:尿素及盐酸胍对蛋白的变性作用机制

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分类：未分类 | 修改 | 删除 | 2010-06-25 15:27:04

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简单地说，尿素和盐酸胍在高浓度(4～8mol/L)水溶液时能断裂氢键,从而使蛋白质发生不同程度的变性.同时,还可通过增大疏水氨基酸残基在水相中的溶解度,降低疏水相互作用.

在室温下4～6mol/L尿素和3～4mol/L盐酸胍,可使球状蛋白质从天然状态转变至变性状态的中点,通常增加变性剂浓度可提高变性程度,通常8mol/L尿素和约6mol/L盐酸胍可以使蛋白质完全转变为变性状态.盐酸胍由于具有离子特性,因而比尿素的变性能力强.一些球状蛋白质,甚至在8mol/L尿素溶液中也不能完全变性,然而在8mol/L盐酸胍溶液中,它们一般以无规卷曲(完全变性)构象状态存在.

尿素和盐酸胍引起的变性包括两种机制:
第一种机制是变性蛋白质能与尿素和盐酸胍优先结合,形成变性蛋白质-变性剂复合物,当复合物被除去,从而引起N→D反应平衡向右移动.随着变性剂浓度的增加,天然状态的蛋白质不断转变为复合物,最终导致蛋白质完全变性.然而,由于变性剂与变性蛋白的结合是非常弱的.因此,只有高浓度的变性剂才能引起蛋白质完全变性;第二种机制是尿素与盐酸胍对疏水氨基酸残基的增溶作用.因为尿素和盐酸胍具有形成氢键的能力,当它们在高浓度时,可以破坏水的氢键结构,结果尿素和盐酸胍就成为非极性残基的较好溶剂,使之蛋白质分子内部的疏水残基伸展和溶解性增加. 尿素和盐酸胍引起的变性通常是可逆的,但是,在某些情况下,由于一部分尿素可以转变为氰酸盐和氨,而蛋白质的氨基能够与氰酸盐反应改变了蛋白质的电荷分布.因此,尿素引起的蛋白质变性有时很难完全复性. 还原剂(半胱氨酸,抗坏血酸,β-巯基乙醇,二硫苏糖醇)可以还原二硫交联键,因而能改变蛋白质的构象.

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