蛋白質(protein)是生命的物質基礎,是生物體zui重要的生物大分子之一,所有的生命活動都離不開蛋白質。對蛋白質的結構、性質和功能的研究是生命科學的核心問題。認識蛋白質要首先從了解蛋白質的性質入手,并進一步掌握利用蛋白質的性質對樣品中的蛋白質進行鑒定和分離的技術。本文主要介紹對樣品中是否含有蛋白質進行定性鑒定以及蛋白質沉淀分離的基本方法。
一、蛋白質的呈色反應
蛋白質的呈色反應是指利用蛋白質的結構或某些特殊基團的化學性質,與一些化學試劑發生反應,生成有色物質而呈現不同顏色的反應。不同的蛋白質結構不同,其氨基酸的種類和含量也不同,因此其呈色反應的特征也不同。利用蛋白質呈色反應的強度和特征的差異,可對蛋白質進行定性和定量分析。
二、蛋白質的沉淀反應
親水膠體在水中的穩定因素有兩個:即同種電荷和溶劑化膜。蛋白質是高分子化合物,其分子大小在1~100nm,蛋白質分子的-COOH、-NH2和-OH都是親水基團,因此,蛋白質是親水膠體。蛋白質在體液中的穩定存在對生物非常重要。 在水溶液中,蛋白質表面的親水基團與極性水分子相互作用形成水化膜,同時蛋白質分子本身帶有電荷,與溶液的反離子作用,形成雙電層,削弱了蛋白質分子之間的吸附力,因而每個蛋白質分子可形成一個穩定的膠粒。整個蛋白質溶液就形成穩定的親水溶膠體系。蛋白質分子表面極性基團越多,水化層越厚,蛋白質分子與溶劑分子之間的親和力越大,因而溶解度也越大。
在一定物理化學因素影響下,蛋白質分子失去水化膜或失去電荷,就喪失了穩定因素,即以固態形式從溶液中析出,這種作用稱為蛋白質的沉淀作用。沉淀法操作簡便,成本低廉,不僅用于實驗室中,也用于某些生產目的的制備過程,是分離純化生物大分子,特別是制備蛋白質和酶時zui常用的方法。根據沉淀作用的結果,可將蛋白質的沉淀作用分為兩類:
(1)可逆沉淀作用:在發生沉淀作用時,雖然蛋白質已經沉淀析出,然而其分子內部結構并沒發生明顯的改變,仍保持原有的結構和性質。如除去沉淀因素,蛋白質可重新溶解。因此,這種沉淀作用稱為可逆沉淀作用。屬于此類的有鹽析作用,低溫下丙酮、乙醇使蛋白質沉淀的作用,以及利用等電點的沉淀等。
(2)不可逆沉淀作用:在發生沉淀反應時,蛋白質分子內部結構、空間構型遭到破壞,失去原來的天然性質,這時蛋白質已發生變性。這種變性蛋白質的沉淀不能再溶解于原來溶劑中,稱為不可逆沉淀反應。重金屬鹽、生物堿試劑、過酸、過堿、加熱、震蕩、超聲波、有機溶劑等都能使蛋白質發生不可逆沉淀反應。
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