蛋白质的生物活性完全依赖于其精确的三维空间结构(包括一级、二级、三级和四级结构)。pH值通过影响蛋白质的电荷分布,直接改变维持其结构的作用力,从而影响其活性的。 1、影响蛋白质的净电荷和表面电荷分布 蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的,许多氨基酸侧链是可电离的基团(如羧基-C00H/-C00-,氨基-NH2/-NH3+,咪唑基,胍基等)。溶液的pH值决定了这些基团是质子化还是去质子化,从而影响整个蛋白质分子所带的净电荷和表面电荷的分布。 在等电点(pI):蛋白质净电荷为零,分子间易发生聚集沉淀,溶解度最低,此时活性通常不是最高。 偏离等电点:蛋白质带正电(pH<pI)或负电(pH>pI),分子间相互排斥,溶解度增加。 2、破坏氢键和盐桥 盐桥:是蛋白质分子内或分子间带相反电荷基团之间的静电吸引力(如Lys-NH3+与Asp-C00-)。pH改变会使一方或双方电荷中和,从而破坏盐桥,导致局部结构松弛或整体构象变化。 氢键:pH变化会影响可形成氢键的基团(如羟基、氨基、羧基)的状态,间接影响氢键网络。 这些非共价键是维持蛋白质二级和三级结构的关键。它们的破坏会导致蛋白质构象发生改变。 3、导致蛋白质变性 当 pH 值极度偏离蛋白质的生理pH或稳定范围时(如强酸或强碱条件),蛋白质分子内的大量电荷排斥力会超过维持其结构的其他作用力,导致肽链展开,失去天然构象。这个过程就是变性。变性的蛋白质其生物活性会永久性丧失。 #蛋白质活性 #pH #肽键 #氢键 #蛋白质变性
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