단백질의 역할은 여러 측면에서 나타납니다. 단백질은 신체를 구성하고 복구하는 중요한 원료로, 인체의 발달과 손상된 세포의 복구 및 재생에는 단백질이 필수적입니다. 또한 단백질은 분해되어 인체의 생명 활동에 필요한 에너지를 공급하기도 합니다.
【양성성】
단백질은 α-아미노산이 펩타이드 결합으로 연결된 고분자 화합물입니다. 단백질 분자에는 아미노기와 카르복실기가 존재하므로 아미노산과 마찬가지로 단백질 역시 양성 물질입니다.
【가수분해 반응 가능】
단백질은 산, 염기 또는 효소의 작용으로 가수분해 반응을 일으키며, 펩타이드를 거쳐 최종적으로 다양한 α-아미노산으로 분해됩니다. 단백질 가수분해 시 구조 내 결합의 '절단점'을 찾아야 하며, 가수분해 과정에서 펩타이드 결합이 부분적 또는 완전히 끊어집니다.
【물에 용해 시 콜로이드 성질】
일부 단백질은 물에 용해되어(예: 달걀 흰자가 물에 용해됨) 용액을 형성한다.
단백질 분자 직경이 콜로이드 입자 크기(10⁻⁹~10⁻⁷m)에 도달하므로 단백질은 콜로이드 성질을 가진다.
【침전】
원인: 고농도 중성염 첨가, 유기용매 첨가, 중금속 첨가, 알칼리 또는 산류 첨가, 열변성
소량의 염(예: 황산암모늄, 황산나트륨 등)은 단백질 용해를 촉진한다.단백질 수용액에 농축된 무기염 용액을 첨가하면 단백질의 용해도가 감소하여 용액에서 침전되는데, 이를 염침전이라고 한다.
이렇게 염침전된 단백질은 여전히 물에 용해될 수 있으며 원래 단백질의 성질에 영향을 미치지 않으므로 염침전은 가역적 과정이다. 이 성질을 이용하여 단계적 염침전법을 통해 단백질을 분리 정제할 수 있다.
【변성】
열, 산, 알칼리, 중금속염, 자외선 등의 작용으로 단백질은 성질이 변화하여 응고됩니다. 이러한 응고는 가역적이지 않아 원래 단백질로 되돌릴 수 없습니다. 단백질의 이러한 변화를 변성이라고 합니다. 단백질이 변성된 후에는 자외선 흡수, 화학적 활성 및 점도가 모두 상승하여 가수분해되기 쉬워지지만 용해도는 감소합니다.
단백질이 변성되면 원래의 용해성을 잃게 되어 생리적 기능도 상실한다. 따라서 단백질의 변성 응고는 되돌릴 수 없는 과정이다.
【단백질 변성의 원인】
물리적 요인: 가열, 가압, 교반, 진동, 자외선 조사, X선, 초음파 등:
화학적 요인에는 강산, 강알칼리, 중금속염, 트리클로로아세트산, 에탄올, 아세톤 등이 포함됩니다.
【색상 반응】
단백질은 여러 시약과 색상 반응을 일으킬 수 있습니다.
예를 들어 달걀 흰자 용액에 진한 질산 몇 방울을 떨어뜨리면 노란색을 띱니다.이는 단백질(벤젠 고리 구조 포함)이 농축 질산과 색 반응을 일으키기 때문이다. 또한 비아크릴아미드 시약을 사용하여 검정할 수 있으며, 이 시약은 단백질과 반응하여 보라색 복합체를 생성한다.
【냄새 반응】
단백질은 태워 분해될 때 타는 깃털 특유의 냄새를 발생시킨다.
이 성질을 이용하여 단백질을 식별할 수 있다.