變性蛋白質和天然蛋白質最明顯的區別是溶解度降低，同時蛋白質的粘度增加，結晶性破壞，生物學活性喪失，易被蛋白酶分解。生活中最常見的例子，就是煮雞蛋的時候，蛋清變成蛋白了。 引起蛋白質變性的原因可分為物理和化學因素兩類。物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振盪、紫外線照射、超聲波的作用等；化學因素有強酸、強鹼、尿素、重金屬鹽、十二烷基磺酸鈉(SDS)等。在臨床醫學上，變性因素常被應用於消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質變性就能有效地儲存蛋白質製劑。 變性並非是不可逆的變化，當變性程度較輕時，如去除變性因素，有的蛋白質仍能恢復或部分恢復其原來的構象及功能，變性的可逆變化稱為復性。許多蛋白質變性時被破壞嚴重，不能恢復，稱為不可逆性變性，比如說用金屬鹽、輻射使蛋白質變性。 我們有時常常會看到變性的蛋白質在溶液中沉澱，蛋白質的變性的確與沉澱有密不可分的關係，但並不是所有變性的蛋白質都會在溶液中沉澱。具體地說，變性蛋白質一般易於沉澱，但也可不變性而使蛋白質沉澱，在一定條件下，變性的蛋白質也可不發生沉澱，變性蛋白質只在等電點附近才沉澱，沉澱的變性蛋白質也不一定凝固。例如，蛋白質被強酸、強鹼變性後由於蛋白質顆粒帶著大量電荷，故仍溶於強酸或強減之中。但若將強鹼和強酸溶液的pH調節到等電點，則變性蛋白質凝整合絮狀沉澱物，若將此絮狀物加熱，則分子間相互盤纏而變成較為堅固的凝塊。 下面是蛋白質沉澱的原理：蛋白質所形成的親水膠體顆粒具有兩種穩定因素，即顆粒表面的水化層和電荷。若無外加條件，不致互相凝集。然而除掉這兩個穩定因素(如調節溶液pH至等電點和加入脫水劑)蛋白質便容易凝集析出。如將蛋白質溶液pH調節到等電點，蛋白質分子呈等電狀態，雖然分子間同性電荷相互排斥作用消失了。但是還有水化膜起保護作用，一般不致於發生凝聚作用，如果這時再加入某種脫水劑，除去蛋白質分子的水化膜，則蛋白質分子就會互相凝聚而析出沉澱；反之，若先使蛋白質脫水，然後再調節pH到等電點，也同樣可使蛋白質沉澱析出。 下面介紹幾種能使蛋白質因變性而沉澱的方法： 重金屬鹽沉澱蛋白質 蛋白質可以與重金屬離子如汞、鉛、銅、銀等結合成鹽沉澱，沉澱的條件以pH稍大於等電點為宜。因為此時蛋白質分子有較多的負離子易與重金屬離子結合成鹽。重金屬沉澱的蛋白質常是變性的，但若在低溫條件下，並控制重金屬離子濃度，也可用於分離製備不變性的蛋白質。 臨床上利用蛋白質能與重金屬鹽結合的這種性質，搶救誤服重金屬鹽中毒的病人，給病人口服大量蛋白質，然後用催吐劑將結合的重金屬鹽嘔吐出來解毒。 有機溶劑沉澱蛋白質 可與水混合的有機溶劑，如酒精、甲醇、丙酮等，對水的親和力很大，能破壞蛋白質顆粒的水化膜，在等電點時使蛋白質沉澱。在常溫下，有機溶劑沉澱蛋白質往往引起變性。例如酒精消毒滅菌就是如此，但若在低溫條件下，則變性進行較緩慢，可用於分離製備各種血漿蛋白質。 加熱凝固將接近於等電點附近的蛋白質溶液加熱，可使蛋白質發生凝固(coagulation)而沉澱。加熱首先是加熱使蛋白質變性，有規則的肽鏈結構被開啟呈鬆散狀不規則的結構，分子的不對稱性增加，疏水基團暴露，進而凝聚成凝膠狀的蛋白塊。如煮熟的雞蛋，蛋黃和蛋清都凝固。 注1：蛋白質有四種結構：一級結構，二級結構，三級結構，四級結構。這裡主要介紹與蛋白質變性關係最緊密的三級結構。 蛋白質的三級結構 蛋白質的多肽鏈在各種二級結構的基礎上再進一步盤曲或折迭形成具有一定規律的三維空間結構，稱為蛋白質的三級結構(tertiary structure)。蛋白質三級結構的穩定主要靠次級鍵，包括氫鍵、疏水鍵、鹽鍵以及範德華力(Van der Wasls力)等(圖1-8)。這些次級鍵可存在於一級結構序號相隔很遠的氨基酸殘基的R基團之間，因此蛋白質的三級結構主要指氨基酸殘基的側鏈間的結合。次級鍵都是非共價鍵，易受環境中pH、溫度、離子強度等的影響，有變動的可能性。二硫鍵不屬於次級鍵，但在某些肽鏈中能使遠隔的二個肽段聯絡在一起，這對於蛋白質三級結構的穩定上起著重要作用。 現也有認為蛋白質的三級結構是指蛋白質分子主鏈摺疊盤曲形成構象的基礎上，分子中的各個側鏈所形成一定的構象。側鏈構象主要是形成微區(或稱結構域domain)。對球狀蛋白質來說，形成疏水區和親水區。親水區多在蛋白質分子表面，由很多親水側鏈組成。疏水區多在分子內部，由疏水側鏈集中構成，疏水區常形成一些“洞穴”或“口袋”，某些輔基就鑲嵌其中，成為活性部位。
變性蛋白質和天然蛋白質最明顯的區別是溶解度降低，同時蛋白質的粘度增加，結晶性破壞，生物學活性喪失，易被蛋白酶分解。生活中最常見的例子，就是煮雞蛋的時候，蛋清變成蛋白了。 引起蛋白質變性的原因可分為物理和化學因素兩類。物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振盪、紫外線照射、超聲波的作用等；化學因素有強酸、強鹼、尿素、重金屬鹽、十二烷基磺酸鈉(SDS)等。在臨床醫學上，變性因素常被應用於消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質變性就能有效地儲存蛋白質製劑。 變性並非是不可逆的變化，當變性程度較輕時，如去除變性因素，有的蛋白質仍能恢復或部分恢復其原來的構象及功能，變性的可逆變化稱為復性。許多蛋白質變性時被破壞嚴重，不能恢復，稱為不可逆性變性，比如說用金屬鹽、輻射使蛋白質變性。 我們有時常常會看到變性的蛋白質在溶液中沉澱，蛋白質的變性的確與沉澱有密不可分的關係，但並不是所有變性的蛋白質都會在溶液中沉澱。具體地說，變性蛋白質一般易於沉澱，但也可不變性而使蛋白質沉澱，在一定條件下，變性的蛋白質也可不發生沉澱，變性蛋白質只在等電點附近才沉澱，沉澱的變性蛋白質也不一定凝固。例如，蛋白質被強酸、強鹼變性後由於蛋白質顆粒帶著大量電荷，故仍溶於強酸或強減之中。但若將強鹼和強酸溶液的pH調節到等電點，則變性蛋白質凝整合絮狀沉澱物，若將此絮狀物加熱，則分子間相互盤纏而變成較為堅固的凝塊。 下面是蛋白質沉澱的原理：蛋白質所形成的親水膠體顆粒具有兩種穩定因素，即顆粒表面的水化層和電荷。若無外加條件，不致互相凝集。然而除掉這兩個穩定因素(如調節溶液pH至等電點和加入脫水劑)蛋白質便容易凝集析出。如將蛋白質溶液pH調節到等電點，蛋白質分子呈等電狀態，雖然分子間同性電荷相互排斥作用消失了。但是還有水化膜起保護作用，一般不致於發生凝聚作用，如果這時再加入某種脫水劑，除去蛋白質分子的水化膜，則蛋白質分子就會互相凝聚而析出沉澱；反之，若先使蛋白質脫水，然後再調節pH到等電點，也同樣可使蛋白質沉澱析出。 下面介紹幾種能使蛋白質因變性而沉澱的方法： 重金屬鹽沉澱蛋白質 蛋白質可以與重金屬離子如汞、鉛、銅、銀等結合成鹽沉澱，沉澱的條件以pH稍大於等電點為宜。因為此時蛋白質分子有較多的負離子易與重金屬離子結合成鹽。重金屬沉澱的蛋白質常是變性的，但若在低溫條件下，並控制重金屬離子濃度，也可用於分離製備不變性的蛋白質。 臨床上利用蛋白質能與重金屬鹽結合的這種性質，搶救誤服重金屬鹽中毒的病人，給病人口服大量蛋白質，然後用催吐劑將結合的重金屬鹽嘔吐出來解毒。 有機溶劑沉澱蛋白質 可與水混合的有機溶劑，如酒精、甲醇、丙酮等，對水的親和力很大，能破壞蛋白質顆粒的水化膜，在等電點時使蛋白質沉澱。在常溫下，有機溶劑沉澱蛋白質往往引起變性。例如酒精消毒滅菌就是如此，但若在低溫條件下，則變性進行較緩慢，可用於分離製備各種血漿蛋白質。 加熱凝固將接近於等電點附近的蛋白質溶液加熱，可使蛋白質發生凝固(coagulation)而沉澱。加熱首先是加熱使蛋白質變性，有規則的肽鏈結構被開啟呈鬆散狀不規則的結構，分子的不對稱性增加，疏水基團暴露，進而凝聚成凝膠狀的蛋白塊。如煮熟的雞蛋，蛋黃和蛋清都凝固。 注1：蛋白質有四種結構：一級結構，二級結構，三級結構，四級結構。這裡主要介紹與蛋白質變性關係最緊密的三級結構。 蛋白質的三級結構 蛋白質的多肽鏈在各種二級結構的基礎上再進一步盤曲或折迭形成具有一定規律的三維空間結構，稱為蛋白質的三級結構(tertiary structure)。蛋白質三級結構的穩定主要靠次級鍵，包括氫鍵、疏水鍵、鹽鍵以及範德華力(Van der Wasls力)等(圖1-8)。這些次級鍵可存在於一級結構序號相隔很遠的氨基酸殘基的R基團之間，因此蛋白質的三級結構主要指氨基酸殘基的側鏈間的結合。次級鍵都是非共價鍵，易受環境中pH、溫度、離子強度等的影響，有變動的可能性。二硫鍵不屬於次級鍵，但在某些肽鏈中能使遠隔的二個肽段聯絡在一起，這對於蛋白質三級結構的穩定上起著重要作用。 現也有認為蛋白質的三級結構是指蛋白質分子主鏈摺疊盤曲形成構象的基礎上，分子中的各個側鏈所形成一定的構象。側鏈構象主要是形成微區(或稱結構域domain)。對球狀蛋白質來說，形成疏水區和親水區。親水區多在蛋白質分子表面，由很多親水側鏈組成。疏水區多在分子內部，由疏水側鏈集中構成，疏水區常形成一些“洞穴”或“口袋”，某些輔基就鑲嵌其中，成為活性部位。