Proteiinin toiminnot ilmenevät monin tavoin. Proteiini on elintärkeä rakennusaine kehon rakentamisessa ja korjaamisessa; ihmisen kehitys sekä vaurioituneiden solujen korjaaminen ja uusiutuminen riippuvat suuresti proteiinista. Lisäksi proteiini voidaan hajottaa energiaksi kehon elintärkeille toiminnoille.[Amfifiilinen luonne]
Proteiinit ovat makromolekyylejä, jotka muodostuvat peptidisidoksilla toisiinsa liitetyistä α-aminohapoista. Amino- ja karboksyyliryhmien esiintyminen proteiinimolekyylissä tarkoittaa, että proteiinit ovat aminohappojen tavoin amfifiilisiä aineita.
【Hydrolyysireaktioihin kykenevä】
Proteiinit hydrolysoituvat happojen, emästen tai entsyymien vaikutuksesta. Tämä prosessi hajottaa polypeptidiketjun erilaisiksi α-aminohapoiksi. Hydrolyysin aikana rakenteellisten sidosten "katkaisupisteet" on tunnistettava, mikä johtaa peptidisidosten osittaiseen tai täydelliseen katkeamiseen.
【Hydrofiiliset kolloidiset ominaisuudet】
Tietyt proteiinit liukenevat veteen (esim. munanvalkuainen liukenee veteen) muodostaen liuoksia.
Proteiinimolekyylit saavuttavat kolloidisten hiukkasten koon (10⁻⁹ – 10⁻⁷ m), mikä antaa niille kolloidisia ominaisuuksia.
【Saostuminen】
Syyt: Korkeapitoisten neutraalien suolojen, orgaanisten liuottimien, raskasmetallien, alkaloidien tai happojen lisääminen, terminen denaturoituminen.
Pienet määrät suoloja (esim. ammoniumsulfaattia, natriumsulfaattia) edistävät proteiinin liukoisuutta.Keskittyneiden epäorgaanisten suolaliuosten lisääminen proteiinin vesiliuoksiin vähentää proteiinin liukoisuutta, mikä aiheuttaa saostumisen liuoksesta. Tätä ilmiötä kutsutaan suolauksiksi.
Suolauksilla saostuneet proteiinit pysyvät liukoisina veteen muuttamatta alkuperäisiä ominaisuuksiaan, mikä tekee suolauksista käännettävän prosessin. Tämä ominaisuus mahdollistaa proteiinien erottamisen ja puhdistamisen vaiheittaisilla suolausmenetelmillä.
Denaturoituminen Lämmön, happojen, emästen, raskasmetallisuolojen, ultraviolettisäteilyn ja muiden tekijöiden vaikutuksesta proteiinit muuttavat rakennettaan ja koaguloituvat. Tämä koagulaatio on palautumaton, eikä proteiineja voida palauttaa alkuperäiseen tilaansa. Tätä muutosta kutsutaan denaturoitumiseksi. Denaturoitumisen jälkeen proteiinit absorboivat enemmän ultraviolettisäteilyä, niiden kemiallinen reaktiivisuus ja viskositeetti lisääntyvät ja ne ovat alttiimpia hydrolyysille, vaikka niiden liukoisuus heikkenee.
Denaturoituessaan proteiinit menettävät luontaisen liukoisuutensa ja siten myös fysiologiset toimintonsa. Siksi proteiinien denaturoituminen ja koaguloituminen ovat peruuttamattomia prosesseja.
【Proteiinien denaturoitumisen syyt】
Fysikaalisia tekijöitä ovat: kuumentaminen, paineistaminen, sekoittaminen, ravistelu, ultraviolettisäteily, röntgensäteily, ultraääniaallot jne.
Kemiallisia tekijöitä ovat: vahvat hapot, vahvat emäkset, raskasmetallisuolat, trikloorietikkahappo, etanoli, asetoni jne.
【Värireaktiot】
Proteiinit voivat reagoida värillisesti useiden reagenssien kanssa.
Esimerkiksi tiivistetyn typpihapon lisääminen munanvalkuaisliuokseen muuttaa liuoksen keltaiseksi.Tämä johtuu proteiinin (joka sisältää bentseenirenkaan rakenteen) ja väkevän typpihapon välisestä värireaktiosta. Biureettireagenssia voidaan käyttää myös testaukseen, koska se muodostaa purppuranvärisen kompleksin proteiinien kanssa.
【Hajureaktio】
Kun proteiinit poltetaan ja hajoavat, ne tuottavat tunnusomaisen palaneen höyhenen hajun.
Tätä ominaisuutta voidaan käyttää proteiinien tunnistamiseen.