蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,也即有序的空间结构变成无序的空间结构,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。蛋白质变性具有以下特点:
从理化性质改变方面来看,首先是溶解度降低。天然蛋白质在水溶液中通常具有良好的溶解性,这是因为其分子表面分布着许多亲水基团,能够与水分子形成水化膜。但变性后,蛋白质分子的空间结构被破坏,疏水基团暴露在外,导致蛋白质分子之间的相互作用增强,容易聚集沉淀,从而使溶解度显著下降。其次,黏度增加。变性后的蛋白质分子形状发生改变,由原来相对规则的结构变得松散无序,分子间的摩擦力增大,使得溶液的黏度升高。再者,结晶能力丧失。天然蛋白质具有一定的结晶能力,而变性后其分子结构的有序性被破坏,无法再形成规则的晶体结构。
从生物活性丧失角度而言,这是蛋白质变性的一个重要特征。蛋白质的生物活性与其特定的空间结构密切相关,比如酶蛋白具有催化活性,抗体蛋白能够识别并结合抗原等。当蛋白质变性时,其活性中心的结构被破坏,导致酶失去催化能力,抗体无法与抗原正常结合,激素不能发挥调节作用等,从而使蛋白质原有的生物功能丧失。
此外,变性后的蛋白质容易被蛋白酶水解。天然蛋白质的结构紧密,蛋白酶难以接近其内部的肽键。而变性后,蛋白质分子的空间结构变得松散,肽键暴露,使得蛋白酶更容易与之结合并进行水解,这有利于生物体对蛋白质的消化吸收。
综上所述,蛋白质变性会引起理化性质的改变、生物活性的丧失以及更易被蛋白酶水解等一系列特点,这些特点在生物体内外的多种过程中都具有重要意义。