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影响蛋白质水合和溶解性的因素有哪些

发布时间:2020-05-03 点击:影响水合性质的因素
  

  1.影响蛋白质水合和溶解性的因素有哪些?这两方面的影响因素有何异同? 答: (1)蛋白质的水合性质(Properties Hydration of Proteins) A. 蛋白质水合性质:蛋白质中带电基团、主链肽基团、Asn、 Gln 的酰胺基、Ser、Thr 和非极性残基团与水相互结 合的性质。 B. 蛋白质水合能力:当干蛋白质粉与相对湿度为 90-95%的水蒸汽 达到平衡时,每克蛋白质所结合的水的克数。 α =?C +0.4 ?P +0.2 ?N (α :水合能力,g 水/g 蛋白质;?C, ?P , ?N :带电的、极性和非极性的分数) C. 影响蛋白质结合水的因素: 1.pH 当 pH=pI 时,蛋白质的水合能力最低 2.温度 温度升高,氢键作用和离子基团的水合作用减弱,水合能力下降。 3.氨基酸组成 极性氨基酸越多,水合能力越高 4,离子强度 低浓度的盐能提高蛋白质的水合能力。 5.盐的种类 (2) 蛋白质的溶解度(Solubility of Proteins) 影响蛋白质溶解性质的主要的相互作用: A 疏水相互作用能促进蛋白质—蛋白质相互作用,使蛋白质溶解度降低; B 离子相互作用能促进蛋白质—水相互作用,使蛋白质溶解度增加。 1.pH 当 pH 高于或低于等电点时,蛋白质带净的负电荷或净的正电荷, 水能同这些电荷 相互作用并起着稳定作用 U-形曲线,最低溶解度出现在蛋白 2.?“盐溶” (salted in) 中性盐的离子在 0.1-1M能提高蛋白质的溶 解度。 ?“盐析” (salted out)中性盐的离子大于1M,蛋白质的溶解 度降低,并可能导致蛋白质沉淀。 ?当离子强度<0.5 时,离子中和蛋白质表面的电荷。 电荷掩蔽效应对蛋白质的溶解度的影响取决于蛋白质的表面性质。 如果蛋白质含 有高比例的非极性区域,那么此电荷掩蔽效应使它的溶解度下降,反之, 溶解度提高。 当离子强度>1.0 时,盐对蛋白质溶解度具有特殊的离子效应。 硫酸盐和氟化物(盐)逐渐降低蛋白质的溶解度。在相同的μ ,各种离子对蛋 白质溶解度的相对影响(提高溶解度)的能力。Hofmeister 系列 阴离子(提高蛋白质溶解度的能力) : SO42-<F-<Cl-<Br-<I-<ClO4-<SCN阳离子(降低蛋白质溶解度的能力) : NH4+<K+<Na+<Li+<Mg2+<Ca2+。 3. 温度 Temperature: 在恒定的 PH 和离子强度, 大多数的蛋白质在 0-40 ℃溶解度随温度的提高而提高。 温度超过 40℃时,由于热动能的增加导致蛋白质结构的展开(变性) ,蛋白质内部的 疏水基团,促进蛋白质聚集和沉淀。 4.有机溶剂 加入有机溶剂,降低了水介质的电常熟,提高了内和间的静 电力,这些间的极性相互作用导致蛋白质的溶解性下降。 、 2.影响蛋白质起泡和乳化性质的因素有哪些?这两方面的影响因素有何异同? 答: (一) 1.影响蛋白质乳化性质的因素 (1) 蛋白质的溶解度 高度不溶性的蛋白质不是良好的乳化剂 良好的乳化性质所必需的最 低溶解度取决于蛋白质的品种。 (2) pH pH=PI 溶解度减少时,降低其乳化作用 pH=PI 溶解度增加,增加其乳化作用 (3)蛋白质表面的疏水性和界面的张力 (4)蛋白质的柔性(Molecular flexibility of protein) ?蛋白质在乳化作用前的部分变性(展开) ,如果没有造成不溶解,通常能改进它们的乳化 性质。 ?在展开状态,含有游离巯基和二硫键的蛋白质通过 -SH 和-S-S- 交换反应缓慢的聚 合作用,这会导致在油—水界面形成高粘弹性的膜。 (5)加热 Heat Treatment:热处理通常能降低吸附在界面上的蛋白膜的粘度和硬度,因而 降低了乳状液的稳定性。 然而, 高度水化的界面蛋白质膜的凝胶作用提高了表面粘度和硬度, 从而稳定了乳状液。 : (6)小的表面活性剂 小的表面活性剂会降低蛋白质膜的强度。 2. 起泡性质(Foaming Properties) 影响蛋白质起泡性质的性质 (1)溶解度:快速扩散至界面 (2)柔性:在界面的展开 (3)疏水性(两亲性) :带电、极性和非极性残基的分布促进界面相互作用。 (4)带电基团和极性基团:在邻近起泡间的电荷,防止气泡的靠近;水合作用,渗透 和空间位阻。 影响泡沫形成和稳定性的因素 (1)pH A 等电可溶(Soluble at pI:起泡能力和稳定性均好(improved both foamability and stability serum albumin, egg-white proteins ) B 等点不可溶(insoluble at pI)起泡能力低,但泡沫稳定性好(foamability is poor, but foam stability is high most food proteins) C 偏离等电点(At pH other than pI)起泡能力好,但稳定性差(Foamability is good, but foam stability is poor) (2) 盐(salt) 盐能影响蛋白质的溶解度、粘度、展开和聚集,因而能改变起泡性质。 A Proteins that are salted out in a given salt solution generally exhibit improved foaming properties。被盐析则显示较好的起泡性质。prefer to e to the gas-liquid suce。 B Proteins that are salted in generally exhibit poor foaming properties. 被盐溶则显示较差的起 泡性质 C Divalent cations such as Ca2+ and Mg2+ improve both foamability and foam stability 改善起泡性和泡沫稳定性(羧基之间形成桥连接) (3) 糖(Sugars ) 由于蔗糖能增加粘度,泡沫的膨胀,但却改进了泡沫的稳定性。加糖蛋白泡沫打擦时, 在后阶段加入糖,泡沫膨胀已经发生。 (4) 脂(Lipids) 磷脂(phospholipids),比蛋白质更好的表面活性剂。 污染的脂类会严重损害蛋白质的起泡性质。具有表面活性的极性脂类能吸附在气/水 界面从而妨碍了吸附的蛋白质膜形成最理想的构象。 (5) 蛋白质浓度(Protein Concentration) 蛋白质浓度增加,稳定性提高。蛋白质浓度的增加提高了黏度,产生了较小的气泡和 坚硬的膜。有最大值,一般为 2-8%W/V。 (6) 温度(Temperature) 降低温度,疏水作用下降; 部分热变性,改进起泡性质;过高,形成-S-S-,不能吸附在表面。

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