第一节蛋白质的结构与功能

(一）氨基酸的结构与分类
1.蛋白质的基本结构单位——氨基酸蛋白质是高分子化合物，可以受酸、碱或蛋白酶作用而水解成为其基本组成单位——氨基酸。
(1)氨基酸的一般结构式:蛋白质水解生成的天然氨基酸有20余种之多，但其化学结构式具有一个共同的特点，即在连接竣基的_a碳原子上还有一个氨基，故称_a-氨基酸。_a-氨基酸的一般结构式可用下式表示：
C00H C00—
R R
由上式可以看出，除甘氨酸外，其余氨基酸的a碳原子是一个不对称碳原子，具有旋光异构现象，也有D型和L型两种构型。组成天然蛋白质的20种氨基酸多属于L-_a-氨基酸。生物界中已发现的D系氨基酸大都存在于某些细菌产生的抗生素及个别植物的生物碱中。
(2)氨基酸的分类:组成蛋白质的氨基酸有20余种，但绝大多数蛋白质只由20种氨基酸组成。根据它们的侧链(R)基团的结构和性质分为以下四类。
1) 非极性R基氨基酸:这类氨基酸的特征是在水中溶解度小于极性R基氨基酸。包括四种带有脂肪烃侧链的氨基酸(丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸）;两种含芳香环氨基酸(苯丙氨酸和色氨酸）;一种含硫氨基酸(甲硫氨酸)和一种亚氨基酸(脯氨酸)。
2) 不带电荷的极性R基氨基酸:这类氨基酸的特征是比非极性R基氨基酸易溶于水。包括三种具有羟基的氨基酸(丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸）；两种具有酰胺基的氨基酸(谷氨酰胺和天冬酰胺）;一种含有巯基氨基酸(半胱氨酸)和R基团只有一个氢但仍能表现一定极性的甘氨酸。
3) 带正电荷的R基氨基酸:这类氨基酸的特征是在生理条件下带正电荷，是一类碱性氨
基酸。包括在侧链含有e氨基的赖氨酸;R基团含有一个带正电荷胍基的精氨酸和含有弱碱免费下载临床执业医师考试资料去【过考屋】www.guokaow.com
4)带负电荷的R基氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸都含有两个羧基，在生理条件下分子带负电荷，是一类酸性氨基酸。
(二）肽键与肽链
氨基酸的成肽反应:两分子氨基酸可借一分子的氨基与另一分子的羧基脱去1分子水、缩合成为最简单的肽，即二肽。在两个氨基酸之间新产生的酰胺键(一CC^NH—)称为肽键。二肽能同样与另一分子氨基酸缩合成三肽。如此进行下去,依次生成四肽、五肽……，许多氨基酸可连成多肽。肽链分子中的氨基酸相互衔接，形成的长链，称为多肽链。肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而有残缺，故称为氨基酸残基。蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。多肽链中有自由氨基的一端称为氨基末端或N-末端;有自由羧基的一端称羧基末端或C-末端。每条多肽链中氨基酸残基顺序编号都是从N-端开始，N-端在左,C-端在右。命名短肽从 N-末端开始指向C-末端。
二、蛋白质的结构
(—)一级结构
氨基酸在多肤链中的排列顺序及其共价连接称为蛋白质的一级结构，肽键是其基本结构键，有些尚含有二硫键，由两个半胱氨酸巯基(一 SH)脱氢氧化而生成。
蛋白质分子的一级结构是其生物学活性及特异空间结构的基础。尽管各种蛋白质都有相同的多肽链骨架，而各种蛋白质之间的差别是由其氨基酸组成、数目以及氨基酸在蛋白质多肽链中的排列顺序决定的。氨基酸排列顺序的差别意味着从多肽链骨架伸出的侧链R基团的性质和顺序对于每一种蛋白质是特异的——因为R基团有不同的大小，带不同的电荷，对水的亲和力也不相同。即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序决定其空间构象。
(二）二级结构
蛋白质分子的二级结构是指多肽链骨架中原子的局部空间排列，并不涉及侧链的构象。在所有已测定的蛋白质中均有二级结构的存在，主要形式包括cr螺旋结构、(3-折叠和(3-转角等。
1. cr螺旋结构1951年,Pauling和Corey根据多肽链骨架中刚性平面及其他可以旋转的原子提出多肽构象是螺旋结构，他们称之为cr螺旋，其特点如下：
(1) 多肽链主链围绕中心轴有规律地螺旋式上升，每隔3. 6个氨基酸残基螺旋上升一圈，每个氨基酸残基向上平移〇. 15nm,故螺距为0. 54nm。
(2) 第一个肽平面羰基上的氧与第四个肽平面亚氨基上的氢形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行。氢键是一种很弱的次级键，但由于主链上所有肽键都参与氢键的形成，所以 «-螺旋很稳定。组成人体蛋白质的氨基酸都是_L-氨基酸，故形成右手螺旋。侧链R基团伸向螺旋外侧。
2. (3-折叠结构（3-折叠与cr螺旋的形状截然不同，所形成的锯齿状结构，一般比较短，只含5〜8个氨基酸残基，但两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段的锯齿状结构可平行排列，两条肽链走向可相间，也可相反。其特点如下：
(1) 多肽链伸展，各肽键之间折叠成锯齿状,R基团位于银齿状结构上下方。
(2) 肽链(段)之间平行排列,肽链羰基上的0与亚氨基上的H形成氢键,氢键的方向与
免费下载临床执业医师考试资料去[过考M]www.^gu〇^kaow.com
之，两条肤链走向相反，一条从N端指向C端，另一条从C端指向N端，称反平行折叠，两残基间距为〇. 70nm。反平行折叠较顺平行折叠更为稳定。
3. (3-转角和无规卷曲蛋白质二级结构还包括(3-转角和无规卷曲。（3-转角常发生于肽链进行180°回折时的转角上。转角通常由4个氨基酸残基组成，其第一个残基的羰基氧(0)与第四个残基的氨基氢(H)可形成氢键。转角的第二个残基常为脯氨酸。无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。
(三）三级和四级结构
具有二级结构的一条多肤链，由于其序列上相隔较远的氨基酸残基侧链的相互作用，而进行范围广泛的盘曲与折叠，形成包括主、侧链在内的空间排列，这种在一条多肽链中所有原子在三维空间的整体排布称为三级结构。例如，存在于红色肌肉组织中的肌红蛋白（Mb)，是由 153个氨基酸残基构成的单链蛋白质，含有一个血红素辅基，能够进行可逆的氧合与脱氧。 X-射线衍射法测定了它的空间构象，多肽链中_a-螺旋占75%，形成A至H 8个螺旋区，两个镙旋区之间有一段无规则卷曲，脯氨酸位于拐角处。由于侧链R基团的相互作用，多肽链盘绕、折叠成紧密的球状结构。亲水R基团大部分分布在球状分子的表面;疏水R基团位于分子内部，形成一个疏水“口袋”。血红素位于“口袋”中，它的Fe离子配位与组氨酸相连。Mb 的空间构象与血红蛋白（Hb)的一条(3链的空间构象基本相同。但Hb是由2条_a肽链和2条 (3肤链(a₂卩₂)组成，a链的141个氨基酸残基构成7个螺旋区，卩链的146个氨基酸残基构成8 个螺旋区。4条肤链分别在三维空间盘曲折叠成紧密的球状结构。
三级结构中多肤链的盘曲方式由氨基酸残基的排列顺序决定.三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键和范德华力。蛋白质分子中含有许多疏水基团，如亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸等氨基酸残基的R基团。这些基团具有一种避开水、相互集合而藏于蛋白质分子内部的自然趋势，这种结合力称疏水键，它是维持蛋白质三级结构的最主要稳定力量。酸性和碱性氨基酸的R基团可以带电荷，正负电荷互相吸引形成盐键;邻近的两个半胱氨酸则以二硫键结合。其他基团可通过氢键及范德华力结合，尽管结合力很弱，但数量颇多，可以保持三级结构的稳定。
许多有生物活性的蛋白质由两条或多条肽链构成，肽链与肽链之间并不是通过共价键相连，而是由非共价键维系。每条肽链都有自己的一、二和三级结构。这种蛋白质的每条肽链被称为一个亚基。由亚基构成的蛋白质称为寡聚蛋白。寡聚蛋白中亚基的立体排布、亚基之间的相互关系称为蛋白质的四级结构，只有完整的四级结构寡聚体才有生物学活性。如Hb是由4个两种不同的亚基组成四聚体，具有运输氧和CQ的功能。实验证明:它的任何一个亚基单独存在都无此功能，寡聚蛋白的亚基可以相同也可以不同。例如，过氧化氢酶是由四个相同的亚基组成，而天冬氨酸氨甲酰基转移酶是由12个亚基组成，其中有6个催化亚基和6个调节亚基。
三、蛋白质结构与功能关系
(―)蛋白质一级结构与功能的关系
1. 一级结构是空间构象的基础 20世纪60年代，C. Anfinsen以牛胰核糖核酸酶A (RNase A)为对象，研究了二硫键的还原、重新氧化，以及这些化学变化与酶活性的关系。 RNase县由124个氨某酸残某钼成的一备劣W：链.分子中8个半胱氣酸的巯某形成4对二硫
键，进一步折叠、形成具有一定空间构象的蛋白质。
免费下载临床执业医师考试资料去【过考屋】ww.^gu〇ka〇w.^c〇m
键，使蛋白质空间结构破坏，酶即变性失去活性。再将尿素和P-巯基乙醇经透析除去，酶活性及其他一系列性质均可恢复到与天然酶一样。若不除去尿素，只是将还原状态RNase的8个巯基全部重新氧化成二硫键，产物的酶活性仅有1%。这是因为重新氧化生成的二硫键位置与天然酶不同，产物是随机产生的“杂乱’’RNase。再向无变性剂的“杂乱”产物水溶液中加人 (3-巯基乙醇，“杂乱”产物又逐渐恢复了天然酶的活性。8个巯基随机排列成二硫键可有105种方式，有活性的RNase只有一种。（3-巯基乙醇仅可加速随机结合的二硫键打开、重排，重排后的二硫键位置选择天然酶的方式则是由肤链中氨基酸排列顺序决定的。牛胰RNase的变性、复性及其酶活性变化充分说明，蛋白质一级结构决定空间构象，即一级结构是高级结构形成的基础。同时也证明，只有具有高级结构的蛋白质才能表现生物学功能。
牛胰RNase的变性、复性是蛋白质折叠自组装学说的典型例子，实际上很多蛋白质的复性并非总是像RNase那样充分或有效，说明一级结构并不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。除一级结构、溶液环境外，大多数蛋白质的正确折叠还需要其他分子的帮助。这些参与新生肽折叠的分子，一类是分子伴侣，另一类是折叠酶。
2. —级结构是功能的基础一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象和功能也相似。在比较、研究肽类激素和蛋白质类激素的调节作用时，发现激素的调节功能与一级结构密切相关。垂体后叶分泌的催产素和加压素(又称抗利尿激素)都是由相同数量的氨基酸残基组成的九肽。在9个残基中，催产素N-端2、7位是亮氨酸和异亮氨酸，加压素对应位置是精氨酸和苯丙氨酸，其余7个氨基酸组成、位置相同，二硫键位置也相同。就是这两个氨基酸组成的差异决定了两者功能不同，催产素收缩子宫平滑肌，具有催产功能。加压素主要收缩血管平滑肌，同时作用于肾远曲小管，促进钠和水的重吸收，具有升压和抗利尿作用。但是，因为两者氨基酸组成又有很多相似之处，所以有部分相同或类似的功能。例如，加压素也具有一定收缩子宫平滑肌的功能，尽管这种作用很弱。这种比较研究说明，相似的一级结构具有相似的功能，不同的结构具有不同的功能，即一级结构决定生物学功能。
3. 蛋白质一级结构的种属差异与分子进化从蛋白质氨基酸的序列可以了解到重要的生物进化信息。对于不同种属来源的同种蛋白质进行一级结构测定和比较，发现存在种属差异。由于物种变化起因于进化，因此同种蛋白质的种属差异可能是分子进化的结果。
来源于不同哺乳类动物的胰岛素都具有A、B两条链，且连接方式相似，也都具有调节糖代谢的功能。X-射线衍射证明，空间结构也很相似。这提示不同动物的胰岛素是由同一分子进化而来的。但仔细比较、分析不同种属来源的胰岛素一级结构后，发现它们在氨基酸组成上有些差异。在51个氨基酸残基上，A链的10个(1、2、5〜7、11、16、19〜21.)残基及8链的12个(6〜8、 11、12、15、16、19、23〜26)残基为不同来源的胰岛素所共有，属进化保守序列。而六链第8〜10，：6 链第30位残基为易变序列。在分析了胰岛素的空间结构之后，发现这22个进化保守残基对于维持胰岛素的空间构象非常重要。例如，3个二硫键的连接方式未变;其他保守残基大多属于非极性侧链氨基酸，也处于稳定空间构象的重要位置。其他易变或可变残基(B链1〜3、27〜30)，一般处于胰岛素的“活性部位”之外，对维持活性并不重要，有可能与免疫活性有关。
总之，蛋白质一定的结构执行一定的功能，功能不同的蛋白质总是有不同的序列。比较种属来源不同而功能相同的蛋白质的一级结构，可能有某些差异，但与功能相关的结构却总是相同。若一级结构变化，蛋白质的功能可能发生很大的变化。
讎载临職业医歐嫌關】一售
如镰状红细胞贫血症，就是患者血红蛋白（HbS)与正常血红蛋白（HbA)在卩链第6位有一个氨基酸之差：
HbA Val —His—Leu—Thr—Pro—Glu—Glu—Lys
HbS Val —His—Leu—Thr—Pro—Val—Glu—Lys
1 2 3 4 5 6 7 8
HbA p链第6位为谷氨酸，而患者HbS p链第6位换成了缬氨酸。HbS的带氧能力降低，分子间容易“粘合”形成线状巨大分子而沉淀。红细胞从正常的双凹盘状被扭曲成镰刀状，容易产生溶血性贫血症。这是在1949年由L. Pauling首先发现它是由遗传突变引起，并称之为“分子病”。现知几乎所有遗传病都与正常蛋白质分子结构改变有关，即都是分子病。
(二）蛋白质高级结构与功能的关系
1. 高级结构是表现功能的形式尽管说“一级结构决定蛋白质的生物学功能”，但不妨理解这是一级结构的“潜能”。如果没有适当的空间结构形式，蛋白质也不会发挥生物学功能。前面介绍的牛胰RNase的变性、复性及其酶活性变化不仅说明，蛋白质一级结构决定空间构象，同时也证明，只有具有高级结构的蛋白质才能表现生物学功能。
酶原的激活或各种蛋白前体的加工、激活是证明“只有适当的空间结构形式才能执行功能”的最好例子之一。许多新合成的酶以无活性的前体形式存在，前体经特异的蛋白水解酶作用切去一段肽，才能表现其活性。糜蛋白酶原是一个245肽，分子内N端Cysl与Cysl22、 Cys42 与 Cys58、Cysl36 与 Cys201、Cysl68 与 Cysl82、Cysl91 与 Cys220 之间分别形成 5 对二硫键，酶原折叠成的空间构象为无活性形式。糜蛋白酶原在胰蛋白酶作用下，在Argl5、 Ilel6之间断开，形成由两个肽段组成的有活性、但不稳定的；r糜蛋白酶;7T糜蛋白酶在激活的糜蛋白酶作用下，进一步切除苏氨酰天冬酰胺(147、148)，形成3个肽段组成的有活性的_a-糜蛋白酶。在a-糜蛋白酶中，Serl95侧链与His57的咪唑基形成氢键，His57咪唑基的-NH与 As_P102的竣基形成氢键。这样，3个氨基酸彼此靠近，形成活性中心。因此，酶原的激活就是活性中心形成的过程。
许多激素，如胰岛素、甲状旁腺素等均存在激素前体。甚至结构蛋白质胶原蛋白也有前胶原蛋白作为其前体。这些前体蛋白均无生物学活性。当无活性的前体转变成具有生物学功能的相应蛋白质时，要有相应的结构改变。例如胰岛素，首先合成一条108个氨基酸残基的胰岛素原，然后经剪切，去掉N端24个氨基酸残基的信号序列，形成84个氨基酸残基的胰岛素原，这时3个二硫键已在相应的正确位置形成。当激素在高尔基体包装并分泌时，A、B链间 33个残基的C链才被切掉，形成具有两条肽链的活性胰岛素。信号肽部分是生物合成后向外分泌、输送所需要的。蛋白质前体的激活说明，一定的蛋白质功能与特定的空间构象相联系，即蛋白质的高级结构表现功能。
2. 血红蛋白的空间构象变化与结合氧血红蛋白（Hb)是由_a2p₂组成的四聚体。每个亚基的三级结构与肌红蛋白(Mb)相似，中间有一个疏水“ 口袋”，亚铁血红素位于“口袋”中间，血红素上的Fe²⁺能够与氧进行可逆结合。Hb亚基间有许多氢键及8对盐键，使4个亚基紧密结合在一起，形成亲水的球状蛋白，球状Hb中间形成一个“中心空穴”。未结合0₂时，Hb的 _ai/氏和_a2/恥呈对角排列，处于一种紧凑状态，称为紧张态(T态），T态的Hb与0₂的亲和力
小缺而_住陆n-的姑各4小而;M：餓;M：古令teiiWi扑雄邮劲_插击捕咳•滋的t太斯亦乇Sis
〇₂结合的松弛态，、即Hb的空间tn弯。这f,当第一个0₂与Hb结合成氧合血红蛋白
免费下载临床执业医师考试资料去[过考M】www.^gu〇ka〇w.^c〇m
很快的结合。这种带〇₂的Hb亚基协助不带0₂亚基结合氧的现象，称为协同效应。0₂与Hb 结合后引起Hb构象变化，进而引起蛋白质分子功能改变的现象，称为别构效应。小分子的〇₂称为别构剂或协同效应效应剂。Hb则称为别构蛋白。别构效应是70年代中期以后发展起来的生物调节理论的重要基础，很多调节蛋白、代谢酶都属于别构蛋白或别构酶。别构酶与它们的底物结合、Hb与0₂结合均呈特征性“S”形曲线。
Mb是只有三级结构的单链蛋白质。它与Hb的空间构象不同，功能也不同；Hb的功能是在肺和肌肉等组织间运输〇₂，而Mb则主要储存0₂。Mb比Hb对0₂亲和力大。Mb和0₂结合达50%饱和度时的氧分压(P0₂)为0• 15〜0. 30kPa;而Hb与0₂结合达50%饱和度时的卩0₂为3. 5kPa。动脉血和肺部的卩0₂为13kPa，Hb和Mb结合氧都能达到95%饱和度。但在肌肉组织中，休息时毛细血管内P〇₂大约为5kPa，肌肉工作时因消耗0₂ ^0₂仅1. 5kPa。尽管Hb在肌肉休息时的氧饱和度能达到75%，但肌肉活动时，Hb的氧饱和度仅达10%，因此，它可以有效的释放〇₂,供肌肉活动需要;在同样P〇₂(1.5kPa)条件下，Mb在肌肉活动时仍能保持80 %氧饱和度，不释放0₂而贮存0₂。
3.构象病因蛋白质空间构象异常变化——相应蛋白质的有害折叠、折叠不能，或错误折叠导致错误定位引起的疾病，称为蛋白质构象病。朊病毒病就是蛋白质构象病中的一种。
阮病毒蛋白是一类高度保守的糖蛋白。正常朊病毒(PrpO广泛表达于脊椎动物细胞表面，它可能与神经系统功能的维持，淋巴细胞信号转导及核酸代谢等有关。致病性朊病毒 (Prp^K)是Prf的构象异构体，两者之间没有共价键差异。Prp⁵^引起一系列致死性神经变性疾病，这种与朊病毒蛋白构象相关的疾病统称为朊病毒病。
已发现的人类朊病毒病有库鲁病、脑软化病、纹状体脊髓变性病或称克-雅氏病、新变异型 CJD或称人类疯牛病和致死性家族性失眠症。动物的朊病毒有牛海绵状脑病或称疯牛病、羊瘙痒症、貂传染性脑病和猫海绵状脑病等。这类疾病典型的共同症状是痴呆、丧失协调性以及神经系统障碍，主要的病变是蛋白质淀粉样变性。此类疾病有遗传性、传染性和偶发性形式。
Prf基因位于人20号染色体的短臂上，小鼠2号染色体的同源区域。Prf基因表达的正常产物为33〜35kD的蛋白质，对蛋白酶敏'感，在非变性去污剂中可溶。而Prp^K只有27〜 3〇kD，具有部分的抗蛋白永解酶特性，在非变性去污剂中不溶，热稳定，无论紫外线及离子辐射、羟胺或Zn²⁺均不能使其丧失侵染能力。经Prusiner证实，Prf/呈_a-螺旋的部分肽链在 Prp^SE的类似区域中为(3-折叠结构。朊病毒本身不能繁殖，可能是通过攻击Prp。、改变后者空间构象，使其成为Prpi初始的和新生的Prp^K继续攻击另外两个Prf……。这种类似多米诺效应使Pr浐积累，直至致病。
四、蛋白质的理化性质
蛋白质的等电点、沉淀和变性
蛋白质由氨基酸组成，因此其理化性质必定有一部分与氨基酸相同或相关，如两性解离及等电点、紫外吸收性质、呈色反应等。同时蛋白质又是由许多氨基酸组成的高分子化合物，也必定有一部分理化性质与氨基酸不同，如高分子量、胶体性质、沉淀、变性和凝固等。认识蛋白质在溶液中的性质，对于蛋白质的分离、纯化以及结构与功能的研究等都极为重要。
1.番白商■的而杜链亩桦席知笙由占番白席公芊睑而迪的氙*知雔其m艇亩孙.窘其酴
残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。在酸
性溶免费下载_丸业医师考试资料去【过考屋】WW.^guok謂•_
一 pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH 称为蛋白质的等电点。
2. 蛋白质的沉淀蛋白质从溶液中析出的现象称为沉淀。沉淀蛋白质的方法主要有盐析、重金属离子沉淀、生物碱试剂沉淀、有机溶剂沉淀等。盐析蛋白质常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。盐析沉淀的蛋白质通常不发生变性，故此法常用于天然蛋白质的分离，但是沉淀的蛋白质中混有大着中性盐，必须经透析、超滤等方法除去。
3. 蛋白质的变性在某些物理或化学因素作用下，使蛋白质的空间构象破坏(但不包括肽链的断裂等一级结构变化），导致蛋白质理化性质、生物学性质的改变，这种现象称为蛋白质的变性作用。
使蛋白质变性的因素很多，如高温、高压、紫外线、X射线照射、超声波、剧烈振荡及搅拌等物理因素;强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂、浓尿素和十二烷基硫酸钠(SDS)等化学因素。这些理化因素都可使蛋白质变性，球状蛋白质变性后的明显改变是溶解度降低;本来在等电点时能溶于水的蛋白质经过变性就不再溶于原来的水溶液。蛋白质变性后，其他理化性质的改变，如结晶性消失、黏度增加、呈色性增加和易被蛋白水解酶水解等，均与蛋白质的空间破坏、结构松散、分子的不对称性增加，以及氨基酸残基侧链外露等密切相关。空间结构破坏必然导致生物学功能的丧失，如:酶失去催化活性;激素不能调节代谢反应;抗体不能与抗原结合等。
蛋白质剧烈变性时其空间结构破坏严重，不能恢复，称为不可逆性变性。但某些温和蛋白质变性，时间也不很久，除去变性因素仍可恢复其活性，称为可逆变性。例如，核糖核酸酶经尿素和P-巯基乙醇作用变性后，再透析去除尿素和P-巯基乙醇，又可恢复其酶活性。又如，被强碱变性的胃蛋白酶也可在一定条件下恢复其酶活性;被稀盐酸变性的Hb也可在弱碱溶液里变回天然Hb。但在100°C变性的胃蛋白酶和Hb就不能复性。
蛋白质被强酸或强碱变性后，仍能溶于强酸或强碱溶液中。若将此强酸或强碱溶液的 pH调至等电点，则变性蛋白质立即结成絮状的不溶解物。这种现象称为变性蛋白质的结絮作用。结絮作用所生成的絮状物仍能再溶于强酸或强碱中。如再加热，则絮状物变为比较坚固的凝块;此凝块不易再溶于强酸或强碱中。这种现象称为蛋白质的凝固作用。鸡蛋煮熟后本来流动的蛋清变成了固体状;豆浆中加少量氯化镁即可变成豆腐，都是蛋白质凝固的典型例子。蛋白质的变性和凝固常常是相继发生的，蛋白质变性后结构松散，长肽链状似乱麻，或互相缠绕、或互相穿插、扭成一团、结成一块，不能恢复其原来的结构，即是凝固。可以说凝固是蛋白质变性后进一步发展的一种结果。
了解变性理论有重要的实际意义，一方面注意低温保存生物活性蛋白，避免其变性失活；另一方面可利用变性因素消毒灭菌。