蛋白質(zhì)的兩性電離與等電點(diǎn)性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-15
由于氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,因此蛋白質(zhì)在性質(zhì)上與氨基酸有一些共性,如能產(chǎn)生兩性電離等。但是氨基酸是小分子化合物,而蛋白質(zhì)是由許多氨基酸組成的高分子化合物,量變必定引起質(zhì)變,所以蛋白質(zhì)又具有一些不同于氨基酸的個(gè)性,現(xiàn)將蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)及其應(yīng)用簡(jiǎn)述如下:
在蛋白質(zhì)多肽鏈中,仍含有游離的羧基和氨基,所以蛋白質(zhì)和氨基酸一樣,也具有兩性電離和等電點(diǎn)。如以
代表蛋白質(zhì)分子,當(dāng)其處于酸性溶液中時(shí),分子成為帶正電荷的陽(yáng)離子,當(dāng)向酸性溶液中逐漸加堿使成堿性溶液時(shí),則帶正電荷的陽(yáng)離子逐漸轉(zhuǎn)化為帶負(fù)電荷的陰離子。如果調(diào)節(jié)溶液到某一酸堿度,可使蛋白質(zhì)分子幾乎全以兩性離子狀態(tài)存在,此時(shí)溶液的pH值就是該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。
在酸性或堿性條件下,由于蛋白質(zhì)顆粒間帶有正電荷或負(fù)電荷,同性電荷互相排斥,不易聚集起來(lái)產(chǎn)生沉淀。而在等電點(diǎn)時(shí),正負(fù)電荷數(shù)幾乎相等,整個(gè)蛋白質(zhì)顆粒處于電中性狀態(tài),相互間斥力最小,因而就容易產(chǎn)生沉淀。蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中有著極其重要的意義,它是提取和分離蛋白質(zhì)的重要依據(jù)之一。例如,在不同pH下,帶有不同電荷的蛋白質(zhì)顆粒,在電場(chǎng)中會(huì)向與其電荷相反的電極移動(dòng),帶正電荷的顆粒移向陰極,帶負(fù)電荷的顆粒移向陽(yáng)極,這種現(xiàn)象叫做蛋白質(zhì)的電泳。醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐中,常利用蛋白質(zhì)的電泳來(lái)分離血清中的混合蛋白質(zhì),并與正常人血清中各混合蛋白質(zhì)占總血清蛋白的百分含量范圍(表3-6)相比,可幫助診斷肝臟、腎臟等內(nèi)臟中的某些感染性疾病。其原理與方法簡(jiǎn)述如下:
以質(zhì)地均勻的濾紙條等作為支持物,用pH>7的緩沖溶液濕潤(rùn)后,放在高壓直流電源正負(fù)兩極之間,在濾紙中央偏陰極的地方,用待電泳的血清涂一條垂直線,此時(shí)血清中的蛋白質(zhì)在堿性級(jí)沖液中就成為帶負(fù)電荷的陰離子,通電后,蛋白質(zhì)陰離子受異極吸引向正極移動(dòng),由于不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),其顆粒大小和所帶的電量不同,因而,在一定強(qiáng)度的電場(chǎng)下,運(yùn)動(dòng)速度也就不同,經(jīng)一定時(shí)間電泳后,就可把不同的蛋白質(zhì)分開(kāi)。然后將濾紙浸在顯色液中,分開(kāi)的蛋白質(zhì)就顯出五條不同深淺和寬度的色帶,見(jiàn)圖3-4。根據(jù)各色帶所顯示顏色的深淺和寬度就可進(jìn)一步測(cè)定血清中各蛋白質(zhì)的相對(duì)含量。
表3-6 正常成人血清蛋白質(zhì)組成、等電點(diǎn)、分子量和占總血清蛋白的%含量
蛋白質(zhì)組成 |
等電點(diǎn)(pH) |
分子量 |
占總血清蛋白的%含量 |
清蛋白(A) |
4.88 |
69000 |
55~62 |
α-球蛋白 |
5.06 |
α1:200000
α2:300000
|
α1:4~5
α2:6~9
|
β-球蛋白 |
5.12 |
90000~150000 |
9~12 |
γ-球蛋白 |
6.85~7.5 |
156000~300000 |
15~20 |