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BC 1-3 氨基酸与蛋白质的理化性质

#生物化学 #蛋白质 #氨基酸 #结构 #理化性质 #变性 #等电点

1. 等电点 pI

• 定义：蛋白质在特定 pH 值下，净电荷为零（正负电荷相等）的点。

$$pI=\frac{1}{2}p{K}_1\cdot p{K}_2$$

• 重要性：
  • 等电点时溶解度最低，易沉淀。
  • 在电泳技术中，迁移率最小。

2. 沉淀

• 定义：在高盐浓度、极端 pH 或等电点附近，蛋白质溶解度降低而析出。 （二、三、四级结构被破坏）
• 本质：包裹在蛋白质内部的疏水基团暴露
• 应用：用于蛋白质纯化和浓缩，如等电点沉淀法。

蛋白质沉淀属于一级反应

3. 变性

• 定义：外界条件（如高温、强酸碱、化学试剂）破坏蛋白质高级结构（尤三级结构），但一级结构和部分二级结构保留，导致生物活性丧失
  • 影响：
    1. 空间构象破坏，导致生物活性丧失。
    2. 主要涉及二硫键和非共价键的断裂。
    3. 变性后溶解度降低、黏度增加、结晶能力丧失，易被蛋白酶水解。
    4. 二级结构：α-螺旋、β-折叠含量变化
    5. 三级结构：整体折叠形态变化
    6. 四级结构：亚基解离或聚集

蛋白质变性的辨析

• 蛋白质降解不属于变性，蛋白质降解中有肽链的断裂，一级结构发生了变化
• 蛋白质聚集不属于变性，聚集是多个变性分子之间相互作用，结合到一起的现象
• 去除变性元素后，部分蛋白质可以重新折叠回天然状态（可逆变性）。但食品体系中绝大多数都是不可逆变性

3.1 蛋白质变性的微观机制

加工因素对作用力的影响

1. 热处理：破坏氢键和疏水相互作用
2. pH 变化：破坏离子键
3. 盐离子：低盐时屏蔽静电相互作用，促进溶解（盐溶）；高盐时争夺水合层，导致蛋白质析出（盐析）
4. 机械力：破坏弱相互作用（包括氢键、疏水相互作用和离子相互作用），让蛋白质伸展；也会促进分子间相互作用，让蛋白质形成有序网络

时间-温度累积效应

• LTLT low-temperature long-time：低温长时巴氏杀菌，62-65 °C，30 min
• HTST high-temperature short-time：高温短时巴氏杀菌，（相比于 LTLT）能更好保留乳蛋白功能特性的同时杀灭致病菌

[!QUESTION] HTST 为什么能更好好刘乳清蛋白功能特性？

• 乳清蛋白的变性临界点
• HTST 的特性

蛋白质变性的表征方法：差示扫描量热DSC，differential scanning calorimetry 在程序控温条件下，持续测量样品与参比物之间的热流差随温度/时间变化的热分析技术

4. 紫外吸收峰

• 有紫外吸收的条件：结构中有共轭双键（芳香）
• Tyr、Trp：紫外吸收峰在 280nm 处
• Phe：紫外吸收峰在 259nm 处

TIP

核酸的共轭双键在碱基中，紫外吸收峰在 260 nm 处

5. 茚三酮反应

此反应可用于定量氨基酸

• 反应物：氨基酸 + 茚三酮
• 条件：加热
• 产物：蓝紫色化合物（在 570 nm 处有紫外吸收峰）

6. 蛋白质的定量方法

1. BCA：双缩脲反应
2. 考马斯亮蓝法
3. UV 法：测 280 nm 处的紫外吸收