常见而又重要的问题—蛋白质变性

蛋白质是构成生物体的基本物质。对生命本身的机理来说，再没有比蛋白质更重要的物质了。无论是简单的低等生物，还是复杂的高等生物，其机体内均存在蛋白质。小至病毒、细菌，大至巨象、海鲸，简单地如蕈、藻，复杂的如人类，全都以蛋白质为基础。人体和动物新鲜组织中蛋白质的重量约占20％，人体干重蛋白质占45％，某些器官，如肺、肌肉内蛋白质含量可达器官干重的80％。近代科学实验已经证明，蛋白质是生物体内各种重要生命活动不可缺少的物质，在生命活动中起主导作用。蛋白质是由氨基酸首尾连接的肽链组成。肽链具有一定的空间结构，它可卷成螺旋形，也可以是折叠形。在蛋白质分子中既包括肽键，也包括氢键、二硫键，以及由带电的羧基或氨基离子之间相互作用的盐桥。蛋白质的这种复杂结构不太稳定，受到物理因素（如加热、紫外线等）和化学因素（如酒精、重金属盐等）作用，能使其内部结构发生或多或少的改变，则蛋白质原有的性质也改变，这种作用称为蛋白质的变性作用。蛋白质变性现象，在日常生活中经常遇到，不知你是否留心过没有？加热可使蛋白质骚动增加，使其氢键和盐桥破坏，有规则的空间构型变得松散，藏于空间构型的疏水基团（烃基）裸于外，削弱了蛋白质的水化作用，结果使蛋白质发生聚沉凝固。
     例如，我们可以用加热的办法把生鸡蛋变成熟鸡蛋，同样也可用蒸煮的办法使微生物蛋白质凝固，以便对医疗器械消毒。医生常用酒精杀菌消毒，是因为酒精能与水形成氢键，有很强的亲水性，它可以影响蛋白质中的氢键，使蛋白质脱水、变性沉淀。菌体蛋白质是构成菌体的主要成分，一旦被破坏，细菌就失去活力。至于为什么常用70～75％的酒精，而不用95％的酒精来消毒？主要是浓度高的酒精能迅速使菌体表面蛋白质变性，阻碍酒精渗入菌体内部发挥作用，结果使细菌暂时失去活力，但并不死亡。而浓度较低的酒精，使菌体蛋白变性慢，酒精可以继续渗入内部发挥作用，最后杀死细菌。重金属盐，如汞盐、铜盐等对人是有毒的，这是为什么呢？这是因为重金属盐能够破坏蛋白质的盐桥，重金属离子还能与氢硫基结合，破坏蛋白质的二硫键，使蛋白质变性。重金属盐中毒后，可以服用大量牛奶、蛋清、豆浆等高蛋白质物质，以减少重金属盐对人体蛋白质的作用。
     另外，可服用二琉基丙醇解毒。其解毒机理可能是：许多金属化合物能与细胞中酶系统的疏基结合，抑制了酶的活动，从而使人中毒。二巯基丙醇与金属的亲合力较大，能与金属离子形成稳定的环状化合物，因而可解除金属离子对细胞酶系统的作用。生长、发育、衰老、死亡是人类生命的必然过程，长生不老是不可能的。影响衰老的因素很多，例如遗传、免疫、内分泌、环境等都与衰老有密切关系。当然衰老也与蛋白质的缓慢变性密切相关。如久放的种子会失去发芽能力，人的机体也会逐渐衰老，如皮肤松弛出现皱褶，眼花耳聋，动脉硬化……目前许多生物化学科学工作者积极开展如何防衰老、葆青春的研究，实际是在研究如何防止蛋白质变性的问题。总之蛋白质的变性问题，是日常生活中经常遇到的现象，研究并掌握蛋白质的变性规律，对造福于人类有着重要的意义。