三、蛋白质的理化性质 1. 蛋白质的两性和等电点

蛋白质多肽链的N-端有氨基，C-端有羧基，其侧链上也常含有碱性基团和酸性基团。因此，蛋白质与氨基酸相似，也具有两性性质和等电点。蛋白质溶液在某一pH值时，其分子所带的正、负电荷相等，即成为净电荷为零的偶极离子，此时溶液的pH值称为该蛋白质的等电点（pI）。蛋白质溶液在不同的pH溶液中，以不同的形式存在，其平衡体系如下:

PrNH2COO阴离子pH > pIH+_OHPr+NH3H+_COOOHPrNH3COOH阳离子pH < pI+两性离子等电点(pI)

式中H2N-Pr-COOH表示蛋白质分子，羧基代表分子中所有的酸性基团，氨基代表所有的碱性基团，Pr代表其它部分。 蛋白质在等电点时，溶解度也最小，导电性、粘度和渗透压等也最低。利用这些性质可以分离、纯化蛋白质。也可通过调节蛋白质溶液的pH值，使其颗粒带上某种净电荷，利用电泳分离或纯化蛋白质。

由于蛋白质具有两性,所以在生物组织中它们既对外来酸、碱具有一定的抵抗能力，而且能对生物体内代谢所产生的酸、碱性物质起缓冲作用，使生物组织液维持在一定pH值范围,这在生理上有着重要的意义。

2. 蛋白质的胶体性质

蛋白质是大分子化合物，其分子大小一般在1-100 nm之间，在胶体分散相质点范围，所以蛋白质分散在水中，其水溶液具有胶体溶液的一般特性。例如具有丁铎尔(Tyndall)现象，布朗(Brown)运动，不能透过半透膜以及较强的吸附作用等。

蛋白质能够形成稳定亲水胶体溶液，主要有两方面的原因。

（1）形成保护性水化膜 蛋白质分子表面有许多诸如羧基、氨基、亚氨基、羟基、羰基、巯基等极性的亲水基团，能与水分子形成氢键而发生水化作用，在蛋白质表面形成一层水化膜，使蛋白质粒子不易聚集而沉降。

（2）粒子带有同性电荷 蛋白质在非等电点pH值的溶液中，粒子表面会带有同性电荷，相互产生排斥作用，使蛋白质粒子不易聚沉。 3. 蛋白质的沉淀

蛋白质溶液的稳定性是有条件的、相对的。如果改变这种相对稳定的条件，例如除去蛋白质外层的水膜或者电荷，蛋白质分子就会凝集而沉淀。蛋白质的沉淀分为可逆沉淀和不可逆沉淀。

（1）可逆沉淀 可逆沉淀是指蛋白质分子的内部结构仅发生了微小改变或基本保持不变，仍然保持原有的生理活

性。只要消除了沉淀的因素，已沉淀的蛋白质又会重新溶解。 盐析就是一种可逆沉淀蛋白质的方法。在蛋白质溶液中，加入足量的中性盐类，从而使蛋白质发生沉淀的现象，称为蛋白质的盐析。一方面，盐类在水中离解形成离子，其水化能力比蛋白质强，破坏了蛋白质表面的水化膜；另一方面，盐类离子所带的电荷也会中和或削弱蛋白质粒子表面所带的电荷，两者均使蛋白质的胶体溶液稳定性降低，进而相互凝聚沉降。盐析常用的盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。不同的蛋白质盐析时，所需盐的浓度不同，因此可用控制盐浓度的方法分离溶液中不同的蛋白质，称为分段盐析。例如鸡蛋清可用不同浓度的硫酸铵溶液分段沉淀析出球蛋白和卵蛋白。

盐析一般不会破坏蛋白质的结构，当加水或透析时，沉淀又能重新溶解。所以盐析作用是可逆沉淀。

（2）不可逆沉淀 蛋白质在沉淀时，空间构象发生了很大的变化或被破坏，失去了原有的生物活性，即使消除了沉淀因素也不能重新溶解，称为不可逆沉淀。不可逆沉淀的方法有：

① 水溶性有机溶剂沉淀法 向蛋白质加入适量的水溶性有机溶剂如乙醇、丙酮等，由于它们对水的亲合力大于蛋白质，使蛋白质粒子脱去水化膜而沉淀。这种作用在短时间和低温时，沉淀是可逆的，但若时间较长和温度较高时，则

为不可逆沉淀。

② 化学试剂沉淀法 重金属盐如Hg2+、Pb2+ 、Cu2+、Ag+ 等重金属阳离子能与蛋白质阴离子结合产生不可逆沉淀。例如：

③ 生物碱试剂沉淀法 苦味酸、三氯乙酸、鞣酸、磷钨酸、磷钼酸等生物碱沉淀剂，能与蛋白质阳离子结合，使蛋白质产生不可逆沉淀。例如：

NH3COOH+2PrNH2COO+Pb2+ PrNH2COOPb22+Pr+OCl3CCO+PrNH3COOH+O_OC_CCl3

此外，强酸或强碱以及加热、紫外线或X-射线照射等物理因素，都可导致蛋白质的某些副键被破坏，引起构象发生很大改变，使疏水基外露，引起蛋白质沉淀，从而失去生物活性。这些沉淀也是不可逆的。 4. 蛋白质的变性

由于物理或化学因素的影响，蛋白质分子的内部结构发生了变化，导致理化性质改变，生理活性丧失，称做蛋白质的变性。变性后的蛋白质称为变性蛋白质。

引起蛋白质变性的因素很多，物理因素有加热、高压、剧烈振荡、超声波、紫外线或X-射线照射等。化学因素有强酸、强碱、重金属离子、生物碱试剂和有机溶剂等。蛋白质