蛋白质变性的实质是外界因素破坏了维持和稳定其空间构象的各种次级键，使其特定的空间结构发生了改变或破坏，一般并不涉及一级结构，肽键未断裂，化学组成没有改变。如果去除变性因素，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，这一过程称为蛋白质的复性。大多数蛋白质变性时其空间结构破坏严重，不能恢复，称为不可逆变性，但有些蛋白质在变性后，除去变性因素仍可恢复其活性，称为可逆变性。例如，核糖核酸酶用尿素和β-巯基乙醇处理后．其分子内部的次级键被破坏．变成变性蛋白质，从而失去催化功能；然而经过透析法去除尿素和β-巯基乙醇后，分子内部的次级键能主动再形成，肽链又恢复到原来的折叠状态，酶的活性也随之恢复。
蛋白质变性后的特征为：
（1）物理性质的改变变性后的蛋白质溶解度降低易发生沉淀，旋光值改变，黏度上升，结晶能力丧失。
（2）化学性质的改变变性后的蛋白质易被蛋白酶水解，所以蛋白质变性后较易消化，蛋白质变性后，使原来位于分子内部的基团。如酚基、巯基等转向分子表面，从而表现或增强对某些试剂的反应。
（3）生物学性质的改变蛋白质变性后即失去原有的生物学活性。例如酶失去其催化活性、激素失去其调节活性、细菌失去其致病性、抗体失去其生物活性。
蛋白质的变性具有重要的实际意义，如常用高温、紫外线和酒精等进行消毒，就是促使细菌或病毒的蛋白质变性而失去致病和繁殖能力。临床上急救重金属盐中毒病人，常先服用大量牛奶和蛋清，使蛋白质在消化道中与重金属盐结合成变性蛋白，从而阻止有毒重金属离子被人体吸收。同样，在制备或保存酶、疫苗、激素和抗血清等蛋白质制剂时，必须考虑选择合适的条件，防止其生物活性的降低或丧失。
六、蛋白质的颜色反应
蛋白质是一种结构复杂的高分子化合物，分子内存在许多肽键和某些带有特殊基团的氨基酸残基，因此可以与不同的试剂产生各种特有的颜色反应。这些颜色反应常用于蛋白质的定性和定量分析。
1.茚三酮反应
在pH=5～7的溶液中，蛋白质与茚三酮可产生蓝紫色反应，此反应可用于蛋白质的定量和定性。
2.双缩脲反应
蛋白质溶液中加入NaOH或KOH及少量的硫酸铜溶液，会显现从浅红色到紫红色的一系列颜色反应。这是由于蛋白质分子中肽键结构的反应，肽键越多产生的颜色越红。所谓双缩脲是指二分子尿素加热到180℃脱氨缩合的产物，此化合物也具有同样的颜色反应，蛋白质分子中含有许多和双缩脲结构相似的肽键，所以称蛋白质的这个反应为双缩脲反应。凡含两个和两个以上肽键的化合物都具有这个反应。双缩脲生成的反应为：2H2NCONH2180℃H2NCONHCONH2＋NH3双缩脎。
双缩脲CuSO4＋NaOH紫红色物质。
通常可用此反应来定性鉴定蛋白质，也可根据反应产生的颜色在540nm处进行比色分析，定量测定蛋白质的含量。
3.黄色反应
加浓硝酸于蛋白质溶液即有白色沉淀生成，再加热则变黄，遇碱则使颜色加深而呈橙黄，这是由于蛋白质中含有酪氨酸、苯丙氨酸及色氨酸，这些氨基酸具有苯基，而苯基与浓硝酸起硝化作用，产生黄色的硝基取代物，遇到碱又形成盐，后者呈橙黄色的缘故。皮肤接触到硝酸变成黄色，也是这个道理。
4.乙醛酸反应
蛋白质溶液中加入乙醛酸，混合后，缓慢地加入浓硫酸，硫酸沉在底部，液体分为两层，在两层界面处出现紫色环，这是蛋白质中的色氨酸与乙醛酸反应引起的颜色反应，故此法可用于检查蛋白质中是否含有色氨酸。
5.米伦反应
含有酪氨酸的蛋白质溶液，加入米伦试剂（硝酸汞、亚硝酸汞、硝酸及亚硝酸的混合液）后加热即显砖红色，此系米伦试剂与蛋白质的酪氨酸的酚基发生反应之故。
6.酚试剂（福林试剂）反应
蛋白质分子中酪氨酸的酚基在碱性条件下与酚试剂（磷钼酸磷钨酸化合物）作用，生成蓝色化合物。用比色法可用于蛋白质的定性、定量测定。该反应的灵敏度比双缩脲反应高100倍。
上述的颜色反应都是由蛋白质中氨基酸的某种特殊基团所引起的，故可用来检查蛋白质的氨基酸组成，有些非蛋白质物质也含这些特殊基团，也会出现颜色反应。为区别非蛋白质物质，可在做颜色反应后，再利用蛋白质的胶体性质，用沉淀反应加以证明，非蛋白质物质无蛋白质的沉淀反应。
（第六节 ）蛋白质及氨基酸
蛋白质的分离纯化是研究蛋白质结构与功能的基础。无论是对蛋白质结构与功能的研究，还是生产人们所需要的蛋白质产品，都涉及蛋白质的分离纯化。蛋白质分离纯化的工艺过程，既要考虑尽可能多地除去杂蛋白，也要考虑提高所需要蛋白质的产量，即提高产品的回收率。通常用比活性来反映蛋白质的纯度。比活性是指单位蛋白质重量中的生物活性。用活性单位／毫克蛋白表示。目前，蛋白质分离与纯化的发展趋势是精细而多样化技术的综合利用，但基本原理均是以蛋白质的性质为依据。实际工作中应按不同的分离要求和可能的条件选择不同的方法。
从物质组织制备蛋白质的方法可概括为提取、分离和纯化。
一、蛋白质的提取
蛋白质的提取是从各种材料中将蛋白质提取出来的过程，包括以下步骤：（1）材料的选择蛋白质的提取首先要选择适当的材料，选择的原则是材料应富含所需蛋白质，且来源方便。原料确定后，还应注意管理。
（2）组织细胞的粉一些蛋白质以可溶形式存在于体液中，可以直接分离。但多数蛋白质存在于细胞内，并结合在一定的细胞器上，故需选择适当的方法，将组织和细胞破碎。
一般用超声波、电动搅拌器、匀浆器破碎动物组织和细胞；用加砂研磨、高压挤压、纤维素酶破碎植物组织和细胞匀浆是机体软组织破碎最常用的方法之一。植物组织可用石英砂和适当提取液混合研磨；微生物的细胞壁非常坚韧，可采用超声波、高压挤压、酶解等物理、化学或机械方法加以破碎。
（3）提取组织和细胞破碎后，根据它们的溶解性，加入适当的溶剂将所需的蛋白质提取出来。清蛋白可用水来提取；球蛋白可用中性盐提取；谷蛋白可用稀酸或稀碱提取。为了有利于提取，可用较低或较高pH值的提取液。必须注意提取时所用的溶剂量要适当，否则将增加回收产品的困难。在提取过程中，通常要保持低温。蛋白质提取的条件很重要，总的要求是要尽量提取所需的蛋白质，又要防止蛋白酶的水解和其他因素对蛋白质特定构象的破坏作用。蛋白质的粗提取液可进一步分离和纯化。
二、蛋白质的分离纯化
从破碎组织或细胞中提取的蛋白质溶液，含有许多不同分子量的蛋白质，为获得其中某一种蛋白质，必须进一步分离纯化，将需要的蛋白质与同时存在的其他蛋白质分开。对蛋白质的分离纯化，是根据蛋白质的性质确定的。分离纯化的方法很多，常用的方法有：
1.根据溶解度不同的分离方法
（1）等电点沉淀蛋白质在等电点时的溶解度最小。当蛋白质混合物的pH值被调到其中一种成分的等电点时，该蛋白质将大部分或全部沉降下来，其他蛋白质的等电点高于或低于该蛋白质，为此仍保留在溶液中。这样沉淀出来的蛋白质保持着天然构象，能再溶解。
