蛋白质的高级结构一般通过疏水作用、电荷作用、氢键作用和二硫键进行维持。在SDS-PAGE的样品处理阶段是如何破坏这些作用，以达到蛋白质变性的目的的？

在SDS-PAGE的样品处理阶段，通过特定的化学处理和物理条件，可以有效地破坏蛋白质的高级结构，使其变性并形成均匀的棒状结构。这一过程主要通过以下几种方式实现：

破坏疏水作用

• SDS的作用：SDS（十二烷基硫酸钠）是一种强阴离子去污剂，具有很强的疏水性尾部和亲水性头部。当SDS与蛋白质结合时，其疏水性尾部插入蛋白质的疏水区域，而亲水性头部则暴露在外，从而破坏蛋白质内部的疏水作用。这种结合使得蛋白质的疏水区域暴露在外，导致蛋白质的疏水作用被破坏。13
• 高温处理：在样品处理过程中，通常会使用高温（如95°C）处理样品。高温能够增加SDS与蛋白质的结合效率，进一步破坏蛋白质内部的疏水作用。高温还能促进蛋白质的变性和解聚，使其形成棒状结构。13

破坏电荷作用

• SDS的电荷屏蔽作用：SDS是一种强阴离子去污剂，能够与蛋白质结合并赋予其负电荷。这种结合使得蛋白质原有的电荷被屏蔽，从而破坏蛋白质内部的电荷作用。在SDS-PAGE中，所有蛋白质都带有负电荷，因此它们的电泳迁移率不再受蛋白质原有电荷的影响，而是主要取决于蛋白质的分子量。4
• 样品处理液的作用：样品处理液中通常包含SDS、还原剂（如β-巯基乙醇）和缓冲液。还原剂能够破坏蛋白质内部的二硫键，进一步破坏蛋白质的电荷作用。缓冲液则维持样品的pH值，确保SDS与蛋白质的结合效率。13

破坏氢键作用

• SDS的结合：SDS与蛋白质结合后，其疏水性尾部插入蛋白质的疏水区域，而亲水性头部则暴露在外。这种结合破坏了蛋白质内部的氢键作用，因为SDS的亲水性头部与蛋白质的亲水区域相互作用，导致蛋白质的氢键网络被破坏。13
• 高温处理：高温处理能够进一步破坏蛋白质内部的氢键作用。高温能够增加蛋白质的动能，使其分子间的氢键更容易断裂。此外，高温还能促进SDS与蛋白质的结合，进一步破坏蛋白质的氢键作用。13

破坏二硫键

• 还原剂的作用：样品处理液中通常包含还原剂（如β-巯基乙醇），其作用是破坏蛋白质内部的二硫键。还原剂能够将二硫键还原为巯基，从而破坏蛋白质的二硫键作用。这种处理使得蛋白质的二级和三级结构被破坏，形成均匀的棒状结构。13
• 高温处理：高温处理能够增加还原剂的活性，进一步促进二硫键的破坏。高温能够增加蛋白质的动能，使其分子间的二硫键更容易断裂。此外，高温还能促进SDS与蛋白质的结合，进一步破坏蛋白质的二硫键作用。13

通过上述化学处理和物理条件，SDS-PAGE的样品处理阶段能够有效地破坏蛋白质的高级结构，使其变性并形成均匀的棒状结构。这种处理使得蛋白质的电泳迁移率不再受蛋白质原有电荷的影响，而是主要取决于蛋白质的分子量，从而实现蛋白质的分子量测定和分离。4