通常來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)變性后很容易發(fā)生沉淀，所以總有人將二者等同起來(lái)，甚至有些生化專業(yè)的學(xué)生也不太注意二者的區(qū)別，隨口亂用。其實(shí)這是兩個(gè)完全不同的概念，變性的蛋白質(zhì)并不一定發(fā)生沉淀，發(fā)生了沉淀的蛋白也未必一定是變性蛋白。
從生化的概念上來(lái)說(shuō)，天然蛋白因受物理或化學(xué)因素影響，高級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，致使其理化性質(zhì)和生物功能發(fā)生改變，但并不導(dǎo)致一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，這種現(xiàn)象稱為變性。也就是說(shuō)，變性是以蛋白質(zhì)的構(gòu)象來(lái)定義的。而蛋白質(zhì)的沉淀是說(shuō)原來(lái)溶解在水中的蛋白，由于某種原因，溶解度下降，從溶液中沉淀出來(lái)。所以，沉淀是以溶解與否來(lái)定義的，二者是不同方面的概念。
這兩個(gè)概念雖然不同，但有很大相關(guān)性。我們說(shuō)，結(jié)構(gòu)決定功能。蛋白質(zhì)變性后空間結(jié)構(gòu)改變，分子性質(zhì)也會(huì)改變，非常明顯的一項(xiàng)改變就是溶解度降低。這種變化的原因主要是高級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。氫鍵等次級(jí)鍵被破壞，肽鏈松散，變?yōu)闊o(wú)規(guī)卷曲。蛋白質(zhì)溶于水是因?yàn)檎麄€(gè)分子折疊成球狀，將疏水性的基團(tuán)放在內(nèi)部，而表面則分布很多極性基團(tuán)，他們親水性強(qiáng)，易吸附水分子，形成水化層，使蛋白溶于水。
蛋白質(zhì)表面的可解離基團(tuán)帶相同電荷時(shí)，可與周圍的反離子構(gòu)成穩(wěn)定的雙電層，增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。高級(jí)結(jié)構(gòu)破環(huán)之后，水化層、雙電層不復(fù)存在，溶解度自然下降。內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露后，蛋白之間互相以疏水鍵結(jié)合，發(fā)生凝聚，形成巨大的聚集體，很容易沉淀。
蛋白質(zhì)的水化層。引自Proc Natl Acad Sci U S A. 2002
雖然二者相關(guān)，但畢竟是兩回事?？刂坪线m的條件，就可以只發(fā)生其中的一種。舉例來(lái)說(shuō)，鹽析時(shí)蛋白是沉淀的，但并未變性。這是因?yàn)辂}析只是用高濃度鹽破壞了蛋白質(zhì)外部的水化層和雙電層，并未破壞其內(nèi)部用來(lái)維持構(gòu)象的次級(jí)鍵。否則的話，鹽析純化蛋白之后還要設(shè)法復(fù)性，那可就麻煩了。
另一種情況，當(dāng)SDS-PAGE電泳的時(shí)候，蛋白樣品是充分變性的，整個(gè)分子都變成了細(xì)長(zhǎng)棒狀，但是卻并未沉淀。這是因?yàn)樵诰彌_液中含有大量的SDS，肽鏈上吸附了很多帶負(fù)電荷的SDS，SDS的極性使變性的蛋白能夠溶于水，而且變性蛋白之間靠負(fù)電荷互相排斥而不聚集沉淀。也就是說(shuō)，這些SDS起到了類似水化層和雙電層的作用。
SDS使肽鏈帶負(fù)電
所以說(shuō)，蛋白質(zhì)的變性與沉淀是兩個(gè)完全不同的概念，生化專業(yè)的學(xué)生可不能亂用，否則會(huì)被人說(shuō)不專業(yè)。特別是在畢業(yè)答辯、考研面試等場(chǎng)合，如果被老師糾正這個(gè)錯(cuò)誤，問(wèn)題可就嚴(yán)重了。
參考文獻(xiàn)：
Samir Kumar Pal, et al. Ultrafast surface hydration dynamics and expression of protein functionality: alpha -Chymotrypsin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Nov 26;99(24):15297-302.
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