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蛋白质、氨基酸是生命基础物质。含蛋白质多的食物包括:牲畜的奶,如牛奶;畜肉,如牛、羊、猪、狗肉等;禽肉,如鸡、鸭、鹅;蛋类,如鸡蛋、鸭蛋;还有大豆类,包括黄豆、大青豆和黑豆等,其中以黄豆的营养价值最高,它是婴幼儿食品中优质的蛋白质来源;但各种食物中氨基酸的含量、所含氨基酸的种类各异。
蛋白质是生物体内普遍存在的一种主要由氨基酸组成的生物大分子。它与核酸同为生物体最基本的物质,担负着生命活动过程的各种极其重要的功能。蛋白质的基本结构单元是氨基酸,在蛋白质中出现的氨基酸共有20种。氨基酸以肽键相互连接,形成肽链。
1820年H.布拉孔诺发现甘氨酸和亮氨酸,这是最初被鉴定为蛋白质成分的氨基酸,以后又陆续发现了其他的氨基酸。到19世纪末已经搞清蛋白质主要是由一类相当简单的有机分子——氨基酸所组成。1902年E.菲舍尔和F.霍夫迈斯特各自独立地阐明了在蛋白质分子中将氨基酸连接在一起的化学键是肽键;1907年E.菲舍尔又成功地用化学方法连接了18个氨基酸首次合成了多肽,从而建立了作为蛋白质化学结构基础的多肽理论。对蛋白质精确的三维结构知识主要来自对蛋白质晶体的X射线衍射分析,1960年J.C.肯德鲁首次应用X射线衍射分析技术测定了肌红蛋白的晶体结构,这是第一个被阐明了三维结构的蛋白质。中国科学工作者在1965年用化学合成法合成了结晶牛胰岛素,首次实现了蛋白质的人工合成。
1 蛋白质具有活性
蛋白质分子在受到外界的一些物理和化学因素的影响后,分子的肽链虽不裂解,但其天然的立体结构遭致改变和破坏,从而导致蛋白质生物活性的丧失和其他的物理、化学性质的变化,这一现象称为蛋白质的变性。鸡蛋白、大豆蛋白等蛋白质溶于水,在这些蛋白质溶液中加入某些浓的硫酸铜或甲醛,如果由于某种条件使蛋白质的化学组成或空间结构发生改变,它的生理功能也会改变。在高温和紫外线的作用下,蛋白质的性质也会变化,失去生理功能。
2 蛋白质的变性研究
早在1931年中国生物化学家吴宪就首次提出了正确的变性作用理论。引起蛋白质变性的主要因素有:①温度。②酸碱度。③有机溶剂。④脲和盐酸胍。这是应用最广泛的蛋白质变性试剂。⑤去垢剂和芳香环化合物。
蛋白质的变性常伴随有下列现象:①生物活性的丧失。这是蛋白质变性的最主要特征。②化学性质的改变。③物理性质的改变。
在变性因素去除以后,变性的蛋白质分子又可重新回复到变性前的天然构象,这一现象称为蛋白质的复性。蛋白质的复性有完全复性、基本复性或部分复性。只有少数蛋白质在严重变性以后,能够完全复性。蛋白质变性和复性的研究,对了解体内体外的蛋白质分子的折叠过程十分重要。主要通过蛋白质的变性和复性的研究,肯定了蛋白质折叠的自发性,证实了蛋白质分子的特征三维结构仅仅决定于它的氨基酸序列。活性蛋白质分子在生物体内刚合成时,常常不呈现活性,即不具有这一蛋白质的特定生物功能。要使蛋白质呈现其生物活性,一个非常普遍的现象是,蛋白质分子的肽链在一些生化过程中必须按特定的方式断裂。蛋白质的激活是生物的一种调控方式,这类现象在各种重要的生命活动中广泛存在。
3 蛋白质在生物体中的多种功能
3.1 催化功能。有催化功能的蛋白质称酶,生物体新陈代谢的全部化学反应都是由酶催化来完成的。
3.2 运动功能。从最低等的细菌鞭毛运动到高等动物的肌肉收缩都是通过蛋白质实现的。
3.3 运输功能。在生命活动过程中,许多小分子及离子的运输是由各种专一的蛋白质来完成的。例如在血液中血浆白蛋白运送小分子,红细胞中的血红蛋白运送氧气和二氧化碳等。
3.4 机械支持和保护功能。高等动物的具有机械支持功能的组织如骨、结缔组织以及具有覆盖保护功能的毛发、皮肤、指甲等组织主要是由胶原、角蛋白、弹性蛋白等组成。
3.5 免疫和防御功能。生物体为了维持自身的生存,拥有多种类型的防御手段,其中不少是靠蛋白质来执行的。例如抗体即是一类高度专一的蛋白质,它能识别和结合侵入生物体的外来物质。
3.6 调节功能。维持生物体正常的生命活动中,代谢机能的调节,生长发育和分化的控制,生殖机能的调节以及物种的延续等各种过程中,多肽和蛋白质激素起着极为重要的作用。
蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。蛋白质的结构非常复杂,研究蛋白质的结构和合成,进一步探究生命现象,是生命科学研究的重要课题。蛋白质是人类和其他动物的主要食物成分,高蛋白膳食是人民生活水平提高的重要标志之一。许多纯的蛋白质制剂也是有效的药物,例如胰岛素、人丙种球蛋白和一些酶制剂等。在临床检验方面,测定有关酶的活力和某些蛋白质的变化可以作为一些疾病临床诊断的指标。在工业生产上,某些蛋白质是食品工业及轻工业的重要原料,如羊毛和蚕丝都是蛋白质,皮革是经过处理的胶原蛋白。
蛋白质是生物体内普遍存在的一种主要由氨基酸组成的生物大分子。它与核酸同为生物体最基本的物质,担负着生命活动过程的各种极其重要的功能。蛋白质的基本结构单元是氨基酸,在蛋白质中出现的氨基酸共有20种。氨基酸以肽键相互连接,形成肽链。
1820年H.布拉孔诺发现甘氨酸和亮氨酸,这是最初被鉴定为蛋白质成分的氨基酸,以后又陆续发现了其他的氨基酸。到19世纪末已经搞清蛋白质主要是由一类相当简单的有机分子——氨基酸所组成。1902年E.菲舍尔和F.霍夫迈斯特各自独立地阐明了在蛋白质分子中将氨基酸连接在一起的化学键是肽键;1907年E.菲舍尔又成功地用化学方法连接了18个氨基酸首次合成了多肽,从而建立了作为蛋白质化学结构基础的多肽理论。对蛋白质精确的三维结构知识主要来自对蛋白质晶体的X射线衍射分析,1960年J.C.肯德鲁首次应用X射线衍射分析技术测定了肌红蛋白的晶体结构,这是第一个被阐明了三维结构的蛋白质。中国科学工作者在1965年用化学合成法合成了结晶牛胰岛素,首次实现了蛋白质的人工合成。
1 蛋白质具有活性
蛋白质分子在受到外界的一些物理和化学因素的影响后,分子的肽链虽不裂解,但其天然的立体结构遭致改变和破坏,从而导致蛋白质生物活性的丧失和其他的物理、化学性质的变化,这一现象称为蛋白质的变性。鸡蛋白、大豆蛋白等蛋白质溶于水,在这些蛋白质溶液中加入某些浓的硫酸铜或甲醛,如果由于某种条件使蛋白质的化学组成或空间结构发生改变,它的生理功能也会改变。在高温和紫外线的作用下,蛋白质的性质也会变化,失去生理功能。
2 蛋白质的变性研究
早在1931年中国生物化学家吴宪就首次提出了正确的变性作用理论。引起蛋白质变性的主要因素有:①温度。②酸碱度。③有机溶剂。④脲和盐酸胍。这是应用最广泛的蛋白质变性试剂。⑤去垢剂和芳香环化合物。
蛋白质的变性常伴随有下列现象:①生物活性的丧失。这是蛋白质变性的最主要特征。②化学性质的改变。③物理性质的改变。
在变性因素去除以后,变性的蛋白质分子又可重新回复到变性前的天然构象,这一现象称为蛋白质的复性。蛋白质的复性有完全复性、基本复性或部分复性。只有少数蛋白质在严重变性以后,能够完全复性。蛋白质变性和复性的研究,对了解体内体外的蛋白质分子的折叠过程十分重要。主要通过蛋白质的变性和复性的研究,肯定了蛋白质折叠的自发性,证实了蛋白质分子的特征三维结构仅仅决定于它的氨基酸序列。活性蛋白质分子在生物体内刚合成时,常常不呈现活性,即不具有这一蛋白质的特定生物功能。要使蛋白质呈现其生物活性,一个非常普遍的现象是,蛋白质分子的肽链在一些生化过程中必须按特定的方式断裂。蛋白质的激活是生物的一种调控方式,这类现象在各种重要的生命活动中广泛存在。
3 蛋白质在生物体中的多种功能
3.1 催化功能。有催化功能的蛋白质称酶,生物体新陈代谢的全部化学反应都是由酶催化来完成的。
3.2 运动功能。从最低等的细菌鞭毛运动到高等动物的肌肉收缩都是通过蛋白质实现的。
3.3 运输功能。在生命活动过程中,许多小分子及离子的运输是由各种专一的蛋白质来完成的。例如在血液中血浆白蛋白运送小分子,红细胞中的血红蛋白运送氧气和二氧化碳等。
3.4 机械支持和保护功能。高等动物的具有机械支持功能的组织如骨、结缔组织以及具有覆盖保护功能的毛发、皮肤、指甲等组织主要是由胶原、角蛋白、弹性蛋白等组成。
3.5 免疫和防御功能。生物体为了维持自身的生存,拥有多种类型的防御手段,其中不少是靠蛋白质来执行的。例如抗体即是一类高度专一的蛋白质,它能识别和结合侵入生物体的外来物质。
3.6 调节功能。维持生物体正常的生命活动中,代谢机能的调节,生长发育和分化的控制,生殖机能的调节以及物种的延续等各种过程中,多肽和蛋白质激素起着极为重要的作用。
蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。蛋白质的结构非常复杂,研究蛋白质的结构和合成,进一步探究生命现象,是生命科学研究的重要课题。蛋白质是人类和其他动物的主要食物成分,高蛋白膳食是人民生活水平提高的重要标志之一。许多纯的蛋白质制剂也是有效的药物,例如胰岛素、人丙种球蛋白和一些酶制剂等。在临床检验方面,测定有关酶的活力和某些蛋白质的变化可以作为一些疾病临床诊断的指标。在工业生产上,某些蛋白质是食品工业及轻工业的重要原料,如羊毛和蚕丝都是蛋白质,皮革是经过处理的胶原蛋白。