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蛋白质的胶体性质

目录CONTENTS一、蛋白质的胶体性质二、蛋白质胶体性质的意义三、蛋白质胶体溶液的稳定因素

一、蛋白质的胶体性质

一、蛋白质的胶体性质蛋白质的分子大，颗粒直径在1~100nm之间，属于胶体分散系，因此蛋白质具有胶体溶液的特性，如布朗运动、丁达尔效应，以及不能透过半透膜、具有吸附性质等。动图：布朗运动布朗运动并不是胶体溶液特有的，不过它有助于胶体维持稳定而不沉降

一、蛋白质的胶体性质令一束汇聚的光通过胶体溶液，则从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是丁达尔效应。胶体溶液有丁达尔现象，而真溶液几乎没有，可以采用丁达尔现象来区分胶体溶液和真溶液。丁达尔现象（中间试管）

一、蛋白质的胶体性质蛋白质不能透过半透膜人体内的膜系统具有半透膜的性质，蛋白质分子有规律地分布在膜内，不能随意迁移运动，这对于维持细胞内外水和电解质平衡，以及生理功能具有重要意义，可使细胞内的生化反应被限制在一个更小的微环境之中。肾脏处于病理状态时，肾脏通透性增强，产生蛋白尿。

一、蛋白质的胶体性质吸附性质（1）在生物界中,蛋白质吸附在细胞膜、骨骼、毛细血管、肝脏、肌肉等组织中发挥重要功能。在非生物界中,蛋白质吸附在材料表面上可以影响材料的性能和应用。?

一、蛋白质的胶体性质吸附性质（2）1.5埃分辨率下2ZN猪胰岛素晶体的结构外层粉红色高亮点为水分子蛋白质分子在水溶液中，暴露在分子表面的许多亲水基团可与水结合，使水分子在其表面定向排列形成一层水化膜，将蛋白质分子互相隔开，从而使蛋白质颗粒均匀地分散在水中难以聚集沉淀。?图源：PDB

二、蛋白质胶体性质的意义

二、蛋白质胶体性质的意义蛋白质的亲水胶体性质具有重要的生理意义。生物体中最多的成分是水，蛋白质与大量的水结合可形成各种流动性不同的胶体系统。如构成生物细胞的原生质就是复杂的、非均一性的胶体系统，生命活动的许多代谢反应即在此系统中进行。其他各种组织细胞的形状、弹性、黏度等性质，也与蛋白质的亲水胶体性质密切相关。?正常的渗透压维持细胞正常形态

二、蛋白质胶体性质的意义当人体体液不足时，补充晶体液、胶体液可恢复有效循环血量。天然胶体液包括白蛋白和血浆。人工胶体液主要有羟乙基淀粉（HES）、琥珀酰明胶和右旋糖酐。其中人血白蛋白是所有胶体中最安全的，尤其适用于脓毒血症患者的液体复苏；琥珀酰明胶是动物源性蛋白质类药物，需注意过敏反应。

二、蛋白质胶体性质的意义药物溶于水时，是围绕在水化膜中的，而药物的靶蛋白也处于水化膜中，为了让药物和靶点，尤其是位于蛋白内部的疏水的活性部位结合，两者都必须打破各自周围的水化膜。这需要药物结构中存在非极性基团（亲脂性基团）提供疏水作用力，以利于其与靶标蛋白的结合。拟肾上腺素药构效关系中的亲水基团和亲脂基团拟肾上腺素药与肾上腺素受体结合时的捆绑状态

二、蛋白质胶体性质的意义蛋白质的胶体性质还是许多蛋白质分离、纯化的基础。如蛋白质盐析、等电点沉淀和有机溶剂分离沉淀法的基本原理就是破坏了蛋白质分子表面的水化层和同性电荷作用的稳定因素，进而使蛋白质颗粒相互聚集而沉淀，其他透析法是利用蛋白质大分子不能透过半透膜的性质以除去无机盐等小分子杂质。（详见《蛋白质的沉淀反应》以及《蛋白质的分离与纯化》部分）卤水点豆腐是利用盐析沉淀蛋白质

三、蛋白质胶体溶液的稳定因素

蛋白质胶体性质中对水分子的吸附作用，也是使其稳定的因素之一。由于蛋白质颗粒表面带有许多如—NH3+、—COO-、—OH、—SH、—CO—NH，肽键等亲水的极性基团，因而易于发生水合作用（hydration），进而使蛋白质颗粒表面形成一层较厚的水化层。水化层的存在使蛋白质颗粒相互隔开，使蛋白质颗粒不致聚集而沉淀。每1g蛋白质可以结合0.3～0.5g水。三、蛋白质胶体溶液的稳定因素蛋白质的水化膜及灰色疏水部位示意图图源：FoldingandDesignVolume3,Issue2,April1998,Pages105-118

蛋白质表面具有同性电荷蛋白质溶液除在等电点时分子的净电荷为零外，在非等电点状态时，蛋白质颗粒皆带有同性电荷，即在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷，与其周围的反离子构成稳定的双电层。蛋白质胶体分子间表面双电层的同性电荷相互排斥，进而阻止其聚集而沉淀。三、蛋白质胶体溶液的稳定因素

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