文档介绍：第二章蛋白质化学
第一节蛋白质概述
一、蛋白质生物功能
蛋白质是生物体内最重要的物质之一,英文名称叫做Protein,是“最原初的”、“第一重要的”意思,不论是动物、植物,还是简单的细菌、病毒等都有蛋白质存在。它是细胞原生质的主要成分,与核酸一起共同构成了生命的物质基础。蛋白质的重要性很早就被认识,1838年,当G. J. Mulder提出蛋白质这个名词时,他就明确指出:在植物和动物中存在这样一种物质,毫不怀疑它是生物体中已知的最重要的物质,如果没有它,在我们这个星球上生命则是不可能存在的。恩格斯指出:生命是蛋白质的存在方式。因此,蛋白质有着极其重要的生物学意义。
:蛋白质的一个最重要的生物学功能是作为有机体新陈代谢的催化剂——酶。几乎所有的酶都是蛋白质。生物体内的各种化学反应几乎都是在相应的酶参与下进行的。
:蛋白质另一个主要的生物学功能是作为有机体的结构成分。在高等动物里,胶原纤维是主要的细胞外结构蛋白,参与结缔组织和骨骼作为身体的支架。细胞里的片层结构,如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白质与脂质组成的。
:另一类蛋白质具有运输的功能。脊椎动物的血红蛋白和无脊椎动物中的血蓝蛋白,某些色素蛋白如细胞色素c等起传递电子的作用。
:某些蛋白质与生物的运动有关,如肌球蛋白(myosin)和肌动蛋白(actin)是肌肉收缩系统的必要成分。细菌的鞭毛或纤毛蛋白也能产生类似的活动。近年来发现,在非肌肉的运动系统中普遍存在着运动蛋白。
:有些蛋白质具有贮藏氨基酸的功能,作为有机体及其胚胎或幼体生长发育的原料,如蛋类中的卵清蛋白(ovalbumin)、乳类中的酪蛋白(casein)、小麦种子中的麦醇溶蛋白等。
:生物体防御体系中的抗体(antibody)也是蛋白质。它能识别病毒、细菌以及其他机体的细胞,并与之相结合而排除外来物质对有机体的干扰,起到保护机体的作用。
:还有一些蛋白质具有激素的功能,对生物体内的新陈代谢起调节作用。如胰岛素参与血糖的调节,能降低血液中葡萄糖的含量。
:近代分子生物学的研究还表明,蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性,以及高等动物的记忆、识别机构等方面都起到重要作用。
二、蛋白质的元素组成
蛋白质是含氮的有机化合物,其含氮量占生物组织中一切含氮物质的绝大部分。氮元素是蛋白质区别于糖和脂肪的特征性元素,根据对大多数蛋白质的氮元素分析,其氮元素的含量都相当接近,一般在15%~17%,平均为16%,即100g蛋白质中含有16g氮。这是凯氏(Kjedahl)定氮法测定蛋白质含量的计算基础。
蛋白质含量=蛋白氮×6 .25
式中:6 .25—16%的倒数,每测定1g氮相当于6 .25g的蛋白质。
蛋白质除含有氮元素外,含有下述几种主要元素:C:50~55%; H:6~8%;O:20~30% ;S:0~4%。有些蛋白质含有少量的磷,还有些蛋白质含有微量的金属元素,例如铁、铜、锰、锌等。
三、蛋白质的分类
蛋白质可以按不同的方法分类。作为分类的依据主要有:分子的形状或空间构象;分子的溶解性;分子的组成情况;功能。
表3-1 简单蛋白质的分类
蛋白质
性质

清蛋白(albumin)

2..球蛋白(globulin)
(glutelin)
(prolamine)
(histone)
(protamine)
(scleroprotein)
溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液,为饱和硫酸铵所沉淀。广泛存在于生物体内,如血清清蛋白、乳清蛋白等
为半饱和硫酸铵所沉淀,不溶于水而溶于稀盐溶液的称为优球蛋白( euglobulin);溶于水的称为拟球蛋白(pseudoglobulin)。普遍存在于生物体内,如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等
不溶于水、醇及中性盐溶液,但易溶于稀酸或稀碱,如米谷蛋白(oryzenin)和麦谷蛋白(glutenin)等
不溶于水及无水乙醇,但溶于70%~80%的乙醇中。组成上的特点是脯氨酸和酰胺较多,非极性侧链远较极性侧链多。这类蛋白质主要存在于植物种子中,如玉米醇溶蛋白(zein)、麦醇溶蛋白(gliadin)等
溶于水及稀酸,但为稀氨水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多,分子呈碱性,如小牛胸腺组蛋白等
溶于水及稀酸,不溶于氨水。分子中呈碱性的氨基酸特别多,因此呈碱性,如鲑精蛋白(salmin)等
不溶于水、盐、稀酸或稀碱。这类蛋白是动物体内作为结缔及保护功能的蛋白质,如角蛋白(keratin)、胶原(collagen)、网硬蛋白