[发明专利]通过打开蛋白质二硫键制备蛋白质基表面活性剂的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制备蛋白质基表面活性剂方法，特别涉及一种通过打开蛋 白质二硫键制备蛋白质基表面活性剂的方法。

背景技术：

蛋白质是一类最重要的生物大分子，存在于一切生物体内，是细胞的主要 成分，是生命的基础物质，是一种纯天然的营养物质。根据侧链基团的极性， 组成蛋白质的20多种氨基酸基本上可以划分为极性氨基酸和非极性氨基酸两 大类，因此，所有蛋白质都同时含有极性和非极性基团，是一种理想的两性分 子或表面活性分子，理论上应该具有理想的表面活性性能。然而，由于极性和 非极性氨基酸在每一种蛋白质肽链中的不规则性或特异性分布，以及蛋白质空 间结构和空间结构作用力如二硫键等的影响，绝大多数水溶性蛋白质因非极性 基团被包裹在致密稳固的蛋白质分子内部而无法表面出其表面活性功能。

现有技术对蛋白质制备表面活性剂的处理是通过酸、碱、酶等水解蛋白质， 打断蛋白质分子的结构，使蛋白质变成多肽、氨基酸等小分子的混合物，或者 在蛋白质进行水解后，再对水解后的多肽、氨基酸等小分子混合物进行化学修 饰，而制成蛋白质基表面活性剂。该方法破坏了蛋白质极性和非极性基团，破 坏了蛋白质结构的完整性和蛋白质的天然性能。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种通过打开蛋白质二硫键制备蛋白质 基表面活性剂的方法，该方法最大限度的保护了蛋白质的极性和非极性基团不 受破坏，保持了蛋白质结构的完整性、性能的天然性。

解决上述技术问题的技术方案是：一种通过打开蛋白质二硫键制备蛋白质 基表面活性剂的方法，该方法是用过氧化物氧化蛋白质中的二硫键，使二硫键 转化成磺酸基，打开蛋白质的折叠盘绕结构，使它的表面活性性能表现出来， 从而制备出具有乳化、起泡、消泡、洗涤、去污和浸润等功能的蛋白质基表面 活性剂。

本发明的进一步技术方案是：该方法的具体步骤是：

A、制备水溶性蛋白质溶液并测定其二硫键的含量；

B、打开蛋白质二硫键：将过氧化物溶液加入到水溶性蛋白质溶液中，加 入量按体积比计算为：

过氧化物溶液∶水溶性蛋白质溶液＝0.005～0.03∶1，所述过氧化物溶液浓 度为0.5mol/L～1.5mol/L；所述水溶性蛋白质溶液的蛋白质含量控制在 0.01g/mL～0.02mg/mL；

所得的混合物置于零下15℃～零下5℃的冰盐浴中，在黑暗中反应1～5 小时，再在混合物中加入终止剂终止反应；

C、纯化：去除混合物中多余的氧和过氧化物；

D、测定纯化后的蛋白质基表面活性剂中二硫键的含量。

本发明的更进一步技术方案是：根据使用性能和目的的不同，对打开二硫 键后得到蛋白质进行进一步的化学修饰，其方法包括：通过或是在打开二硫键 的蛋白质侧链中引进极性基团：如-COO^-、-SO₃^-、-SO₃H、-N(CH₃)⁺或-OH， 或是在打开二硫键的蛋白质侧链中引进非极性基团：如烷基、苯基，进一步改 善或提高肽段的表面活性性能；

根据使用性能和目的的不同，对打开二硫键后得到蛋白质进行进一步的化 学修饰的方法还包括：通过乙酰化、琥珀酰化、脂酰化或磷酸化进一步改变蛋 白质的表面活性性能，所述的表面活性性能是指：表面张力、乳化、起泡、消 泡、洗涤、去污和浸润性能。

本发明的再进一步技术方案是：所述的水溶性蛋白质溶液的制备方法是： 将原料放入容器中，加入原料重量5～15倍的蒸馏水，在速度为50～70次/ 分钟，温度为20±2℃的摇床里摇动搅拌50～70分钟后进行离心分离，离心 速度为4000～4500转/分钟，分离后取出上清液水溶性蛋白质溶液，残渣按上 述方法再加入蒸馏水，依次进行摇动搅拌、离心分离，如此重复2～3次，将 每次制得的上清液混合用蒸馏水配制成水溶性蛋白质溶液，水溶性蛋白质溶液 中蛋白质含量为0.01g/mL～0.02g/mL。

本发明之通过打开蛋白质二硫键制备蛋白质基表面活性剂的方法的原理 是：通过氧化二硫键来打开蛋白质的盘绕折叠的分子结构，使蛋白质分子的基 性和非极性基团完全暴露出来，从而制备出蛋白质基表面活性剂(参见图1)。 以甲酸为例，其反应式为：