《蛋白質(zhì)的改性》PPT課件.ppt

蛋白質(zhì)的改性 蛋白質(zhì)是由各種氨基酸相互聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的具有空間結(jié)構(gòu)的生物大分子 其理化性質(zhì) 尤其分子量 氨基酸組成 靜電荷和表面疏水性等 與功能特性直接相關(guān) 蛋白質(zhì)改性就是用生化因素 如化學(xué)試劑 酶制劑等 或物理因素 如熱 射線 機(jī)械振蕩等 使其氨基酸殘基和多肽鏈發(fā)生某種變化 引起蛋白大分子空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)改變 從而獲得較好功能特性和營(yíng)養(yǎng)特性蛋白質(zhì) 目前常用的蛋白質(zhì)改性技術(shù)有 1 物理改性2 化學(xué)改性3 酶法改性4 基因工程改性等 1 物理改性所謂蛋白質(zhì)的物理改性是指利用機(jī)械處理 熱 擠壓 冷凍 電 磁等物理作用形式 改變蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和分子間的聚集方式 一般不涉及蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) 如蒸煮 攪打等均屬于物理改性技術(shù) 它具有費(fèi)用低 無(wú)毒副作用 作用時(shí)間短及對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)性能影響較小等優(yōu)點(diǎn) 物理改性主要用于蛋白的增溶和凝膠 2 化學(xué)改性化學(xué)改性是通過(guò)化學(xué)試劑作用于蛋白質(zhì) 使部分肽鍵斷裂或者引入各種功能基團(tuán)如親水親油基團(tuán) 二硫基團(tuán) 帶負(fù)電荷基團(tuán)等 利用蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)活性 選擇地將某些基團(tuán)轉(zhuǎn)化為衍生物 以此來(lái)達(dá)到改變蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的目的 食品蛋白質(zhì)化學(xué)改性方法 包括酸堿化 ?；?脫酰胺 磷酸化 糖基化 即美拉德反應(yīng) 等方法 2 1酸調(diào)改性蛋白質(zhì)在水溶液中是兩性離子 在其等電點(diǎn) 蛋白質(zhì)分子本身具有最低的自由電荷 分子自身容易相互聚集 并從水溶液中沉淀出來(lái) 其水合度也達(dá)到最低 利用這一特點(diǎn) 用各種酸改性蛋白質(zhì) 研究制得的塑料樣片在吸水性能上的變化 調(diào)節(jié)pH值的酸包括鹽酸 硫酸 醋酸 丙酸 磷酸和檸檬酸等 例 加入硼酸3 會(huì)明顯提高全粉白豆蛋白的機(jī)械性能 2 2?；饔酶男怎；脑硎堑鞍踪|(zhì)分子的親核基團(tuán) 如氨基或羥基 與酸酐的親電子基團(tuán) 如羰基 相互反應(yīng) 從而引入了酸親水基團(tuán) 然后在催化劑作用下又引入長(zhǎng)碳鏈親油基團(tuán) 使得蛋白質(zhì)成為具有雙極性基團(tuán)的高分子表面活性劑的過(guò)程 ?；男宰顬槌Ｒ婖；瘎殓晁狒鸵宜狒??；磻?yīng)式 酰化后蛋白質(zhì)分子表面負(fù)電荷增多 多肽鏈伸展及空間結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變 導(dǎo)致分子柔韌性提高 從而增強(qiáng)蛋白質(zhì)溶解性 持水性及持油性 改善乳化性及起泡性 2 3去酰胺改性一般認(rèn)為蛋白質(zhì)中的脫酰胺是羧基中的0和H直接發(fā)生質(zhì)子化作用 導(dǎo)致NH釋放 即將蛋白質(zhì)中天冬酰氨和谷氨酰胺脫去酰胺基生成天冬氨酸和谷氨酸 通過(guò)去除此類蛋白質(zhì)酰胺基團(tuán) 便可獲得良好溶解性 乳化性及發(fā)泡性 蛋白質(zhì)化學(xué)去酰胺作用可通過(guò)以下二種機(jī)制進(jìn)行 1 酸或堿催化下水解 2 p一轉(zhuǎn)變機(jī)制 p shiftmechanism 酸堿去酰胺改性是在比較溫和條件下進(jìn)行 1 在酸性條件下 去酰胺反應(yīng)是直接水解蛋白質(zhì)酰胺鍵中氨 脫氨形成羧酸 但酸法去酰胺由于溫度高 不僅在酸的催化下肽鍵水解控制不好 蛋白質(zhì)也有部分變性 2 用堿催化去酰胺改性僅臺(tái)灣有報(bào)道 這種方法雖速度快 但使蛋白質(zhì)中氨基酸發(fā)生消旋作用 使必需氨基酸L一對(duì)映體減少和消化率降低 并產(chǎn)生賴丙氨酸 毒理研究表明它對(duì)小鼠腎有毒害作用 因此研究甚少 2 4糖基化作用改性將碳水化合物以共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)分子上氨基 主要為L(zhǎng)ys的 氨基 或羧基相結(jié)合的化學(xué)反應(yīng) 包括美拉德反應(yīng) 稱之為蛋白質(zhì)糖基化作用 這種方法 也被廣泛用來(lái)提高蛋白質(zhì)功能特性 一般來(lái)說(shuō) 合成糖基化蛋白在較低離子強(qiáng)度或天然蛋白等電點(diǎn)處仍表現(xiàn)出較高溶解性 同時(shí) 糖基化也提高了蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性 且隨著糖基化程度提高 糖基化蛋白質(zhì)功能特性也隨之提高 2 5磷酸化作用改性蛋白質(zhì)的磷酸化作用是無(wú)機(jī)磷酸與蛋白質(zhì)上特定的氧原子 Ser Thr Tyr的 OH 或氮原子 Lys的氨基 Arg的胍基末端N 作用形成C O Pi或C N Pi的酯化反應(yīng) 蛋白質(zhì)的磷酸化改性可通過(guò)化學(xué)方法或酶法予以實(shí)現(xiàn) 常用的磷酸化試劑有化學(xué)磷酸化試劑和蛋白激酶 常用的磷酸化試劑有化學(xué)磷酸化試劑和蛋白激酶 化學(xué)磷酸化試劑 如磷酰氯 POC1 磷酸 三聚磷酸鈉 STP 其中大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的為POC1 STP 蛋白激酶 如依賴于CAMP激活的蛋白激酶 CAMPdPK 酪蛋白激酶 3 酶法改性酶改性的方式有很多種 酶法改性通常是蛋白酶的有限水解 改性的程度與酶量 底物濃度 水解時(shí)間等因素密切相關(guān) 通過(guò)蛋白酶催化的蛋白質(zhì)水解作用能提高蛋白質(zhì)的溶解度 這主要是由于形成了較少的 弱親水的和較易溶劑化的多肽單位 同化學(xué)改性和物理改性相比 酶法改性具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn) 1 酶解過(guò)程十分溫和 不會(huì)破壞蛋白質(zhì)原有的功能性質(zhì) 2 最終水解產(chǎn)物經(jīng)平衡后 含鹽極少且最終產(chǎn)品的功能性質(zhì)可通過(guò)選擇特定的酶和反應(yīng)因素加以控制