第四节   蛋白质(Proteins)

 

蛋白质是生物体中的重要成分,在生物体系中起着核心作用,占活细胞干重的50%左右。生命最基本的特征就是蛋白质的不断自我更新。

一、   氨基酸

1、 构成蛋白质的氨基酸

       蛋白质是由氨基酸以肽键相联组成的高分子化合物,各种蛋白质的分子量相差很大,可由数千至数十万,构成蛋白质的氨基酸都是a-氨基酸,常见的20多种,如:

      

甘氨酸

赖氨酸
谷氨酸

常见的氨基酸如表2-1所示。

 2-1  常见的氨基酸

分类

              

分离用的蛋白质

I 脂肪类

1)单氨基、羧基酸

1、  甘氨酸Glycine

CH2NH2COOH

明胶

 

2、  丙氨酸Alanine

 

CH3CHNH2COOH

绢丝蛋白

3、  缬氨酸 Valine

CH32CHCHNH2COOH

酪蛋白

4、  亮氨酸Leucine

CH32CHCH2CHNH2COOH

肌纤维

5、  异亮氨酸Isoleucine

CH3CH2CHCH3CHNH2COOH

纤维蛋白

6、  丝氨酸Serine

CH2OHCHNH2COOH

丝胶蛋白

7、  苏氨酸Threonine

CH3CHOHCHNH2COOH

自体

2)双氨基、单羧基酸

8、  赖氨酸Lysine

 

CH2NH2CH2CH2CH2CHNH2COOH

酪蛋白  

9、  d-羟赖氨酸

CH2NH2CHOHCH2CH2CHNH2COOH

鱼胶蛋白

10、  精氨酸Arginine

H2NC(=NHNHCH2CH2CH2CHNH2COOH

角蛋白

3)单氨基、双羧基酸及其酰胺

11、 天门冬氨酸Aspartic acid

 

蓝豆蛋白

豆球蛋白

12、天门冬酰胺Asparagine             

13、谷氨酸Glutamic 

   acid 

14、谷氨酰胺Glutamine

 

 

麻仁球蛋白

谷胶蛋白

  麦胶蛋白

4)含硫氨基酸

15、      胱氨酸

  

16、蛋氨酸

Methionine

 

  CH3SCH2CH2CH(NH2)   COOH

  角蛋白

               

 酪蛋白

II、芳香族氨基酸

17、苯丙氨酸PHenylalanine

             

  18、酪氨酸Tyrosine

               

              

 19、甲状腺素

 

羽扁豆、豆芽菜

               

  酪蛋白

                         

               

 

  甲状腺组织

III、杂环族氨基酸

20、脯氨酸Proline

              

 21、羟脯氨酸

               

 22、色氨酸Trytophan

               

 

23、组氨酸Histidine

 

 

酪蛋白

 

酪蛋白

 

 

酪蛋白

 

各种蛋白水解物

 

除上述20多种常见氨基酸外,在动物、植物或微生物的细胞中还存在150种以上游离或结合的氨基酸,其中多数是重要的代谢中间产物(或前体),或者是参与传递神经冲动的化学介体。  

   蛋白质温和水解(酸或酶法)产生的所有氨基酸除甘氨酸外,都具有旋光性,这种性质(手性)是因为有不对称α-碳原子存在所致,天然存在的蛋白质中,只存在L型氨基酸。某些氨基酸的D型异构体存在于一些微生物的细胞壁和具有抗菌作用的多肽内。例如放线菌素D、短杆菌肽和短杆菌酪肽。

   蛋白质分子中只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸等芳香族氨基酸是能够产生紫外吸收光谱。

 

2、  氨基酸的等电点

氨基酸分子中同时含有氨基和羧基,它即能象酸一样离解,也能象碱一样离解。在酸性介质中,氨基酸主要以正离子状态存在,电解时即移向阴极。而在碱性介质中,氨基酸主要以负离子态存在,电解时移向阳极。

                                                  

      就某一种氨基酸而言,当介质的酸、碱度达到一定的PH值时,氨基酸就以电中性的偶极离子dipolarion)状态存在,此时,它即不向阴极移动,也不向阳极移动,这时的PH值就称为该氨基酸的等电点。

 中性氨基酸的等电点在56.3,酸性氨基酸在2.83.2,碱性氨基酸在7.610.8

    在等电点时,氨基酸在水中的溶解度最小,这是因为此时它处于电中性状态,它和极性水分子的作用比起处于阳离子或阴离子状态来不是那么强烈。

     

3、  必需氨基酸

        在20多种氨基酸中,有一些在人体内不能合成,而只能由食物供给的氨基酸,它们被称为必需氨基酸,计有赖氨酸,色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸8种,因而,含必需氨基酸越多的蛋白质,其营养价值就高。一般动物蛋白质中的必需氨基酸比植物蛋白质中的含量高,所以,动物性蛋白质比植物性蛋白质好。

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