一、蛋白质的性质
(一)蛋白质的两性离解和电泳现象
蛋白质与多肽一样,能够发生两性离解,也有等电点。在等电点时,蛋白质的溶解度最小,在电场中不移动。
在不同的pH环境下,蛋白质的电学性质不同。在等电点偏酸性溶液中,蛋白质粒子带负电荷,在电场中向正极移动;在等电点偏碱性溶液中,蛋白质粒子带正电荷,在电场中向负极移动。这种现象称为蛋白质电泳。
蛋白质在等电点pH条件下,不发生电泳现象。利用蛋白质的电泳现象,可以将蛋白质进行分离纯化。
(二)蛋白质的胶体性质
由于蛋白质的相对分子质量很大,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、布朗运动等。
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。
(三)蛋白质的沉淀作用
蛋白质胶体溶液的稳定性与它的相对分子质量大小、所带的电荷和水化作用有关。
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。
1.可逆沉淀
在温和条件下,通过改变溶液的pH或电荷状况,使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。
在沉淀过程中,结构和性质都没有发生变化,在适当的条件下,可以重新溶解形成溶液,所以这种沉淀又称为非变性沉淀。
可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法,如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。
2.不可逆沉淀
在强烈沉淀条件下,不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性,而且也破坏了蛋白质的结构和性质,产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。
由于沉淀过程中发生了蛋白质的结构和性质的变化,所以又称为变性沉淀,如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。
(四)蛋白质的变性
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的改变并导致其生理活性丧失,这种现象称为蛋白质的变性。
变性蛋白质通常都是固体状态物质,不溶于水和其他溶剂,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。
(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。
二、蛋白质的分类
(一)依据蛋白质的外形分类
按照蛋白质的外形可分为球状蛋白质和纤维状蛋白质。
球状蛋白质(globular protein)外形接近球形或椭圆形,溶解性较好,能形成结晶,大多数蛋白质属于这一类。
纤维状蛋白质(fibrous protein)分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
(二)依据蛋白质的组成分类
按照蛋白质的组成,可以分为简单蛋白(simple protein)和结合蛋白(conjugated protein)。
1.简单蛋白
又称为单纯蛋白质。这类蛋白质只含由氨基酸组成的肽链,不含其他成分。
(1)清蛋白和球蛋白(albumin and globulin):广泛存在于动物组织中。清蛋白易溶于水,球蛋白微溶于水,易溶于稀酸。
(2)谷蛋白和醇溶谷蛋白:植物蛋白,不溶于水,易溶于稀酸、稀碱,后者可溶于70%~80%乙醇中。
(3)精蛋白和组蛋白:碱性蛋白质,存在于细胞核中。
(4)硬蛋白:存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中,分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。
2.结合蛋白
由简单蛋白与其他非蛋白成分结合而成。
色蛋白:由简单蛋白与色素物质结合而成,如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。
糖蛋白:由简单蛋白与糖类物质组成,如细胞膜中的糖蛋白等。
脂蛋白:由简单蛋白与脂类结合而成,如血清n-脂蛋白、P-脂蛋白等。
核蛋白:由简单蛋白与核酸结合而成,如细胞核中的核糖核蛋白等。