蛋白質的變性與沉澱是兩個不同的概念

通常來說，蛋白質變性後很容易發生沉澱，所以總有人將二者等同起來，甚至有些生化專業的學生也不太注意二者的區別，隨口亂用。其實這是兩個完全不同的概念，變性的蛋白質並不一定發生沉澱，發生了沉澱的蛋白也未必一定是變性蛋白。

從生化的概念上來說，天然蛋白因受物理或化學因素影響，高級結構遭到破壞，致使其理化性質和生物功能發生改變，但並不導致一級結構的改變，這種現象稱為變性。也就是說，變性是以蛋白質的構象來定義的。而蛋白質的沉澱是說原來溶解在水中的蛋白，由於某種原因，溶解度下降，從溶液中沉澱出來。所以，沉澱是以溶解與否來定義的，二者是不同方面的概念。

這兩個概念雖然不同，但有很大相關性。我們說，結構決定功能。蛋白質變性後空間結構改變，分子性質也會改變，非常明顯的一項改變就是溶解度降低。這種變化的原因主要是高級結構的改變。氫鍵等次級鍵被破壞，肽鏈鬆散，變為無規捲曲。蛋白質溶於水是因為整個分子摺疊成球狀，將疏水性的基團放在內部，而表面則分布很多極性基團，他們親水性強，易吸附水分子，形成水化層，使蛋白溶於水。而且分子表面的可解離基團帶相同電荷時，可與周圍的反離子構成穩定的雙電層，增加蛋白質的穩定性。高級結構破環之後，水化層、雙電層不復存在，溶解度自然下降。內部的疏水基團暴露後，蛋白之間互相以疏水鍵結合，形成巨大的聚集體，很容易沉澱。

雖然二者相關，但畢竟是兩回事。控制合適的條件，就可以只發生其中的一種。舉例來說，鹽析時蛋白是沉澱的，但並未變性。這是因為鹽析只是用高濃度鹽破壞了蛋白質外部的水化層和雙電層，並未破壞其內部用來維持構象的次級鍵。否則的話，鹽析純化蛋白之後還要設法復性，那可就麻煩了。另一種情況，當SDS-PAGE電泳的時候，蛋白樣品是充分變性的，整個分子都變成了細長棒狀，但是卻並未沉澱。這是因為在緩衝液中含有大量的SDS，肽鏈上吸附了很多帶負電荷的SDS，SDS的極性使變性的蛋白能夠溶於水，而且變性蛋白之間靠負電荷互相排斥而不聚集沉澱。也就是說，這些SDS起到了類似水化層和雙電層的作用。

所以說，蛋白質的變性與沉澱是兩個完全不同的概念，生化專業的學生可不能亂用，否則會被人說不專業。特別是在畢業答辯、考驗面試等場合，如果被老師糾正這個錯誤，問題可就嚴重了。