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文/ 徐國恆（北京大學醫學部）在 物理和化學因素作用下，蛋白質分子特定的空間構象被破壞，從有序的空間結構變成無序的空間結構，進而導致蛋白質理化性質的改變和生物活性的喪失，稱為蛋白質的變性。
物理因素如高溫、放射線等，化學變性劑如 SDS、尿素、鹽酸胍能夠破壞疏水作用、鹽鍵、氫鍵、範德華力，因而能破壞蛋白質的高級結構。
但是，很多變性劑不影響二硫鍵，在二硫鍵仍然完整的情況下難以徹底破壞蛋白高級結構使其完全變性。如果再加上還原劑如二巰基乙醇等，則可以蛋白質完全變性。
↑ 蛋白質變性的主要特徵是生物活性喪失。蛋白質變性的本質，是二硫鍵以及非共價鍵的破壞導致高級結構和空間構象的破壞，但不涉及一級結構中胺基酸序列的改變。
蛋白質變性後，空間構象嚴重被破壞且不能復原，稱為不可逆性變性。如果變性程度較輕，去除變性因素後蛋白質仍可恢復原有的構象和活性，稱為復性。
例如，調節蛋白質溶液的離子濃度和pH值，可使蛋白質部分變性，通過透析糾正導致蛋白變性的離子濃度和pH值，可以使變性的蛋白質復性，重新恢復其原有結構和活性。
↑ 細胞內環境的離子成分和濃度、pH 值、溫度等條件利於維護蛋白質分子的高級結構，以保證其發揮正常的生理功能。因此，細胞內蛋白質分子不容易發生變性，一旦發生則意味著細胞受到嚴重的病理損傷，如燒傷。
但細胞內的蛋白質分子也可發生摺疊錯誤或嚴重的構象改變，儘管其一級結構不變，但功能已受明顯影響，嚴重時可導致疾病發生，此類疾病稱為蛋白構象病，如亨丁頓舞蹈病和狂牛症等。
↑ 在臨床醫學應用方面，酒精用於消毒滅菌就是利用了 70% ~75%的酒精（乙醇）對細菌蛋白質的變性作用。但高濃度（如 >90%）酒精使菌體表面蛋白迅速變性凝固，形成一層堅固的膜，這樣酒精不能很好地滲入到菌體內部進一步變性菌體內蛋白質，因而殺菌能力反而下降。
高溫滅菌是利用高溫快速變性微生物蛋白質，從而使病原微生物滅活。煮雞蛋是典型的高溫導致蛋白質不可逆變性的例子。
科學家採用各種劇烈的物理化學條件，在體外使蛋白變性以闡明蛋白質分子的性質和結構特徵。另外，防止和減緩蛋白質變性對肉蛋類、海鮮、奶製品保鮮具有重要意義。疫苗的有效成分是抗原，防止蛋白質變性對疫苗的有效性至關重要。
文章來源：徐國恆. 蛋白質的變性. 生物學通報,2010, 45(4): 23.
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