蛋白质的性质实验(二)——蛋白质的等电点测定和沉淀反应

1、蛋白质的性质实验（二） 蛋白质的等电点测定和沉淀反应一、实验目的了解蛋白质的两性解离性质学习测定蛋白质等电点的一种方法加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义了解蛋白质变性与沉淀的关系二、实验原理蛋白质等电点测定蛋白质是两性电解质，在蛋白质溶液中存在下列平衡：蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液的酸碱度影响。当溶液的pH达到一定数值时，蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等，在电场中，蛋白质既不向阴极移动，也不向阳极移动，此时溶液的pH值称为此种蛋白质的等电点（PI）不同蛋白质各有其特异的等电点，在等电点时，蛋白质的理化性质都有变化，可利用此种性质的变化测定各种蛋白质的等

2、电点。我们测等电点最常用的方法是测其溶解度最低时的溶液pH值本实验借观察酪蛋白在不同pH溶液中的溶解度以测定酪蛋白的等电点。用醋酸与醋酸钠配制成各种不同pH值的缓冲液，向各缓冲液中加入酪蛋白后，沉淀出现最多的缓冲液的pH值即为酪蛋白的等电点蛋白质的沉淀与变性在水溶液中的蛋白质分子由于表面生成水化层和双电层而成为稳定的亲水胶体颗粒，在一定的理化因素影响下，蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀蛋白质的沉淀可分为两类： （1）可逆的沉淀反应：蛋白质分子的结构尚未发生显著变化，除去引起沉淀的因素后，蛋白质的沉淀仍能溶解于原来的溶剂中，并保持其天然性质而不变性。如大多数蛋白质的盐析作用或低温下用乙醇（或丙

3、酮）短时间作用于蛋白质 （2）不可逆的沉淀反应：蛋白质分子内部结构发生重大改变，蛋白质常变性而沉淀，不再溶于原来溶剂中。如加热引起的蛋白质沉淀与凝固，蛋白质与重金属离子或某些有机酸的反应注意：蛋白质变性后，有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在（如电荷），并不析出，因此变性的蛋白质并不一定都表现为沉淀，而沉淀的蛋白质也未必都已变性沉淀蛋白质的方法盐析法：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（如硫酸铵，硫酸钠或氯化钠），使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀。盐的浓度不同，析出的蛋白质也不同。如球蛋白可在半饱和硫酸铵溶液中析出，而清蛋白则在饱和硫酸铵溶液中析出。盐析沉淀一般不引起蛋白质变性，当除去盐后，即可溶解重金

4、属盐沉淀法：当溶液pH大于蛋白质等电点时，蛋白质颗粒带负电荷，容易与重金属离子（Hg2+、Pb2+、Cu2+或Ag+）结合成不溶性盐而沉淀。误服重金属盐的病人可口服大量牛乳或豆浆等蛋白质进行解救就是因为它能和重金属离子形成不溶性盐，然后再用催吐剂排出体外某些有机酸沉淀法：某些有机酸指的是三氯乙酸、磺基水杨酸和硝酸等。当溶液pH小于等电点时，蛋白质颗粒带正电荷，容易与酸类的酸根负离子发生反应生成不溶性盐而沉淀有机溶剂沉淀法：向蛋白质溶液中加入一定量的极性有机溶剂（甲醇、乙醇或丙酮），因引起蛋白质脱去水化层以及降低介电常数，致使蛋白质颗粒容易凝集而沉淀。此法如果控制在低温下操作并且缩短处理时间，则

5、可使变性速度减慢加热变性沉淀法：几乎所有的蛋白质都因加热变性而凝固。少量盐类促进蛋白质加热凝固，当蛋白质处于等电点时，加热变性凝固最完全和最迅速。加热变性引起蛋白质凝固沉淀的原因可能是由于热变性使蛋白质天然结构解体，疏水基外露，因而破坏了水化层，同时由于蛋白质处于等电点，也破坏了带电状态。古代人将大豆蛋白质的浓溶液加热并点入大量盐卤（含MgCl2）制豆腐，便是此方法的成功应用三、实验器材温度计锥形瓶恒温水浴锅容量瓶吸管试管及试管架乳钵四、实验材料与试剂0.4酪蛋白醋酸钠溶液1mol/L醋酸溶液0.1mol/L醋酸溶液0.01mol/L醋酸溶液蛋白质溶液：5卵清蛋白溶液或鸡蛋清的水溶液0.2mo

6、l/L pH4.7醋酸-醋酸钠缓冲液3硝酸银溶液5三氯乙酸溶液95乙醇饱和硫酸铵溶液 硫酸铵结晶粉末0.1mol/L盐酸溶液0.1mol/L氢氧化钠溶液0.05mol/L碳酸钠溶液甲基红溶液五、实验操作等电点的测定取同样规格的4支试管，按下表顺序分别精确地加入各试剂，然后混匀向以上试管中各加1mL酪蛋白的醋酸钠溶液，加一管，摇匀一管。此时1、2、3、4管的pH依次为5.9、5.3、4.7、3.5。观察其浑浊度。静置10min后，再观察其混浊度，最浑浊的一管的pH即为酪蛋白的等电点注意：在测定等电点的实验中，要求各种试剂的浓度和加入的量相当准确蛋白质的盐析加5卵清蛋白溶液5mL于试管中，再加等量

7、的饱和硫酸铵溶液，混匀后静置数分钟则析出球蛋白的沉淀倒出少量浑浊沉淀，加少量水，观察是否溶解，为什么？将管内容物过滤，向滤液中添加硫酸铵粉末到不再溶解为止，此时析出的沉淀为清蛋白。取出部分清蛋白，加少量水，观察沉淀是否再溶解，为什么？重金属离子沉淀蛋白质取1支试管，加入蛋白质溶液2mL，再加入12滴3硝酸银溶液，振荡试管，观察沉淀的生成。放置片刻，倾去上清液，向沉淀中加入少量的水，观察沉淀是否溶解？为什么？某些有机酸沉淀蛋白质取1支试管，加入蛋白质溶液2mL，再加入1mL 5三氯乙酸溶液，振荡试管，观察沉淀的生成。放置片刻，倾去上清液，向沉淀中加入少量的水，观察沉淀是否溶解？为什么？有机溶剂沉淀蛋白质取1支试管，加入蛋白质溶液2mL，再加入2mL 95乙醇溶液，混匀，观察沉淀的生成乙醇引起的变性与沉淀取3支试管，编号，依下表顺序加入各试剂振荡摇匀后，观察各管有何变化。放置片刻，向各管内加8mL水，然后在第2、3号管中各加1滴甲基红，再分别用0.1mol/L醋酸溶液及0.05mo