蛋白质的变性与变质有什么区别?变质或变性的蛋白质是否还具有其原始功能和效应?
蛋白质是由多种氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子中各氨基酸的结合顺序称为一级结构:蛋白质的同一多肽链中的氨基和酰基之间可以形成氢键,使得这一多肽链具有一定的构象,这些称为蛋白质的二级结构;多肽链之间又可互相扭曲折叠起来构成特定形状的排列称为三级结构,三级结构是与二硫键,氢键等联系着的。 变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响,改变其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏,都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸,强碱,重金属盐,尿素,乙醇,丙酮等;能使蛋白质变性的物理方法有加热,紫外线照射,剧烈振荡等。 重金属盐使蛋白质变性,是因为重金属阳离子可以和蛋白质中游离的羧基形成不溶性的盐,在变性过程中有化学键的断裂和生成,因此是一个化学变化。
强酸、强碱使蛋白质变性,是因为强酸、强碱可以使蛋白质中的氢键断裂。也可以和游离的氨基或羧基形成盐,在变化过程中也有化学键的断裂和生成,因此,可以看作是一个化学变化。
尿素、乙醇、丙酮等,它们可以提供自己的羟基或羰基上的氢或氧去形成氢键,从而破坏了蛋白质中原有的氢键,使蛋白质变性。但氢键不是化学键,因此在变化过程中没有化学键的断裂和生成,所以是一个物理变化。 加热、紫外线照射,剧烈振荡等物理方法使蛋白质变性,主要是破坏厂蛋白质分子中的氢键,在变化过程中也没有化学键的断裂和生成,没有新物质尘成,因此是物理变化。否则,鸡蛋煮熟后就不是蛋白质了。
从以上分析可以看出,蛋白质的变性既有物理变化,也有化学变化。但蛋白质的变性是很复杂的,要判断变性是物理变化还是化学变化,要视具体情况而定。如果有化学键的断裂和生成就是化学变化;如果没有化学键的断裂和生成就是物理变化。
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)。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。
变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低,同时蛋白质的粘度增加,结晶性破坏,生物学活性丧失,易被蛋白酶分解。
引起蛋白质变性的原因可分为物理和化学因素两类。物理因素可以是加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等;化学因素有强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基磺酸钠(SDS)等。在临床医学上,变性因素常被应用于消毒及灭菌。反之,注意防止蛋白质变性就能有效地保存蛋白质制剂。
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。例如,前述的核糖核酸酶中四对二硫键及其氢键。在β?巯基乙醇和8M尿素作用下,发生变性,失去生物学活性,变性后如经过透析去除尿素,β?巯基乙醇,并设法使疏基氧化成二硫键,酶蛋白又可恢复其原来的构象,生物学活性也几乎全部恢复,此称变性核糖核酸酶的复性。
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
蛋白质构象与构型的区别
在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下,蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来。这种凝结是不可逆的,不能再使它们恢复成原来的蛋白质。蛋白质的这种变化叫做变性,蛋白质变性之后,紫外吸收,化学活性以及粘度都会上升,变得容易水解,但溶解度会下降。
蛋白质变性后,就失去了原有的可溶性,也就失去了它们生理上的作用,因此蛋白质的变性凝固是个不可逆过程。
少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解。如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出,这种作用叫做盐析。
这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质,因此盐析是个可逆过程。利用这个性质,采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质。
扩展资料:
蛋白质在生物体中有多种功能
1.催化功能 有催化功能的蛋白质称酶,生物体新陈代谢的全部化学反应都是由酶催化来完成的。
2.运动功能从最低等的细菌鞭毛运动到高等动物的肌肉收缩都是通过蛋白质实现的。肌肉的松弛与收缩主要是由以肌球蛋白为主要成分的粗丝以及以肌动蛋白为主要成分的细丝相互滑动来完成的。
3.运输功能在生命活动过程中,许多小分子及离子的运输是由各种专一的蛋白质来完成的。例如在血液中血浆白蛋白运送小分子、红细胞中的血红蛋白运送氧气和二氧化碳等。
4.机械支持和保护功能高等动物的具有机械支持功能的组织如骨、结缔组织以及具有覆盖保护功能的毛发、皮肤、指甲等组织主要是由胶原、角蛋白、弹性蛋白等组成。
5.免疫和防御功能生物体为了维持自身的生存,拥有多种类型的防御手段,其中不少是靠蛋白质来执行的 。例如抗体即是一类高度专一的蛋白质,它能识别和结合侵入生物体的外来物质,如异体蛋白质、病毒和细菌等,取消其有害作用。
6.调节功能在维持生物体正常的生命活动中,代谢机能的调节,生长发育和分化的控制,生殖机能的调节以及物种的延续等各种过程中,多肽和蛋白质激素起着极为重要的作用。此外,尚有接受和传递调节信息的蛋白质,如各种激素的受体蛋白等。
参考资料来源:百度百科-蛋白质
构型是指具有一定构造的分子中各原子在空间的排列状况。构象是指在一定的条件下,由于单键的旋转而产生的分子中各原子(或原子团)在空间的不同排布形象。构象比构型更为精细。一般地讲,分子的一种构象可以通过单键的旋转变成另一种构象。但分子的构型必须通过化学键的断裂和形成才能改变。
打个比方,两个苯环用一个单键相连,单键旋转90·的过程中能形成无数种构象异构体,但只有一个构型。假如一个苯环上有个基团,构象还是无数种,但构型不止一种 了,存在着邻间对3种构型。简单地说构象由单键旋转引起的,而构型是键的连接上有所不同。
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