尿素使蛋白质变性的机理

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能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等;能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等;生物方面可以用病毒或某些毒液。
关于尿素、盐酸胍等变性剂对蛋白质变性作用机理一直存在着争议。
观点一:天然蛋自质分子中的肽链以一定的方式盘绕曲折,形成特定的构象。这种构象的维持,主要依赖于蛋白质分子中的氢键。尿素能破坏氢键,导致蛋白质分子结构松弛,使蛋白质变性。
理由:尿素的结构与蛋白质的肽基团颇为相似,在与蛋白质形成氢键时既可作质子供体,又可作质子受体,它与蛋白质形成氢键能力比水强,能破坏蛋白质分子内部氢键而致蛋白质变性。这种观点被国内外许多生物化学教科书所采用。
观点二:尿素的蛋白质变性机理时,应强调它对疏水键的破坏力。有资料认为,尿素对球状蛋白质变性作用有两点,一是降低蛋白质非极性基因与水的疏水作用,二是尿素对蛋白质酰胺、肽基团的亲和力增强,这两个因素使蛋白质处于一种稳定的非折叠状态。
观点三:尿素与盐酸胍对疏水氨基酸残基的增溶作用。因为尿素和盐酸胍具有形成氢键的能力,当它们在高浓度时,可以破坏水的氢键结构,结果尿素和盐酸胍就成为非极性残基的较好溶剂,使之蛋白质分子内部的疏水残基伸展和溶解性增加.。尿素和盐酸胍引起的变性通常是可逆的,但是,在某些情况下,由于一部分尿素可以转变为氰酸盐和氨,而蛋白质的氨基能够与氰酸盐反应改变了蛋白质的电荷分布,因此,尿素引起的蛋白质变性有时很难完全复性。
链接:蛋白质的变性