨基酸的兼性离子
pH>pI
阴离子
二、蛋白质的胶体性质
蛋白质的理化性质和分类
• • • • •
3、蛋白质沉淀的方法： （1）盐析法 （2）有机溶剂沉淀法 （3）某些酸类沉淀法 （4）重金属盐沉淀法
（1）盐析法
• 定义：向蛋白质溶液中加入一定浓度的中 性盐，可破坏蛋白质表面的水化膜并中和 电荷，从而使蛋白质从溶液中析出的现象 称为盐析 • 一般用盐析法分离出来的蛋白质不变性， 故常用于天然蛋白质的分离 • 盐析时若将该溶液的PH调至该蛋白质的等 电点则效果更佳
二、蛋白质的分类
• (一)根据蛋白质形状 • 1.纤维状蛋白质 • 2.球状蛋白质
• (二)根据蛋白质组成成分 • 1.单纯蛋白质 • 根据来源及理化性质，可分为清蛋白、球 蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、精蛋白、组 蛋白、硬蛋白 • 2.结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部 分（辅基） • 根据辅基不同，结合蛋白可分为核蛋白、 糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白、金属 蛋白
蛋白质的胶体性质
• 颗粒大小达1~100nm之间，属胶体。因此溶 于水，成为亲水胶体。 • 稳定亲水胶体的因素： 水化膜 表面电荷
不通透性：半透膜 透析原理：
透析
• 将蛋白质溶液（不纯）放入透析袋中，放 在流水中（纯水），让低分子杂质（如盐 类）透过半透膜扩散入水内，蛋白质则留 在袋中，质负离子结合成不溶 性的蛋白质盐而沉淀 • 此法常引起蛋白质变性 • 临床上可利用这性质抢救重金属盐中毒的 病人，如口服牛奶、蛋清等，然后把生成 的不溶性蛋白质盐排出体外
（三）凝固作用 加热使蛋白质变性并结成凝块，此凝块不在 溶于强酸和强碱中，这种现象称为蛋白质的 凝固作用。凝固其实是蛋白质变性后不可进 一步发展的不可逆的结果。
几种蛋白质的等电点
电泳
定义：溶液中带电粒子在电场中向电性相反 的电极移动的现象。
蛋白质的理化性质和生物学特性
第二节蛋白质的理化性质和生物学特性一、蛋白质的胶体性质蛋白质是高分子化合物，分子量一般在10kD～1000kD。
根据测定所知，如分子量为34.5kD的球状蛋白，其颗粒的直径为4.3nm。
所以，蛋白质分子颗粒的直径一般在1～100nm，在水溶液中呈胶体溶液，具有丁铎尔现象、布朗运动、不能透过半透膜、扩散速度减慢、粘度大等特征。
蛋白质分子表面含有很多亲水基团，如氨基、羧基、羟基、巯基、酰胺基等，能与水分子形成水化层，把蛋白质分子颗粒分隔开来。
此外，蛋白质在一定pH溶液中都带有相同电荷，因而使颗粒相互排斥。
水化层的外围，还可有被带相反电荷的离子所包围形成双电层，这些因素都是防止蛋白质颗粒的互相聚沉，促使蛋白质成为稳定胶体溶液的因素。
蛋白质分子不能透过生物膜的特点，在生物学上有重要意义，它能使各种蛋白质分别存在于细胞内外不同的部位，对维持细胞内外水和电解质分布的平衡、物质代谢的调节都起着非常重要的作用。
另外，利用蛋白质不能透过半透膜的特性，将含有小分子杂质的蛋白质溶液放入半透膜袋内，然后将袋浸于蒸馏水中，小分子物质由袋内移至袋外水中，蛋白质仍留在袋内，这种方法叫做透析。
透析是纯化蛋白质的方法之一。
二、蛋白质的两性性质蛋白质和氨基酸一样，均是两性电解质，在溶液中可呈阳离子、阴离子或兼性离子，这取决于溶液的pH值、蛋白质游离基团的性质与数量。
当蛋白质在某溶液中，带有等量的正电荷和负电荷时，此溶液的pH值即为该蛋白质的等电点(pI)。
当pH偏酸时，蛋白质分子带正电荷。
相反，pH偏碱，蛋白质分子带负电荷（图2-2-1）图2-2-1 蛋白质的两性电离蛋白质溶液的pH值在等电点时，蛋白质的溶解度、黏度、渗透压、膨胀性及导电能力均最小，胶体溶液呈最不稳定状态。
凡碱性氨基酸含量较多的蛋白质，等电点往往偏碱，如组蛋白和精蛋白。
反之，含酸性氨基酸较多的蛋白质如酪蛋白、胃蛋白酶等，其等电点往往偏酸。
人体内血浆蛋白质的等电点大多是pH 5.0左右。
蛋白质的理化性质教学内容
蛋白质的理化性质第四节蛋白质的理化性质一、两性离解和等电点蛋白质是由氨基酸组成的，在其分子表面带有很多可解离基团，如羧基、氨基、酚羟基、咪唑基、胍基等。
此外，在肽链两端还有游离的α-氨基和α-羧基，因此蛋白质是两性电解质，可以与酸或碱相互作用。
溶液中蛋白质的带电状况与其所处环境的pH 有关。
当溶液在某一特定的pH 条件下，蛋白质分子所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷数为零，此时蛋白质分子在电场中不移动，这时溶液的pH 称为该蛋白质的等电点，此时蛋白质的溶解度最小。
由于不同蛋白质的氨基酸组成不同，所以蛋白质都有其特定的等电点，在同一pH 条件下所带净电荷数不同。
如果蛋白质中碱性氨基酸较多，则等电点偏碱，如果酸性氨基酸较多，等电点偏酸。
酸碱氨基酸比例相近的蛋白质其等电点大多为中性偏酸，约在5.0 左右。
1、两性解离蛋白质可以在酸性环境中与酸中和成盐，而游离成正离子，即蛋白质分子带正电，在电场中向阴极移动；在碱性环境中与碱中和成盐而游离成负离子，即蛋白质分子带负电，在电场中向阳极移动。
以“P”代表收集于网络，如有侵权请联系管理员删除收集于网络，如有侵权请联系管理员删除蛋白质分子，以―NH 2 和―COOH 分别代表其碱性和酸性解离基团，随pH 变化，蛋白质的解离反应可简示如下：（pH>pI ） （pH=pI ） （pH<pI ）移向阳极 不移动 移向阴极2、等电点沉淀和电泳①等电点沉淀蛋白质在等电点时，以两性离子的形式存在，其总电荷数为零，这样的蛋白质颗粒在溶液中因为没有相同电荷而相互排斥的影响，所以极易借静电引力迅速结合成较大的聚集体，因而易发生沉淀析出。
这一性质常在蛋白质分离、提纯时应用。
在等电点时，除了蛋白质的溶解度最小外，其导电性、粘度、渗透压以及膨胀性均为最小。
②电泳蛋白质颗粒在溶液中解离成带电的颗粒，在直流电场中向其所带电荷相反的电极移动。
这种大分子化合物在电场中定向移动的现象称为电蛋白质的阴离子蛋白质的阳离子蛋白质的兼性离子（等电点）NH 3+COO -P NH 3+P COOHNH 2COO-P泳。
生物化学 第7章 蛋白质理化性质及其分离纯化
蛋白质的沉淀可分为
不变性沉淀∶用于分离活性的天然蛋白质产品。 如：酶、抗体等。
变性沉淀∶用于生物制品中除去蛋白质。
变性后的蛋白质由于 疏水基团的暴露而易 于沉淀，但沉淀的蛋 白质不一定都是变性 后的蛋白质。
变性不一定沉淀，沉淀也不一定变性
使蛋白质沉淀的方法
1. 等电点沉淀 2. 盐析 3. 有机溶剂沉淀 4. 重金属盐沉淀 5. 生物碱试剂沉淀 6. 热变性沉淀
去除尿素 β-巯基乙醇
有活性
无活性
/biochemistry/gif/1.jpg
P300
四、蛋白质的沉淀
当破坏了维持蛋白质胶体稳定的水化膜和表面
电荷，蛋白质胶体失去稳定性，从溶液中析出，这 种现象称为蛋白质的沉淀（precipitation）。
应用:
（1）蛋白质分离纯化 （2）解毒 （3）临床检验 （4）低温贮存
根据蛋白质电离性质，可利用电泳的实 验方法，将蛋白质进行分离、纯化和鉴 定。
电泳（electrophosesis) 带电粒子在电场中向电性相反的电
极移动的现象。
蛋白质在等电点pH条件下，不发生电泳 现象。
电泳（electrophosesis)
二、蛋白质的胶体性质
真溶液的溶质分子的颗粒大小<1nm； 胶体溶液中溶质分子的颗粒大小在1-100nm； 蛋白质分子的相对分子量在1-100万，其颗粒大
盐析（NH4）2SO4
盐析
向蛋白质溶液中加入大量硫酸铵后蛋白质会 沉淀析出
蛋白质分子表面的疏水区域，聚集了许多水分子，高 盐浓度使水化层被破坏，暴露出的疏水区域，它们发 生相互作用而沉淀
蛋白质是两性电解质。在溶液中的带 电状况主要取决于溶液的pH值。
第三章 第二节蛋白质理化性质
Un-ionized form
4
Tab. Weak acid groups of the amino acids present in proteins
α-Carboxyl
Conjugate Acid R-COOH
Conjugate Approximate pKa
R-COO-
2.1±0.5
Non-α-carboxyl (Asp,Glu)
17
热变性： 50-60℃以上加热引起的蛋白质变性。 可逆、不可逆；多数为凝聚和沉淀的不可逆变性。 次级键变化。
• 酸和碱变性：酸和碱与蛋白质上的碱性或酸性氨基酸残基相互作用，
使维持蛋白质构型的分子内有利的荷电吸引力变成静电排斥作用，因 而导致结构松散。
• 蛋白质一般在pH 4-10范围内稳定（等电点附近比较稳定），超过这
生物化学性质改变：蛋白质变性后，分子结构 伸展松散，易为蛋白质水解酶所分解。
20
变性蛋白质
变性的可逆性 可逆变性：除去变性因素，蛋白质空间结构
可以恢复原状。 不可逆变性：除去变性因素，蛋白质空间结
构不能恢复原状。
21
4．变性的可逆性
轻度变性可逆，过度变性不可逆。
胃蛋白酶加热至80℃－90℃时，变性、 无消化蛋白质的能力，失去溶解性。如 将温度下降到37℃，就复性，又恢复溶 解性和消化蛋白质的能力。但如变性时 间加长，条件加剧，变性程度加深，就 成为不可逆变性。
8
3．等电点的测定
9
4. 等离子点 等离子点是蛋白质在不含其它溶质的纯水中，蛋白质
所带净电荷为零时的溶液的pH值。等离子点是一个特 征常数。
蛋白质在纯水中的等电点为等离子点.
10
（三 ）电泳
4
Tab. Weak acid groups of the amino acids present in proteins
α-Carboxyl
Conjugate Acid R-COOH
Conjugate Approximate pKa
R-COO-
2.1±0.5
Non-α-carboxyl (Asp,Glu)
17
热变性： 50-60℃以上加热引起的蛋白质变性。 可逆、不可逆；多数为凝聚和沉淀的不可逆变性。 次级键变化。
• 酸和碱变性：酸和碱与蛋白质上的碱性或酸性氨基酸残基相互作用，
使维持蛋白质构型的分子内有利的荷电吸引力变成静电排斥作用，因 而导致结构松散。
• 蛋白质一般在pH 4-10范围内稳定（等电点附近比较稳定），超过这
生物化学性质改变：蛋白质变性后，分子结构 伸展松散，易为蛋白质水解酶所分解。
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变性蛋白质
变性的可逆性 可逆变性：除去变性因素，蛋白质空间结构
可以恢复原状。 不可逆变性：除去变性因素，蛋白质空间结
构不能恢复原状。
21
4．变性的可逆性
轻度变性可逆，过度变性不可逆。
胃蛋白酶加热至80℃－90℃时，变性、 无消化蛋白质的能力，失去溶解性。如 将温度下降到37℃，就复性，又恢复溶 解性和消化蛋白质的能力。但如变性时 间加长，条件加剧，变性程度加深，就 成为不可逆变性。
8
3．等电点的测定
9
4. 等离子点 等离子点是蛋白质在不含其它溶质的纯水中，蛋白质
所带净电荷为零时的溶液的pH值。等离子点是一个特 征常数。
蛋白质在纯水中的等电点为等离子点.
10
（三 ）电泳
蛋白质的理化性质PPT课件
第三章蛋白质的理化性质
蛋白质的理化性质
一、两性性质及等电点 二、胶体性质 三、变性与复性作用 四、蛋白质的沉淀作用 五、蛋白质的颜色反应 六、蛋白质的紫外吸收性质
一、蛋白质的两性解离与等电点
蛋白质分子中氨基酸残基的侧链上存在游离的 氨基和羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两 性解离性质，具有特定的等电点（pI）。 溶液pH＝pI时，蛋白质所带正负电荷相等； pH＞pI时，蛋白质带净负电荷； pH＜pI时，蛋白质带净正电荷。
2.沉淀种类：可逆与不可逆
3.沉淀方法：
沉淀后蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方 法
沉淀后蛋白质失去生物活性的沉淀方法
四、蛋白质的沉淀作用
2.沉淀种类：可逆与不可逆 3.沉淀方法：
沉淀后蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方 法
（1）盐析－中性盐沉淀法 （2）有机溶剂沉淀法 （3）酸沉淀法
蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方法
等电点时特点：
（1）净电荷为零 （2）一定离子强度的缓冲液：等离子点特征常数 （3）多数蛋白质在水中等电点偏酸（较低） 碱性AA/酸性AA 胃蛋白酶 0.2 等电点 1.0
血红蛋白
细胞色素C 菊糖酶
1.7
2.9 0.34
6.7
10.7 8.2
（4）导电性、溶解度、黏度及渗透压都最小。
蛋白质分子在一定pH的溶液中可带净的负电 荷或正电荷，故可在电场中发生移动。 不同蛋白质分子所带电荷量不同，且分子大 小也不同，故在电场中的移动速度也不同，
蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方法
（1）盐析—中性盐沉淀
常用的中性盐：硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。
盐析时，pH在蛋白质的等电点处效果最好。
盐析沉淀蛋白质通常不会引起蛋白质的变性。 优点 盐析应用举例
蛋白质的理化性质
一、两性性质及等电点 二、胶体性质 三、变性与复性作用 四、蛋白质的沉淀作用 五、蛋白质的颜色反应 六、蛋白质的紫外吸收性质
一、蛋白质的两性解离与等电点
蛋白质分子中氨基酸残基的侧链上存在游离的 氨基和羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两 性解离性质，具有特定的等电点（pI）。 溶液pH＝pI时，蛋白质所带正负电荷相等； pH＞pI时，蛋白质带净负电荷； pH＜pI时，蛋白质带净正电荷。
2.沉淀种类：可逆与不可逆
3.沉淀方法：
沉淀后蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方 法
沉淀后蛋白质失去生物活性的沉淀方法
四、蛋白质的沉淀作用
2.沉淀种类：可逆与不可逆 3.沉淀方法：
沉淀后蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方 法
（1）盐析－中性盐沉淀法 （2）有机溶剂沉淀法 （3）酸沉淀法
蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方法
等电点时特点：
（1）净电荷为零 （2）一定离子强度的缓冲液：等离子点特征常数 （3）多数蛋白质在水中等电点偏酸（较低） 碱性AA/酸性AA 胃蛋白酶 0.2 等电点 1.0
血红蛋白
细胞色素C 菊糖酶
1.7
2.9 0.34
6.7
10.7 8.2
（4）导电性、溶解度、黏度及渗透压都最小。
蛋白质分子在一定pH的溶液中可带净的负电 荷或正电荷，故可在电场中发生移动。 不同蛋白质分子所带电荷量不同，且分子大 小也不同，故在电场中的移动速度也不同，
蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方法
（1）盐析—中性盐沉淀
常用的中性盐：硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。
盐析时，pH在蛋白质的等电点处效果最好。
盐析沉淀蛋白质通常不会引起蛋白质的变性。 优点 盐析应用举例
蛋白质化学—蛋白质的理化性质(生物化学课件)
❖ 本质：一级结构决定高级结构
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。
项目三 蛋白质的理化性质
大豆蛋白质的凝聚
项目三 蛋白质的理化性质
2.盐析沉淀分离 蛋白质在水溶液中的溶解度是由蛋白质周围亲水基团与 水形成水化膜的程度，以及蛋白质分子带有电荷的情况决定 的。当用中性盐加入蛋白质溶液，中性盐对水分子的亲和力 大于蛋白质，于是蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失 。同时，中性盐加入蛋白质溶液后，由于离子强度发生改变 ，蛋白质表面电荷大量被中和，更加导致蛋白溶解度降低， 使蛋白质分子之间聚集而沉淀。
2023/9/20
29
项目三 蛋白质的理化性质
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
溶解度↓，沉降率↑
粘度↑ 扩散速度↓ 旋光性、光吸收改变等
2023/9/20
30
变性 分类
项目三 蛋白质的理化性质
可逆变性: Pr变性后如将变性剂除去，该Pr分子的天然构象
项目三 蛋白质的理化性质
项目三 蛋白质的理化性质
四、蛋白质的电泳现象
在电场的作用下，带电颗粒将向着与其电性相反的电 极移动，这种现象称为电泳。
蛋白质可以两性离解，因而具有电泳特性。 蛋白质电泳速度和方向与其所带电荷的性质、数量及分子 的大小、形状有关。电荷多，分子小的泳动速度较快；反之 则泳动较慢。
蛋白质是两性电解质，在非等电状态时，相同蛋白质颗粒 带有同性电荷，与周围的反离子构成稳定的双电层。使蛋白质 颗粒之间相互排斥，保持一定距离，不致互相凝聚而沉淀。
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。
项目三 蛋白质的理化性质
大豆蛋白质的凝聚
项目三 蛋白质的理化性质
2.盐析沉淀分离 蛋白质在水溶液中的溶解度是由蛋白质周围亲水基团与 水形成水化膜的程度，以及蛋白质分子带有电荷的情况决定 的。当用中性盐加入蛋白质溶液，中性盐对水分子的亲和力 大于蛋白质，于是蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失 。同时，中性盐加入蛋白质溶液后，由于离子强度发生改变 ，蛋白质表面电荷大量被中和，更加导致蛋白溶解度降低， 使蛋白质分子之间聚集而沉淀。
2023/9/20
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项目三 蛋白质的理化性质
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
溶解度↓，沉降率↑
粘度↑ 扩散速度↓ 旋光性、光吸收改变等
2023/9/20
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变性 分类
项目三 蛋白质的理化性质
可逆变性: Pr变性后如将变性剂除去，该Pr分子的天然构象
项目三 蛋白质的理化性质
项目三 蛋白质的理化性质
四、蛋白质的电泳现象
在电场的作用下，带电颗粒将向着与其电性相反的电 极移动，这种现象称为电泳。
蛋白质可以两性离解，因而具有电泳特性。 蛋白质电泳速度和方向与其所带电荷的性质、数量及分子 的大小、形状有关。电荷多，分子小的泳动速度较快；反之 则泳动较慢。
蛋白质是两性电解质，在非等电状态时，相同蛋白质颗粒 带有同性电荷，与周围的反离子构成稳定的双电层。使蛋白质 颗粒之间相互排斥，保持一定距离，不致互相凝聚而沉淀。
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蛋白质变性作用不仅广泛应用于生产实践，而且在理论上对阐明蛋白 质结构与功能的关系等问题具有重要意义。蛋白质变性作用有有利的一面 ，也有不利的一面。有利的方面可充分利用，不利的方面则需竭力阻止。
五、蛋白质的紫外吸收
大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。这三种 氨基酸的在280nm 附近有最大吸收值。因此，大多数蛋白质在280nm 附近显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定。
COO- H+ P
NH3+
COOH P
Cl3CCOO-
COOH P
NH3+
NH3+¡¤- OOC CCl3
蛋白质复合盐
生化检验工作中。常用此类试剂沉淀蛋白质。
（5）热凝固沉淀蛋白质
蛋白质受热变性后，在有少量盐类存在或将pH调至等电点，则很容
易发生凝固沉淀。
原因可能由于变性蛋白质的空间结构解体，疏水基团外露，水膜破 坏，同时由于等电点破坏了带电状态等而发生絮结沉淀。
天然蛋白质分子由于受各种物理和化学因素的影响，有序的空间结构 被破坏，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。这种现象称为蛋白质的变性作用。变性的蛋白质叫 做变性蛋白质，变性蛋白质的分子量不变。 2、变性因素
⑴物理因素。如：加热、紫外线照射、X射线照射、超声波、高压、剧烈 摇荡、搅拌、表面起泡等。
⑵化学因素。如：强酸、强碱、脲素、重金属盐、三氯醋酸、乙醇、胍、表 面活性剂、生物碱试剂等，都可引起蛋白质的变性。
3、变性的原因 可概括如下： ⑴蛋白质分子的副键破坏，致使其空间结构发生变化。 ⑵蛋白、-NH2等与某些化学试剂发生反应。
分离提取蛋白质常用硫酸铵[（NH4）2SO4]、硫酸钠(Na2SO4)、氯化钠( NaCl)、硫酸镁(MgSO4)等中性盐来沉淀蛋白质，这种沉淀蛋白质的方法 叫盐析法。
有的蛋白质溶液中同时含有几类不同的蛋白质，由于不同类的蛋白 质产生沉淀所需要的盐的浓度不一样，因而可以用不同的盐浓度把几类 混合在一起的蛋白质分段沉淀析出而加以分离，这种方法称为分段盐析 。
COOH
蛋白质的阳离子
（pH>pI） 移向阳极
NH3+
P COO-
蛋白质的兼性离子（等电点）
（pH=pI ） 不移动
NH2
P COO-
蛋白质的阴离子
（pH<pI） 移向阴极
2、等电点沉淀和电泳 ①等电点沉淀 蛋白质在等电点时，以两性离子的形式存在，其总电荷数为零，这样
的蛋白质颗粒在溶液中因为没有相同电荷而相互排斥的影响，所以极易 借静电引力迅速结合成较大的聚集体，因而易发生沉淀析出。这一性质 常在蛋白质分离、提纯时应用。在等电点时，除了蛋白质的溶解度最小外 ，其导电性、粘度、渗透压以及膨胀性均为最小。
蛋白质可以在酸性环境中与酸中和成盐，而游离成正离子，即蛋白 质分子带正电，在电场中向阴极移动；在碱性环境中与碱中和成盐而游 离成负离子，即蛋白质分子带负电，在电场中向阳极移动。以“P”代表蛋 白质分子，以―NH2
和―COOH分别代表其碱性和酸性解离基团，随pH变化，蛋白质的解离反 应可简示如下：
NH3+ P
实例分析：血清中加硫酸铵至50%饱和度，则球蛋白先沉淀析出；继 续再加硫酸铵至饱和，则清蛋白（白蛋白）沉淀析出。盐析法在实践中得 到广泛应用，微生物发酵生产酶制剂就是采用盐析法的作用原理，从发 酵液中把目的酶分离提取出来的。
（2）用水溶性有机溶剂沉淀蛋白质 甲醇(CH3OH)、乙醇(CH3CH2OH)、丙酮(CH3COCH3)等有机溶剂是
由于水膜和电荷的存在，把蛋白质颗粒相互隔开，使颗粒之间不会因 碰撞而聚成大颗粒，这样蛋白质的溶液就比较稳定，不易沉淀。如果改变 溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质在适当的条件下，蛋白质能够从溶 液中沉淀出来。 2、蛋白质的膜过滤分离纯化
蛋白质在水中形成的胶体溶液，由于颗粒大，不能通过半透膜可用羊 皮纸、火棉胶、玻璃纸等来分离纯化蛋白质，这个方法称透析法。具体的操 作是将含有小分子杂质的蛋白质放入一个透析袋中，然后将此袋放入流动 的清水中进行透析，此时小分子化合物不断地从透析袋中渗出，而大分子 蛋白质留在袋内，经过一定时间后，就可达到纯化目的，这是实验室或工 业生产上提纯蛋白质时广泛应用的方法。
（1）低温操作。提取液和有机溶剂都需要事先冷却。向提取液中加入 有机溶剂时，要边加边搅拌，防止局部过热，引起变性。
（2）有机溶剂与蛋白质接触时间不能过长。在沉淀完全的前提下，时 间越短越好，要及时分离沉淀，除去有机溶剂。
有机溶剂沉淀蛋白质在生产实践和科学实验中应用很广，例如食品 级的酶制剂的生产、中草药注射液和胰岛素的制备大都用有机溶剂分离 沉淀蛋白质。
四、蛋白质变性
蛋白质的性质与它们的结构密切相关。某些物理或化学因素，能够破 坏蛋白质的结构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失。 这种现象称为蛋白质的变性(denaturation)。
变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能 恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆 沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。 1、概念
良好的蛋白质沉淀剂。因其与水的亲和力比蛋白质强，故能迅速而有效 地破坏蛋白质胶体的水膜，从而使蛋白质溶液的稳定性大大降低。但一 般都要与等电点法配合，即pH调至等电点，然后再加有机溶剂破坏水膜 ，则蛋白质沉淀效果更好。
在对蛋白质的影响方面，与盐析法不同。有机溶剂长时间作用于蛋 白质会引起变性。因此，用这种方法进行操作时需要注意：
(+) 图 我国正常人血清蛋白质纸上电泳图
原 (-) 点
二、胶体性质
由于蛋白质的分子量很大，又由于其分子表面有许多极性基团，亲水 性极强，易溶于水成为稳定的亲水胶体溶液。故它在水中能够形成胶体溶 液。
蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。 由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白 的小分子杂质除去。 1、蛋白质胶体溶液的稳定性
如将蛋白质溶液点在浸了缓冲液的支持物上进行电泳，不同组分形 成带状区域，称为区带电泳。其中用滤纸做支持物的称纸上电泳（如下图 ）。这种方法比较简便，为一般实验室所采用。近年来，用醋酸纤维薄膜 作支持物进行电泳，速度快，分析效果好，定量比较准确，已逐渐取代纸 上电泳。
清蛋白 α1― α2―
β―
γ―球蛋白
⑶生物活性丧失 这是蛋白质变性的最重要的明显标志之一。例如酶变性失去催化作用，血 红蛋白失去运输氧的功能，胰岛素失去调节血糖的生理功能，抗原失去免 疫功能等等。 5、变性的可逆性
蛋白变性随其性质和程度的不同，有可逆的，有不可逆的，如胰蛋白 酶加热及血红蛋白加酸等变性作用，在轻度时为可逆变性。
一般变性后的蛋白质即凝固而沉淀，在凝固之前，常呈絮状而悬浮， 称为絮结作用，只絮结而未凝固的蛋白质一般都有可逆性，但已凝固的蛋 白质，则不易恢复其原来的性质，即发生不可逆变性。 6、蛋白质变性作用的实践意义
三、沉淀作用
1、概念 蛋白质胶体溶液的稳定性决定于其颗粒表面的水化膜和电荷，当这两
个因素遭到破坏后，蛋白质溶液就失去稳定性，并发生凝聚作用，沉淀析 出，这种作用称为蛋白质的沉淀作用。
蛋白质的沉淀作用，在理论上和实际应用均有一定的意义，一般为达 到两种不同的目的：第一，为了分离制备有活性的天然蛋白制品。第二，为 了从制品中除去杂蛋白，或者制备失去活性的蛋白质制品。
OH-H2O
COO-
P NH2
Ag+
金属―蛋白质复合物
COO- +Ag R
NH2
实例分析：医疗工作中常用汞试剂的稀水溶液消毒灭菌。服用大量 富含蛋白质的牛乳或鸡蛋清达到解毒。 （4）用生物碱试剂沉淀蛋白质
单宁酸、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、鞣酸、三氯醋酸及水杨磺酸等，亦 是蛋白质的沉淀剂。这是因为这些酸的带负电荷基团与蛋白质带正电荷 基团结合而发生不可逆沉淀反应的缘故。
蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用 有关。其主要决定因素如下：第一是水化膜，因为蛋白质分子颗粒表面带有 很多亲水基，如―NH2、―COOH、―OH、 ―SH、―CONH2等。对水有较强的吸引力，水又是一种极性分子，当水与蛋 白质相遇时，就很容易被蛋白质吸住，在蛋白质外面形成一层水膜。第二 是表面电荷层，蛋白质是两性离子，颗粒表面带有电荷，在酸性溶液带正 电荷，在碱性溶液中带负电荷，同性电荷互相排斥。
下面讨论的几种方法，在发生沉淀的同时，蛋白质随之变性失活。因 此，它们的使用场合与前述两种不同。 （3）用重金属盐沉淀蛋白质
重金属盐中的硝酸银（AgNO3）、氯化汞（HgCl2）、醋酸铅[Pb（CH3CO O-）2]、三氯化铁（FeCl3）、是蛋白质的沉淀剂。其沉淀作用的反应式如下：
COO-
R NH3+
4、变性蛋白质的性质 变性蛋白质与天然蛋白质有明显的不同，主要表现在： ⑴理化性质发生了变化
如旋光性改变，溶解度降低，粘度增加，光吸收性质增强，结晶性破坏，渗 透压降低，易发生凝集、沉淀。由于侧链基团外露，颜色反应增强了。
⑵生化性质发生了变化 变性蛋白质比天然蛋白质易被蛋白酶水解。因此，蛋白质煮熟食用比生吃 好消化。
六、蛋白质的颜色反应
蛋白质的颜色反应，可以用来定性、定量测定蛋白质。 1、双缩脲反应
蛋白质溶液中加入NaOH或KOH及少量的硫酸铜溶液，会显现从浅红色 到蓝紫色的一系列颜色反应。这是由于蛋白质分子中肽键结构的反应，肽 键越多产生的颜色越红。所谓双缩脲是指二分子尿素加热到1800C脱氨缩 合的产物，此化合物也具有同样的颜色反应，蛋白质分子中含有许多和双 缩脲结构相似的肽键，所以称蛋白质的反应为双缩脲反应。
NH2 CO
NH2
NH2 CO
NH2
五、蛋白质的紫外吸收
大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。这三种 氨基酸的在280nm 附近有最大吸收值。因此，大多数蛋白质在280nm 附近显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定。
COO- H+ P
NH3+
COOH P
Cl3CCOO-
COOH P
NH3+
NH3+¡¤- OOC CCl3
蛋白质复合盐
生化检验工作中。常用此类试剂沉淀蛋白质。
（5）热凝固沉淀蛋白质
蛋白质受热变性后，在有少量盐类存在或将pH调至等电点，则很容
易发生凝固沉淀。
原因可能由于变性蛋白质的空间结构解体，疏水基团外露，水膜破 坏，同时由于等电点破坏了带电状态等而发生絮结沉淀。
天然蛋白质分子由于受各种物理和化学因素的影响，有序的空间结构 被破坏，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。这种现象称为蛋白质的变性作用。变性的蛋白质叫 做变性蛋白质，变性蛋白质的分子量不变。 2、变性因素
⑴物理因素。如：加热、紫外线照射、X射线照射、超声波、高压、剧烈 摇荡、搅拌、表面起泡等。
⑵化学因素。如：强酸、强碱、脲素、重金属盐、三氯醋酸、乙醇、胍、表 面活性剂、生物碱试剂等，都可引起蛋白质的变性。
3、变性的原因 可概括如下： ⑴蛋白质分子的副键破坏，致使其空间结构发生变化。 ⑵蛋白、-NH2等与某些化学试剂发生反应。
分离提取蛋白质常用硫酸铵[（NH4）2SO4]、硫酸钠(Na2SO4)、氯化钠( NaCl)、硫酸镁(MgSO4)等中性盐来沉淀蛋白质，这种沉淀蛋白质的方法 叫盐析法。
有的蛋白质溶液中同时含有几类不同的蛋白质，由于不同类的蛋白 质产生沉淀所需要的盐的浓度不一样，因而可以用不同的盐浓度把几类 混合在一起的蛋白质分段沉淀析出而加以分离，这种方法称为分段盐析 。
COOH
蛋白质的阳离子
（pH>pI） 移向阳极
NH3+
P COO-
蛋白质的兼性离子（等电点）
（pH=pI ） 不移动
NH2
P COO-
蛋白质的阴离子
（pH<pI） 移向阴极
2、等电点沉淀和电泳 ①等电点沉淀 蛋白质在等电点时，以两性离子的形式存在，其总电荷数为零，这样
的蛋白质颗粒在溶液中因为没有相同电荷而相互排斥的影响，所以极易 借静电引力迅速结合成较大的聚集体，因而易发生沉淀析出。这一性质 常在蛋白质分离、提纯时应用。在等电点时，除了蛋白质的溶解度最小外 ，其导电性、粘度、渗透压以及膨胀性均为最小。
蛋白质可以在酸性环境中与酸中和成盐，而游离成正离子，即蛋白 质分子带正电，在电场中向阴极移动；在碱性环境中与碱中和成盐而游 离成负离子，即蛋白质分子带负电，在电场中向阳极移动。以“P”代表蛋 白质分子，以―NH2
和―COOH分别代表其碱性和酸性解离基团，随pH变化，蛋白质的解离反 应可简示如下：
NH3+ P
实例分析：血清中加硫酸铵至50%饱和度，则球蛋白先沉淀析出；继 续再加硫酸铵至饱和，则清蛋白（白蛋白）沉淀析出。盐析法在实践中得 到广泛应用，微生物发酵生产酶制剂就是采用盐析法的作用原理，从发 酵液中把目的酶分离提取出来的。
（2）用水溶性有机溶剂沉淀蛋白质 甲醇(CH3OH)、乙醇(CH3CH2OH)、丙酮(CH3COCH3)等有机溶剂是
由于水膜和电荷的存在，把蛋白质颗粒相互隔开，使颗粒之间不会因 碰撞而聚成大颗粒，这样蛋白质的溶液就比较稳定，不易沉淀。如果改变 溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质在适当的条件下，蛋白质能够从溶 液中沉淀出来。 2、蛋白质的膜过滤分离纯化
蛋白质在水中形成的胶体溶液，由于颗粒大，不能通过半透膜可用羊 皮纸、火棉胶、玻璃纸等来分离纯化蛋白质，这个方法称透析法。具体的操 作是将含有小分子杂质的蛋白质放入一个透析袋中，然后将此袋放入流动 的清水中进行透析，此时小分子化合物不断地从透析袋中渗出，而大分子 蛋白质留在袋内，经过一定时间后，就可达到纯化目的，这是实验室或工 业生产上提纯蛋白质时广泛应用的方法。
（1）低温操作。提取液和有机溶剂都需要事先冷却。向提取液中加入 有机溶剂时，要边加边搅拌，防止局部过热，引起变性。
（2）有机溶剂与蛋白质接触时间不能过长。在沉淀完全的前提下，时 间越短越好，要及时分离沉淀，除去有机溶剂。
有机溶剂沉淀蛋白质在生产实践和科学实验中应用很广，例如食品 级的酶制剂的生产、中草药注射液和胰岛素的制备大都用有机溶剂分离 沉淀蛋白质。
四、蛋白质变性
蛋白质的性质与它们的结构密切相关。某些物理或化学因素，能够破 坏蛋白质的结构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失。 这种现象称为蛋白质的变性(denaturation)。
变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能 恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆 沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。 1、概念
良好的蛋白质沉淀剂。因其与水的亲和力比蛋白质强，故能迅速而有效 地破坏蛋白质胶体的水膜，从而使蛋白质溶液的稳定性大大降低。但一 般都要与等电点法配合，即pH调至等电点，然后再加有机溶剂破坏水膜 ，则蛋白质沉淀效果更好。
在对蛋白质的影响方面，与盐析法不同。有机溶剂长时间作用于蛋 白质会引起变性。因此，用这种方法进行操作时需要注意：
(+) 图 我国正常人血清蛋白质纸上电泳图
原 (-) 点
二、胶体性质
由于蛋白质的分子量很大，又由于其分子表面有许多极性基团，亲水 性极强，易溶于水成为稳定的亲水胶体溶液。故它在水中能够形成胶体溶 液。
蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。 由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白 的小分子杂质除去。 1、蛋白质胶体溶液的稳定性
如将蛋白质溶液点在浸了缓冲液的支持物上进行电泳，不同组分形 成带状区域，称为区带电泳。其中用滤纸做支持物的称纸上电泳（如下图 ）。这种方法比较简便，为一般实验室所采用。近年来，用醋酸纤维薄膜 作支持物进行电泳，速度快，分析效果好，定量比较准确，已逐渐取代纸 上电泳。
清蛋白 α1― α2―
β―
γ―球蛋白
⑶生物活性丧失 这是蛋白质变性的最重要的明显标志之一。例如酶变性失去催化作用，血 红蛋白失去运输氧的功能，胰岛素失去调节血糖的生理功能，抗原失去免 疫功能等等。 5、变性的可逆性
蛋白变性随其性质和程度的不同，有可逆的，有不可逆的，如胰蛋白 酶加热及血红蛋白加酸等变性作用，在轻度时为可逆变性。
一般变性后的蛋白质即凝固而沉淀，在凝固之前，常呈絮状而悬浮， 称为絮结作用，只絮结而未凝固的蛋白质一般都有可逆性，但已凝固的蛋 白质，则不易恢复其原来的性质，即发生不可逆变性。 6、蛋白质变性作用的实践意义
三、沉淀作用
1、概念 蛋白质胶体溶液的稳定性决定于其颗粒表面的水化膜和电荷，当这两
个因素遭到破坏后，蛋白质溶液就失去稳定性，并发生凝聚作用，沉淀析 出，这种作用称为蛋白质的沉淀作用。
蛋白质的沉淀作用，在理论上和实际应用均有一定的意义，一般为达 到两种不同的目的：第一，为了分离制备有活性的天然蛋白制品。第二，为 了从制品中除去杂蛋白，或者制备失去活性的蛋白质制品。
OH-H2O
COO-
P NH2
Ag+
金属―蛋白质复合物
COO- +Ag R
NH2
实例分析：医疗工作中常用汞试剂的稀水溶液消毒灭菌。服用大量 富含蛋白质的牛乳或鸡蛋清达到解毒。 （4）用生物碱试剂沉淀蛋白质
单宁酸、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、鞣酸、三氯醋酸及水杨磺酸等，亦 是蛋白质的沉淀剂。这是因为这些酸的带负电荷基团与蛋白质带正电荷 基团结合而发生不可逆沉淀反应的缘故。
蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用 有关。其主要决定因素如下：第一是水化膜，因为蛋白质分子颗粒表面带有 很多亲水基，如―NH2、―COOH、―OH、 ―SH、―CONH2等。对水有较强的吸引力，水又是一种极性分子，当水与蛋 白质相遇时，就很容易被蛋白质吸住，在蛋白质外面形成一层水膜。第二 是表面电荷层，蛋白质是两性离子，颗粒表面带有电荷，在酸性溶液带正 电荷，在碱性溶液中带负电荷，同性电荷互相排斥。
下面讨论的几种方法，在发生沉淀的同时，蛋白质随之变性失活。因 此，它们的使用场合与前述两种不同。 （3）用重金属盐沉淀蛋白质
重金属盐中的硝酸银（AgNO3）、氯化汞（HgCl2）、醋酸铅[Pb（CH3CO O-）2]、三氯化铁（FeCl3）、是蛋白质的沉淀剂。其沉淀作用的反应式如下：
COO-
R NH3+
4、变性蛋白质的性质 变性蛋白质与天然蛋白质有明显的不同，主要表现在： ⑴理化性质发生了变化
如旋光性改变，溶解度降低，粘度增加，光吸收性质增强，结晶性破坏，渗 透压降低，易发生凝集、沉淀。由于侧链基团外露，颜色反应增强了。
⑵生化性质发生了变化 变性蛋白质比天然蛋白质易被蛋白酶水解。因此，蛋白质煮熟食用比生吃 好消化。
六、蛋白质的颜色反应
蛋白质的颜色反应，可以用来定性、定量测定蛋白质。 1、双缩脲反应
蛋白质溶液中加入NaOH或KOH及少量的硫酸铜溶液，会显现从浅红色 到蓝紫色的一系列颜色反应。这是由于蛋白质分子中肽键结构的反应，肽 键越多产生的颜色越红。所谓双缩脲是指二分子尿素加热到1800C脱氨缩 合的产物，此化合物也具有同样的颜色反应，蛋白质分子中含有许多和双 缩脲结构相似的肽键，所以称蛋白质的反应为双缩脲反应。
NH2 CO
NH2
NH2 CO
NH2