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第三章 蛋白质的分离与鉴定
第一节 蛋白质性质
一、蛋白质酸碱性质、溶解度、大小及形状 1．蛋白质酸碱性的影响因素
蛋白质分子由氨基酸组成，在蛋白质分子的末端中保留着游离的α-氨基和α-羧基以及侧链上的各种官能团，所以蛋白质的化学和物理化学性质有些是与氨基酸相同的。氨基酸是一类两性电解质，因此蛋白质也是一种两性电解质，能和酸或碱发生作用。但是蛋白质分子的可解离基团主要来自侧链上的功能团。可以把蛋白质分子看作是一个多价离子，所带电荷的性质和数最是由蛋白质分子中的可解离基团的种类和数目以及溶液的pH所决定的。
2．蛋白质的相对分子量和形状 （1）相对分子量
蛋白质的相对分子量等于氨基酸的平均分子量乘以氨基酸的个数，再减去脱去的水分子的相对分子量。脱水数等于所形成的肽键数，也等于氨基酸数减去肽链数。
（2）性状
根据蛋白质分子外形的对称程度，可将蛋白质分为以下两类：
①球状蛋白：蛋白质分子比较对称，接近球状或椭球形。大多数蛋白质属于球状蛋白质，如血红蛋白、抗体等。
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www.100xuexi.com 水，如胶原蛋白、角蛋白等。
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 ②纤维蛋白质：蛋白质分子对称性差，类似于长棒状或纤维状。大多纤维蛋白质不溶于
3．蛋白质按溶解度大小的分类
蛋白质作为有机大分子分子化合物，在水中以分散态（胶体态）存在，因此，蛋白质在水中无严格意义上的溶解度，只是将蛋白质在水中的分散量或分散水平相应的称为蛋白质的溶解度。蛋白质按溶解度大小可分为以下三类：
（1）可溶性蛋白：可溶于水、稀中性盐和稀酸溶液。 （2）醇溶性蛋白：不溶于水，但溶于70%左右的乙醇。
（3）不溶性蛋白：既不溶于水、稀盐溶液，也不溶于一般有机溶剂。
二、蛋白质胶体性质 1．蛋白质的胶体性质
蛋白质的分子大小属于胶体质点的范围。蛋白质溶液是一种亲水胶体，蛋白质表面的亲水基团能与水分子起水化作用，在蛋白质分子表面形成水化层。蛋白质分子表面还有可解离基团，在合适的pH条件下，可带有相同的净电荷，使其与周围的反离子构成稳定的双电层。蛋白质溶液由于具有水化层和双电层两重稳定因素，所以相当稳定。同时蛋白质和一般的胶体系统一样具有丁达尔效应、布朗运动以及不能透过半透膜等性质。
2．胶体溶液中的蛋白质具有稳定性的因素
蛋白质溶液实质上是一种分散系统。在这种分散系统中，蛋白质是分散相，水是分散介质即连续相。蛋白质的质点在胶体系统中保持稳定，需要具备3个条件：
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 （1）蛋白质的质点大小在1～100nm范围内，这样大小的质点在动力学上是稳定的，介质分子对这种质点碰撞的合力不等于零，使它能在介质中作布朗运动；
（2）蛋白质的质点带有同种符号的净电荷，互相排斥，不易聚集成大颗粒而产生沉淀； （3）蛋白质的质点能与溶剂形成溶剂化层，例如与水形成水化层，质点有了水化层，相互间不易靠拢而聚集。
三、蛋白质免疫化学性质
1．抗原、抗体、半抗体、抗原决定簇的基本概念
（1）抗原：是指能引起抗体生成的物质，是任何可诱发免疫反应的物质。抗原的基本性质具有异物性、大分子性和特异性。
（2）抗体：是指机体由于抗原的刺激而产生的具有保护作用的蛋白质。
（3）半抗体：即不完全抗体。半抗体与抗原能够特异性的结合，在一定条件下可出现肉眼可见的抗原抗体反应现象。半抗体可以理解为完全抗体的一些片段，在与抗原结合后在盐水介质中不出现肉眼可见的凝集反应。
（4）抗原决定簇：又称抗原表位，它可以是决定抗原性的特殊化学基团，可以由连续序列组成或由不连续的蛋白质三维结构组成。抗原决定簇大多存在于抗原物质的表面，有些存在于抗原物质的内部，须经酶或其他方式处理后才暴露出来。
2．抗体的基本特征
抗体或称为免疫球蛋白，是一类可溶性的血清糖蛋白，是血清中最丰富的蛋白质之一。抗体具有两个显著的特点：
（1）专一性：抗体具有高度的特异性，通常只能与引起它产生的相应抗原发生反应。
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圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 （2）多样性：抗体可以和成千上万的不同抗原（天然的和人工的）起反应。
第二节 蛋白质分离纯化
一、根据溶解度差异分离蛋白质
1．等电沉淀、盐析、盐溶的分离原理和应用特点 （1）等电沉淀
①原理：蛋白质处于等电点时，其净电荷为零，由于相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，它的溶解度达到最低点，以达到分离蛋白质的目的。
②应用特点：蛋白质的等电点会受到很多因素的影响，等电沉淀只可以应用到等电点不同的蛋白质分离。
（2）盐析和盐溶
表1-3-1 蛋白质的盐溶和盐析
2．有机溶剂沉淀、蛋白质变性沉淀的分离原理和应用特点 （1）有机溶剂沉淀
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 ①原理：能够与水互溶的有机溶剂可以使蛋白质在水中的溶解度显著降低，并且还伴随着变性，主要原因有两方面：一是降低了水溶液的介电常数；二是有机溶剂与蛋白质直接争夺水化水，致使蛋白质聚集而沉淀。
②应用特点：有机溶剂可引起蛋白质变性，但如果在低温下操作，并且尽量缩短处理时间则可使变性速度减慢。
（2）蛋白质变性沉淀
当蛋白质溶液的稳定条件（质点大小、电荷和水化作用）被破坏，蛋白质就会从溶液中沉淀析出。
表1-3-2 蛋白质的沉淀方法
二、根据分子大小差异分离蛋白质 1．透析
透析是利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质，使蛋白质和其他小分子物质如无机盐、单糖等分开。透析是把待纯化的蛋白质溶液装在半透膜的透析袋里，放入透析液（蒸馏水或缓冲液）中进行的，透析液可以更换，直至透析袋内无机盐等小分子物质降到最少为止。主要应用于除去蛋白质中的小分子物质。
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