生物化學與分子生物學BiochemistryandMolecularBiology生物化學與分子生物學教研室李強BiochemistrySeekstoExplainLifeinChemicalTerms生物化學〔Biochemistry〕是研討生命本質的科學。運用化學的實際技術及物理學、免疫學等原理和方法來研討生物體的化學組成、化學變化及其在生命活動中的作用的科學。分子生物學是研討核酸、蛋白質等一切生物大分子的形狀、構造特征及其重要性、規律性和相互關系的科學。分子生物學(molecularbiology)是生物化學的重要組成部分。生物化學的開展簡史靜態生物化學時期〔二十世紀二十年代之前〕對生物體各種組成成分進展分別、純化、構造測定、合成及理化性質的研討分子生物學時期〔二十世紀五十年代以后〕分子生物學的崛起及蓬勃開展，主要特點是研討生物大分子的構造與功能。動態生物化學時期〔二十世紀前半葉〕研討生物體內物質的變化即物質代謝途徑及其動態平衡重要奉獻:對脂類、糖類和氨基酸的性質進展了較為系統的研討發現了核酸化學合成了簡單多肽酵母發酵過程中“可溶性催化劑〞的發現，奠定了酶學根底重要成果營養學：發現了人類必需氨基酸、必需脂肪酸和多種維生素內分泌：發現了多種激素，并將其分別、合成酶學：酶結晶獲得勝利物質代謝：對生物體內主要物質的代謝途徑已根本確定近年來生物化學的研討進展DNA雙螺旋構造的提出重組DNA技術PCR、轉基因(transgene)、基因剔除〔geneknockout〕等核酶(ribozyme)的發現人類基因組方案(humangenomeproject)后基因組研討〔蛋白質組學proteomics〕1985年5月，加州大學校長Robert提出測定人類基因組全序列1986年3月，諾貝爾獎獲得者Dulbecco初次提出人類基因組方案的概念1990年10月，正式啟動人類基因組方案1999年7月，中國科學院遺傳研討所承當了1%的測序任務2000年6月，全部基因的測序任務完成2001年2月，人類基因組圖譜完成我國生物化學的開展公元前已有運用生物化學知識和技術的先例吳憲創建了血濾液和血糖測定法1965年首先合成了具有生物活性的胰島素1981年勝利合成了酵母丙氨酰tRNA近年來，在基因工程、蛋白質工程、人類基因組方案以及新基因的克隆和功能研討獲得了重要成果生物化學研討的主要內容?生物分子的構造與功能核酸、蛋白質分子的構造及其與功能間的關系?物質代謝及其調理代謝途徑及其調理的分子機制?基因信息傳送及其調控基因信息傳送過程的機制及基因表達時空調控的規律信號轉導與基因工程

二十一世紀是現代生物科學的世紀

生物科學是當代自然科學中開展最迅速、對人類的生存和本身開展影響最大的學科領域之一。統計美國“科學引文索引〔SCI〕〞收錄的4500余種學術刊物，發現有2350種左右為生物科學相關雜志！統計全世界援用指數〔Impactfactor〕在10以上的超一流學術刊物，也發現80%左右〔97年48種刊物中有38種〕是生物科學相關刊物。學科雜志總數>10平均引用指數>30雜志數總論317.80化學211.80物理522.02數學118.20生物3819.17下面讓我們來看一看從1910年到如今分子生物學史上的一些情況。

1910年，德國科學家Kossel獲得了諾貝爾生理醫學獎，他首先分別出腺嘌呤、胸腺嘧啶、和組氨酸。

1959年，Uchoa發現了細菌的多核苷酸磷酸化酶，勝利地合成了核糖核酸，研討并重建了將基因內的遺傳信息經過RNA中間體翻譯成蛋白質的過程。而Kornberg那么實現了DNA分子在細菌細胞和試管內的復制。他們共同分享了當年的諾貝爾生理醫學獎。

1962年，Watson和Crick由于在1953年提出了DNA的反向平行雙螺旋模型而與Wilkins共享諾貝爾生理醫學獎，后者經過對DNA分子的X射線衍射研討證明了Watson和Crick的DNA模型。1965年，Jacob和Monod由于提出并證明了支配子作為調理細菌代謝的分子機制而獲得了諾貝爾生理醫學獎。同時他們還預言了mRNA分子的的存在。

1969年Nirenberg由于在破譯DNA遺傳密碼方面的奉獻，與Holly和Khorana等人分享了諾貝爾生理醫學獎。Holly的主要功績在于闡明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，并證明一切tRNA具有構造上的類似性，而Khorana第一個合成了核酸分子，并且人工復制了酵母基因。

1975年，Temin和Baltimire由于發如今RNA腫瘤病毒中存在以RNA為模板，逆轉錄生成DNA的逆轉錄酶而共享諾貝爾生理醫學獎。1980年，Sanger因設計出一種測定DNA分子內核苷酸序列的方法而獲得了諾貝爾生理醫學獎。DNA序列分析法至今仍被廣泛運用，是分子生物學最重要的研討手段之一。

1984年，Kohler、Milstein和Jerne由于開展了單克隆抗體技術，完善了極微量蛋白質的檢測技術而分享了諾貝爾生理醫學獎。

1988年，McClintock由于在20世紀50年代提出并開展了可挪動的遺傳因子而獲得諾貝爾生理醫學獎。

1989年，Altman和Cech由于發現某些RNA具有酶的功能〔稱為核酶〕而共享諾貝爾化學獎。Bishop和Varmus由于發現正常的細胞同樣帶有原癌基因此分享當年的諾貝爾生理醫學獎。

1993年，Roberts和Sharp由于在斷裂基因方面的任務而榮獲諾貝爾生理醫學獎。Mullis由于發明PCR儀而與第一個設計基因定點突變的Smith共享諾貝爾化學獎。

1994年，Gilman和Rodbell由于發現了G蛋白在細胞內信息傳導中的作用而分享諾貝爾生理醫學獎。

1995年，Lewis、Nusslei-Volhard和Wieschaus由于在20世紀40~70年代先后獨立鑒定了控制果蠅體節發育基因此分享諾貝爾生理醫學獎。生物化學與醫學的關系：親密相關、相互促進臨床醫學的開展也要經常運用生物化學的實際和方法診斷、治療和預防疾病，而且許多疾病的發活力理也需求從分子程度上加以討論。生物化學

生理學藥理學免疫學遺傳學病理學生物化學對如今及未來醫學的影響對疾病機理的認識深化到分子程度改動現有的醫生看病方式診斷技術的更新治療方法的突破給未來的器官移植帶來福音流行病防治將有大改觀基因保健品和基因化裝品將被廣泛運用藥物基因組學將成為藥物開發的主戰場延伸人類壽命第二章蛋白質的構造與功能

Structureand

FunctionofProtein蛋白質在生命過程中具有重要作用幾乎一切生命景象都要經過蛋白質的構造與功能而表達出來調理蛋白調理代謝活動構造和支持作用構造蛋白轉運功能轉運蛋白儲存蛋白儲存功能收縮蛋白機體的運動酶催化作用蛋白質是生命景象的物質根底之一蛋白質是機體內含量最豐富的高分子物質了解蛋白質的構造和功能，是探求生命奧妙過程中最根本的義務本章要點蛋白質的組成：元素、根本單位蛋白質的構造：構造層次蛋白質構造與功能的關系蛋白質的理化性質及分別純化第一節、蛋白質的分子組成組成蛋白質的根本元素碳：50～55%氫：6%～7%氧：19%～24%氮：13%～19%硫：0～4%有的還含磷，少數含鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等蛋白質平均含氮量16%，比較接近由樣品中的氮元素含量推算蛋白質含量：每克樣品中含氮克數×6.25×100=100克樣品中蛋白質含量(克%)100克樣品中蛋白質含量(克%)*16%=每克樣品中含氮克數*100一、組成蛋白質的根本單位——氨基酸〔aminoacid〕〔一〕氨基酸的構造通式：αα1.非極性氨基酸：7種，包括5種脂肪族氨基酸、苯丙氨酸、普通脯氨酸也列入此類。它們的R基團具有疏水性，不易溶于水。普通說來其側鏈越大，疏水作用也越強。〔二〕氨基酸的分類2.極性氨基酸：8種，包括3種含羥基氨基酸〔酪氨酸、絲氨酸和蘇氨酸〕、色氨酸和蛋氨酸、2種酰胺氨基酸、和半胱氨酸。它們的R基團有極性，但不解離，或僅極弱地解離，有親水性。半胱氨酸和酪氨酸的側鏈極性最強。3.堿性氨基酸：共3種，有精氨酸、賴氨酸和組氨酸。R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯堿性，親水性強。4.酸性氨基酸：共2種，有天冬氨酸和谷氨酸。R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯酸性，親水性強。稀有氨基酸(常見氨基酸的衍生物〕OH

HCCH2H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH

HCCH2COOHOHNH2NH4-羥基脯氨酸5-羥賴氨酸非蛋白質氨基酸如：D-谷氨酸、D-苯丙氨酸等〔三〕氨基酸的理化性質等電點〔pI〕：在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性，此時溶液的pH稱為該氨基酸的等電點。兩性解離及等電點(isoelectricpoint)等電點計算公式：pI=1/2〔pk1+pk2〕Pk1和pk2分別為-羧基和-氨基的解離常數的負對數多個解離基團的等電點計算：pI=1/2〔pkR+pk2〕其他性質紫外吸收色氨酸、酪氨酸含有苯環共軛雙鍵，在紫外光區280nm具有最大吸收峰*茚三酮反響常用于氨基酸的定性、定量分析二、肽肽和肽鍵肽(peptide)：一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基脫水縮合生成的化合物肽鍵(peptidebond)：一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基脫水縮合生成的酰氨鍵肽鍵平面圖1-7、肽鍵平面二肽、三肽……寡肽(oligopeptide)〔<10〕，多肽(polypeptide)氨基酸殘基(residue)、氨基末端(aminoterminal)〔N末端〕、羧基末端(carboxylterminal)〔C末端〕蛋白質和多肽在分子量上很難劃出明確界限常見的生物活性肽谷胱甘肽〔glutathione,GSH〕：機體內重要的復原劑多肽類激素催產素〔9肽〕、加壓素〔9肽〕、促腎上腺皮質激素〔39肽〕、促甲狀腺釋放激素〔3肽〕神經肽(neuropeptide)：在神經傳導過程中起信號轉導作用腦啡肽〔5肽〕、內啡肽〔31肽〕、強啡肽〔17肽〕等三、蛋白質的分類蛋白質類別舉例非蛋白成分〔輔基〕單純蛋白質血清蛋白，球蛋白無核蛋白病毒核蛋白，染色體蛋白核酸糖蛋白免疫球蛋白、粘蛋白，蛋白多糖糖類脂蛋白乳糜微粒、低密度脂蛋白、極度密度脂蛋白、高密度脂蛋白各種脂類磷蛋白酪蛋白、卵黃磷酸蛋白磷酸色素蛋白血紅蛋白、黃素蛋白色素金屬蛋白鐵蛋白、銅蘭蛋白金屬離子結合蛋白質結合蛋白質=蛋白質+輔基根據外形分類：球狀蛋白質：分子接近球形，如血紅蛋白、肌紅蛋白纖維狀蛋白質：分子類似纖維，如膠原蛋白、彈性蛋白第二節蛋白質的分子構造一級構造二級構造三級構造四級構造空間構造(conformation)一、蛋白質的一級構造(primarystructure)定義：蛋白質分子中氨基酸的陳列順序。HumanInsulinAminoAcidSequenceMALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN二、蛋白質的二級構造(secondarystructure)是肽鏈中各主鏈原子在各部分空間的陳列分布情況，不涉及R側鏈的空間排布。主要靠H-鍵維系構造定義：蛋白質分子中某一段肽鏈的部分空間構造。〔一〕肽單元與肽鍵平面肽單元(peptideunit)：參與肽鍵的6個原子——Cα1，C，O，N，H，Cα2位于同一平面上，Cα1、Cα2在平面上所處的位置為反式，此同一平面上的6個原子構成了一個肽單元，這個平面叫做肽鍵平面。肽鍵平面是構成主鏈構象的根本單位。以肽鍵平面為根本單位的旋轉就是肽鏈折疊、盤旋的根底。〔二〕二級構造中的主要構象方式

穩定二級構造的主要作用力為氫鍵

1、α-螺旋(α-helix)多肽鏈的主鏈圍繞中心軸上升，呈有規律的右手螺旋。要點：αC原子的旋轉3.6氨基酸/圈、螺距為5.4A°，1.5A°/氨基酸殘基，100°/氨基酸殘基。α-螺旋是一種常見的較為穩定、也較為致密的二級構造。H-鍵穩定螺旋,α-螺旋構成時遇到脯氨酸會被中斷2、β-折疊(β-pleatedsheet)肽鍵平面間折疊成鋸齒狀的構造稱為β-折疊構造，兩段以上平行陳列，稱為β-折疊層或β-片層。要點：折疊角度110度，H鍵穩定構造，只含5-8個氨基酸殘基，片層有順向平行和反向平行。β－片層構造是肽鏈較為延展和松弛的構造許多蛋白質既有α-螺旋又有β-片層構造。3、其他構象方式1〕β-轉角(β-turn)〔β-回折、發夾構造〕要點：180度回折，3-6殘基〔普通為4個殘基〕，有較大的自在度，轉角第二個殘基常為脯氨酸，常有甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、色氨酸。2〕無規卷曲(randomcoil)無確定規律性的卷曲方式。〔三〕模序(motif)與構造域(domain)模序〔motif〕又叫模體、基序、基元。是蛋白質分子空間構造中某些立體外形或拓撲構造頗為類似的部分區域，常有特殊的結合功能，其序列長度普通也比構造域短。如與DNA結合調控基因表達的幾種構造單元。有些模序僅由幾個氨基酸殘基組成，如：纖連蛋白中與受體結合的肽段，只需RGD三肽。C.鋅指構造A.鈣結合蛋白〔EF手型構造〕B.亮氨酸拉鏈蛋白質的二級構造是以一級構造為根底的。一樣電荷會妨礙α-螺旋的構成。蛋白質空間構象的真確構成，需求分子伴侶(chapeton)的參與，使肽鏈正確折疊。構造域是蛋白質分子中較長的類似序列在立體構造中構成相對獨立或半獨立的部分，可具有一定的功能。構造域與模序是相對獨立的一種蛋白質空間構造，其層次位于超二級構造和三級構造之間。在有些書中，構造域與模序的概念并未做嚴厲的區分。三、蛋白質的三級構造〔tertiarystructure)定義：蛋白質分子中，整條多肽鏈中全部氨基酸殘基相對空間位置，包括一切原子在三維空間的排布。即全部二級構造的總和及一切側鏈原子的空間排布和它們的相互作用關系，包括主鏈構象和側鏈構象的全部內容。維系三級構造的共價鍵是二硫鍵，非共價鍵主要是H-鍵、鹽鍵、疏水鍵和范德華力。肌紅蛋白的三級構造肌紅蛋白是由153個氨基酸殘基組成的單個肽鏈的蛋白質，含有一個血紅素輔基有A至H8個螺旋區，兩個螺旋區之間有一段無規那么卷曲，脯氨酸位于轉角處由于R基團的相互作用，構成一個球形分子，親水側鏈位于球外表，疏水側鏈位于球內部四、蛋白質四級構造(quaternarystructure)定義：兩條和兩條以上具有獨立三級構造的多肽鏈經過非共價鍵相互結合而成的蛋白質空間構造。不是一切的蛋白質都有四級構造，只需不止一條多肽鏈的蛋白質才有四級構造。胰島素的兩條多肽鏈經過共價鍵相連，也不具有四級構造。構成四級構造的每條具有獨立三級構造的多肽鏈稱為亞基或亞單位〔subunit〕。亞基聚合成四級構造的作用力主要是鹽鍵和H-鍵，也有疏水作用和范德華氏力。構成四級構造的亞基可以一樣也可以不同。亞基間的聚合較疏松，聚合與解聚互為可逆，這也是調理蛋白質功能活性的一種方式。某些蛋白質分子可以進一步聚合成聚合體，其中的反復單位稱為單體，經過次級鍵相連〔聚合〕，所以，聚合與解聚是可逆的，單體與聚合體的互變與蛋白質的功能有關。單體與亞基的不同：單體是均一的而亞基可以有所不同〔如催化亞基、調理亞基等〕；單體可以游離存在而普通亞基不會單獨存在。血紅蛋白胰島素二級構造構造域三級構造四級構造第三節蛋白質構造與功能的關系蛋白質分子的一級構造是構成空間構造的根底，而蛋白質的生物功能又是由蛋白質分子特定的天然空間構象所決議的。因此研討蛋白質構造與功能的關系，是從分子程度上認識生命景象的一項重要義務。一、蛋白質一級構造與功能的關系〔一〕一級構造是空間構象的根底蛋白質一級構造是其高級構造構成的根底和決議性的要素。蛋白質的多肽鏈一旦在生物體內被合成后，即可根據一級構造的特點自然折疊和盤曲，構成一定的空間構象。〔二〕一級構造類似的蛋白質空間構象

及功能也類似一級構造與進化在各種細胞色素C中幾乎只需28個位置上的氨基酸殘基是完全不變的。不同種屬的細胞色素C的氨基酸差別數與種屬之間的親緣關系相關，親緣關系相近者，氨基酸差別少，反之那么多。細胞色素C中氨基酸變異情況與生物進化的分類根本平行，故可據此描畫出生物進化的系統樹。獼猴和人類的細胞色素C一級構造只需一個氨基酸的差別。猩猩和人類的細胞色素C一級構造完全一樣。面包酵母與人類的細胞色素C一級構造相差51個氨基酸。各種生物親緣關系差別較大，但具有一樣功能的蛋白質，其一級構造中與功能親密相關的氨基酸順序不會發生變化〔三〕一級構造中關鍵氨基酸殘基的改動會影響蛋白質的功能參與功能活性部位的殘基或特定構象關鍵部位的殘基具有重要的作用，即使整個分子中只發生一個殘基的異常，該蛋白質的功能也會遭到明顯的影響。分子病：蛋白質分子一級構造的氨基酸陳列順序發生變異所導致的遺傳病。鐮刀狀紅細胞性貧血血紅蛋白遺傳信息的異常正常DNA……TGTGGGCTTCTTTTT……mRNA……ACACCCGAAGAAAAAHbA(β亞基)N端…蘇脯谷谷賴……異常DNA……TGTGGGCATCTTTTT……mRNA……ACACCCGUAGAAAAA……Hbs(β亞基)N端…蘇脯纈谷賴……二、蛋白質空間構造與功能的關系蛋白質的空間構造是其功能活性的根底。構象發生變化，其功能活性也隨之改動，蛋白質多種多樣的功能與各種蛋白質特定的空間構象親密相關。蛋白質在一些要素的觸發下，發生微妙的構象變化，從而調理其功能活性。兩個部位：功能部位和調理部位以肌紅蛋白〔Mb)和血紅蛋白(Hb〕為例，闡明蛋白質空間構造和功能的關系。肌紅蛋白血紅蛋白4個吡咯環由4個甲炔基銜接成一個平面，血紅素的鐵原子共有6個配位鍵，其中4個與血紅素的吡咯環的N結合，一個與肌紅蛋白亞基F螺旋區的第8位組氨酸(F8)殘基的咪唑基的N相銜接，空著的一個配位鍵可與O2可逆地結合〔一〕血紅素的化學構造〔二〕血紅蛋白和血紅素輔基的結合血紅蛋白亞基間及亞基內的鹽鍵〔三〕血紅蛋白的構象變化與結合氧血紅蛋白能可逆地與O2結合，氧合血紅蛋白占總血紅蛋白的百分數隨O2濃度的變化而改動。血紅蛋白的氧解離曲線為S曲線，肌紅蛋白的氧解離曲線為直角雙曲線Mb與Hb的氧解離曲線協同作用：

一個亞基與其配體結合后，能影響此寡聚體另一亞基與配體的結合才干。正協同作用負協同作用未結合氧時，血紅蛋白的α/?和α/?呈對角陳列，構造較為嚴密，稱為緊張態〔T態〕氧與血紅蛋白結合后，4個亞基羧基末端之間的鹽鍵斷裂，二、三、四級構造發生變化，使α/?和α/?的長軸構成15。的夾角，構造相對松弛，稱為松弛態〔R態〕血紅蛋白T態與R態的互變血紅蛋白氧合與脫氧構象轉換蛋白質的變構效應變構效應變構效應亦稱別構效應，是指一個蛋白質與它的配體結合后，蛋白質的構象發生變化,使它更適宜于功能的需求，這一類變化稱為變構效應。變(別)構蛋白質(酶)是指具有別構效應的蛋白質或酶。變構劑亦稱效應劑,是指凡能觸發蛋白質或酶分子發生變構效應的物質，多為一些較小的有機分子。蛋白質“折疊病〞蛋白質分子的氨基酸序列沒有改動，只是其構造或者說構象有所改動也能引起疾病，那就是所謂“構象病〞，或稱“折疊病〞。瘋牛病，它是由一種稱為Prion蛋白質的感染引起的，致病Prion與正常Prion的一級構造完全一樣，只是空間構造不同。由于蛋白質折疊異常而呵斥分子聚集甚至沉淀或不能正常轉運到位所引起的疾病還有老年性癡呆癥、囊性纖維病變、家族性高膽固醇癥、家族性淀粉樣蛋白癥、某些腫瘤、白內障等等。由于分子伴侶在蛋白質折疊中至關重要的作用，分子伴侶本身的突變顯然會引起蛋白質折疊異常而引起折疊病。第四節、蛋白質的理化性質

及其分別純化蛋白質是由氨基酸組成的大分子化合物，所以既有氨基酸的一部分性質，如兩性電離、等電點、呈色反響、成鹽反響等，又有大分子的普通特性，如高分子量、膠體性等。蛋白質的理化特性是由其組分及構造所決議的，通常情況下，蛋白質分子構造的改動會最終導致其某些理化特性的變化。〔一〕蛋白質的兩性電離由于蛋白質是由氨基酸分子聚合而成，游離的氨基酸殘基側鏈基團及兩端的氨基和羧基都能夠解離成帶正電或負電的基團，因此，蛋白質分子可呈兩性解離，是兩性電解質。如天冬氨酸、谷氨酸殘基側鏈的羧基可解離而帶負電，賴氨酸殘基的側鏈氨基、精氨酸殘基的胍基和組氨酸殘基的咪唑基可解離而帶正電。一、蛋白質的理化性質蛋白質分子中的各種可解離基團受介質pH的影響，蛋白質所帶電荷也隨之改動。NH3+NH3+NH2

|+OH-|+OH-|

Pr-COOH========Pr-COO-======Pr-COO-

+H++H+

陽離子兼性離子陰離子

pH<pIpH=pIpH>pI

蛋白質分子的兩性解離特性是由其一級構造決議的，含酸性氨基酸多的蛋白質，其水溶液為弱酸性；含堿性氨基酸多的蛋白質，其水溶液為弱堿性。因此，蛋白質分子在水溶液中的解離形狀由所含氨基酸殘基的R側鏈的種類和數量所決議。而R基的解離又和溶液的pH值親密相關。蛋白質的等電點(pI)：在一定的介質中，某一蛋白質解離成陰、陽離子的趨勢相等，成為兩性離子(凈電荷為零)，此時介質的pH稱為蛋白質的等電點。不同的蛋白質因所含酸性或堿性氨基酸的比例不同，等電點亦不一樣。根據蛋白質等電點的不同可經過電泳進展分別蛋白質。

〔二〕蛋白質的膠體/高分子性質蛋白質是親水膠體

蛋白質的物理性質符合膠體定義球狀蛋白質分子量在0.6～100萬之間；直徑在膠體顆粒的范圍(1～100nm)；球狀蛋白質溶于水分子中的親水氨基酸殘基多位于顆粒外表，在水溶液中能與水起水協作用。膠體的性質丁達爾景象；布朗運動；不能透過半透膜；分散速度慢；粘度大蛋白質在水溶液中穩定存在的緣由1〕水化層2〕外表電荷〔三〕蛋白質的變性、沉淀和凝固1、蛋白質的變性在某些物理或化學要素作用下，天然蛋白質嚴密的空間構造被破壞，從而導致理化性質改動和生物學活性的喪失〔如酶失去催化活力，激素喪失活性〕，那么稱之為蛋白量變性作用。

普通以為蛋白量變性本質是次級鍵，二硫鍵的破壞，只需空間構象的改動，并不涉及一級構造的變化。引起變性的要素化學要素：強酸、強堿、有機溶劑、重金屬鹽、生物堿試劑、尿素、等。物理要素：加熱、射線、超聲波、猛烈震蕩等。表現：變性后蛋白質溶解度降低，蛋白質的粘度添加，易于沉淀，假設加熱還會凝固。但假設遠離等電點那么不一定沉淀；變性后蛋白質肽鍵暴露而更加易于消化。蛋白質的沉淀蛋白量變性后，疏水側鏈暴露在外，肽鏈相互纏繞而聚集，因此從溶液中析出，這一景象稱為蛋白質沉淀。消除蛋白質在溶液中的穩定要素那么會呵斥蛋白質的沉淀。常用的有中性鹽、有機溶劑、某些生物堿試劑、重分子酸類及重金屬鹽類。a．鹽析破壞蛋白質的水化膜。常用硫酸銨和硫酸鈉。不同的蛋白質需求不同的鹽濃度沉淀。蛋白質不變性。b．有機溶劑降低溶液的介電常數，破壞蛋白質的水化膜。但必需低溫，否那么蛋白質會變性。c．其他生物堿試劑，有機酸根，重金屬鹽能與蛋白質解離后的帶電離子結合而沉淀。可用于尿蛋白的檢測和重金屬鹽中毒的搶救。變性蛋白的復性有些變性程度較輕的蛋白質經去除變性要素后，可恢復或部分恢復其原有的構象和功能，稱為復性。這種變性稱為可逆變性。但許多蛋白量變性后并不能復性，稱為不可逆變性。變性復性去除變性要素化學試劑變性2、變性、沉淀和凝固的關系變性蛋白質不一定沉淀沉淀蛋白質不一定變性沉淀蛋白質也不一定凝固但凝固的蛋白質一定已變性，且為不可逆變性接近等電點時加熱使蛋白量變性可使蛋白質凝固。而遠離等電點時不會凝固或沉淀。〔四〕蛋白質的紫外吸收280nm有最大吸收峰。因其含有芳香族氨基酸殘基色氨酸、酪氨酸。可用于蛋白質含量的測定。200-220納米有最大吸收，是由肽鍵引起的〔五〕蛋白質的呈色反響1.茚三酮反響蛋白質水解成氨基酸的顯色反響2.雙縮脲反響肽鍵+硫酸銅紫紅色化合物3.酚試劑反響蛋白質+Cu2+蛋白-Cu復合物蛋白-Cu復合物蘭色化合物稀堿溶液復原福林試劑二、蛋白質分別純化的普通戰略選擇適宜的原料粗分精制備挑選富集的組織、細胞或細胞器。普通采用勻漿、電動搗碎或超聲波破碎法等。如破碎細菌，可采用超聲波破碎、反復凍融及參與溶菌酶的方法。除去大部分雜蛋白。如有機溶劑沉淀或鹽析，分級離心等。搜集及濃縮所需的蛋白質部分。利用不同蛋白質性質的差別，采用離子交換層析、分子篩、吸附層析、親和層析、電泳、離心、結晶以及一些免疫的方法進一步純化。三、蛋白質的分別與純化〔一〕利用蛋白質的沉淀反響進展純化丙酮沉淀及鹽析原理丙酮沉淀：低溫下去除蛋白質水化層鹽析：高濃度中性鹽去除蛋白質水化層及外表電荷結果：蛋白質不變性血清中的白蛋白溶于pH7.0左右的半飽和的硫酸銨溶液中，但球蛋白在此溶液中沉淀。