蛋白質(zhì)是什么

蛋白質(zhì)英文名稱protein，是組成人體一切細(xì)胞、組織的重要成分。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質(zhì)的參與。一般來說，蛋白質(zhì)約占人體全部質(zhì)量的18%，最重要的還是其與生命現(xiàn)象有關(guān)。蛋白質(zhì)（protein）是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是有機大分子，是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機物，是生命活動的主要承擔(dān)者。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。

它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。機體中的每一個細(xì)胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)占人體重量的16%~20%，即一個60kg重的成年人其體內(nèi)約有蛋白質(zhì)9.6~12kg。人體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類很多，性質(zhì)、功能各異，但都是由20多種氨基酸（Amino acid）按不同比例組合而成的，并在體內(nèi)不斷進行代謝與更新。

蛋白質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)

組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸通過脫水縮合連成肽鏈。蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈組成的生物大分子，每一條多肽鏈有二十至數(shù)百個氨基酸殘基（-R）不等；各種氨基酸殘基按一定的順序排列。蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由對應(yīng)基因所編碼。除了遺傳密碼所編碼的20種基本氨基酸，在蛋白質(zhì)中，某些氨基酸殘基還可以被翻譯后修飾而發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，從而對蛋白質(zhì)進行激活或調(diào)控。多個蛋白質(zhì)可以一起，往往是通過結(jié)合在一起形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)復(fù)合物，折疊或螺旋構(gòu)成一定的空間結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮某一特定功能。合成多肽的細(xì)胞器是細(xì)胞質(zhì)中糙面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體。蛋白質(zhì)的不同在于其氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈空間結(jié)構(gòu)的不同。

蛋白質(zhì)是由C（碳）、H（氫）、O（氧）、N（氮）組成，一般蛋白質(zhì)可能還會含有P（磷）、S（硫）、Fe（鐵）、Zn（鋅）、Cu（銅）、B（硼）、Mn(錳)、I（碘）、Mo（鉬）等。

這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：碳50% 氫7% 氧23% 氮16% 硫0~3% 其他微量。

（1）一切蛋白質(zhì)都含N元素，且各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16%；

（2）蛋白質(zhì)系數(shù)：任何生物樣品中每1g元N的存在，就表示大約有100/16=6.25g蛋白質(zhì)的存在， 6.25常稱為蛋白質(zhì)常數(shù)

蛋白質(zhì)分類與功能

1、按來源分類

蛋白質(zhì)按來源可以分為動物蛋白和植物蛋白，兩者所含的氨基酸是不同的。動物性蛋白質(zhì)主要為提取自牛奶的乳清蛋白，其所含必需氨基酸種類齊全，比例合理，但是含有膽固醇。植物性蛋白質(zhì)主要來源于大豆的大豆蛋白，最多的優(yōu)點就是不含膽固醇。

2、按組成成分分類

按照化學(xué)組成，蛋白質(zhì)通?？梢苑譃楹唵蔚鞍踪|(zhì)、結(jié)合蛋白質(zhì)和衍生蛋白質(zhì)。簡單蛋白質(zhì)經(jīng)水解得氨基酸和氨基酸衍生物；結(jié)合蛋白質(zhì)經(jīng)水解得氨基酸、非蛋白的輔基和其他（結(jié)合蛋白質(zhì)的非氨基酸部分稱為輔基）；蛋白質(zhì)經(jīng)變性作用和改性修飾得到衍生蛋白質(zhì)。

3、按分子形狀分類

根據(jù)分子形狀的不同，可將蛋白質(zhì)分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)兩大類。以長軸和短軸之比為標(biāo)準(zhǔn)，球狀蛋白質(zhì)小于5，纖維狀蛋白質(zhì)大于5。纖維狀蛋白多為結(jié)構(gòu)蛋白，是組織結(jié)構(gòu)不可缺少的蛋白質(zhì)，由長的氨基酸肽鏈連接成為纖維狀或蜷曲成盤狀結(jié)構(gòu)，成為各種組織的支柱，如皮膚、肌腱、軟骨及骨組織中的膠原蛋白；球狀蛋白的形狀近似于球形或橢圓形。許多具有生理活性的蛋白質(zhì)，如酶、轉(zhuǎn)運蛋白、蛋白類激素與免疫球蛋白、補體等均屬于球蛋白。

4、按結(jié)構(gòu)分類

蛋白質(zhì)按其結(jié)構(gòu)可分為：單體蛋白、寡聚蛋白、多聚蛋白。

寡聚蛋白：

包含2個或2個以上三級結(jié)構(gòu)的亞基?？梢允窍嗤瑏喕木酆?，也可以是不同亞基的聚合。

多聚蛋白：

由數(shù)十個亞基以上，甚至數(shù)百個亞基聚合而成的超級多聚體蛋白。

單體蛋白：

蛋白質(zhì)由一條肽鏈構(gòu)成，最高結(jié)構(gòu)為三級結(jié)構(gòu)。包括由二硫鍵連接的幾條肽鏈形成的蛋白質(zhì)，其最高結(jié)構(gòu)也是三級。多數(shù)水解酶為單體蛋白。

5、按功能分類

蛋白質(zhì)按其功能分為活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)兩大類。

活性蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)蛋白、收縮蛋白、抗體蛋白等。

非活性蛋白質(zhì)有結(jié)構(gòu)蛋白等。

結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成人體組織的蛋白質(zhì)，如韌帶、毛發(fā)、指甲和皮膚等。

調(diào)節(jié)蛋白：具有調(diào)控功能的蛋白質(zhì)，如胰島素，甲狀腺素等。

收縮蛋白：參與收縮過程的蛋白質(zhì)，如肌球蛋白，肌動蛋白等。

抗體蛋白：構(gòu)成機體抗體的蛋白質(zhì)，如免疫器蛋白。

6、按蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值分類

食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于所含氨基酸的種類和數(shù)量，所以在營養(yǎng)上尚可根據(jù)食物蛋 白質(zhì)的氨基酸組成，分為完全蛋白質(zhì)、半完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)三類。

蛋白質(zhì)的功能

1、參與生物體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

它是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì),可以說蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體這座高樓大廈的磚瓦基石。例如，肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要就是結(jié)構(gòu)蛋白。

2、參與生物體內(nèi)物質(zhì)運輸

運輸?shù)鞍讌⑴c物質(zhì)運輸?shù)墓δ?，能使物質(zhì)在細(xì)胞和生物體內(nèi)自由、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移。主要為各種載體、血紅蛋白等。

3、生化反應(yīng)催化劑

催化特定的生化反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)快速高效地進行。主要為各種酶類。

4、參與免疫應(yīng)答反應(yīng)

主要為各種抗體等。參與免疫應(yīng)答反應(yīng)，能使生物體有效地抵御有害生物或物質(zhì)的入侵。

5、調(diào)節(jié)功能

調(diào)節(jié)蛋白：參與信息傳遞過程，能夠精確地調(diào)節(jié)機體的生命活動。主要為胰島素、甲狀腺激素、生長激素、腎上腺皮質(zhì)激素等。

蛋白質(zhì)獲取來源

能夠提供蛋白質(zhì)的食物是多方面的，如乳類中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋類中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉類中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白, 小麥中的麥谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。因此除了牛羊肉等肉類食品之外，蛋類和奶制品，包括大米、小麥等谷物，都是我們獲取蛋白質(zhì)的途徑。由于每種食物的氨基酸組成不盡相同，為了使機體的必需氨基酸種類與數(shù)量比例適宜，我們提倡混合攝入多種多樣的含蛋白食物，使食物中的蛋白質(zhì)相互補充，提高膳食中蛋白質(zhì)的生物價值。

食物中蛋白質(zhì)的質(zhì)量也是我們選擇補充蛋白質(zhì)的依據(jù)之一。食物中蛋白質(zhì)的能被人體消化利用的難易程度因食物而異，比如燕麥中的蛋白質(zhì)就比雞蛋中的難以消化。總的來說，由于蛋白質(zhì)的氨基酸組成與人體比較接近，動物蛋白中的氨基酸是最容易被消化吸收的，其利用率可以達(dá)到90%以上，豆科植物蛋白質(zhì)其次(80%左右)，谷類和其他植物蛋白的吸收利用率較低。對于男性來講，不論是保持健康維持身體能量還是滿足健美增肌運動需求，動物類蛋白，如肉類、魚類、蛋類、奶類，都是膳食中蛋白質(zhì)最好的來源。

蛋白質(zhì)變性

蛋白質(zhì)變性原理生雞蛋蛋清呈粘液狀并且顏色透明，放在鍋里煮后變成白色固態(tài)。為什么會這樣呢，這是因為雞蛋中的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性。蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)分子中的酰氧原子核...[查看全部]

蛋白質(zhì)組學(xué) ： 合成氨反應(yīng)_合成氨工業(yè)工藝流程_合成氨用途阿司匹林的合成工藝流程、實驗室制法和用途酚醛樹脂的合成工藝_酚醛樹脂實驗室制取方法蛋白質(zhì)分類和功能_蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)組成_蛋白質(zhì)獲取蛋白質(zhì)工程_蛋白質(zhì)工程流程步驟及應(yīng)用

蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)概念

蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)又稱蛋白質(zhì)體學(xué)，概念最早在1994年由Marc Wikins首先提出。蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對象，研究細(xì)胞、組織或生物體蛋白質(zhì)組成及其變化規(guī)律的科學(xué)。

蛋白質(zhì)組是指由一個基因組，或一個細(xì)胞、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì). 蛋白質(zhì)組的概念與基因組的概念有許多差別，它隨著組織、甚至環(huán)境狀態(tài)的不同而改變。 在轉(zhuǎn)錄時，一個基因可以多種mRNA形式剪接，一個蛋白質(zhì)組不是一個基因組的直接產(chǎn)物，蛋白質(zhì)組中蛋白質(zhì)的數(shù)目有時可以超過基因組的數(shù)目。 蛋白質(zhì)組學(xué)處于早期“發(fā)育”狀態(tài)，這個領(lǐng)域的專家否認(rèn)它是單純的方法學(xué)，就像基因組學(xué)一樣，不是一個封閉的、概念化的穩(wěn)定的知識體系，而是一個領(lǐng)域。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究內(nèi)容

蛋白質(zhì)組學(xué)集中于動態(tài)描述基因調(diào)節(jié)，對基因表達(dá)的蛋白質(zhì)水平進行定量的測定，鑒定疾病、藥物對生命過程的影響，以及解釋基因表達(dá)調(diào)控的機制。作為一門科學(xué)，蛋白質(zhì)組研究并非從零開始，它是已有20多年歷史的蛋白質(zhì)(多肽)譜和基因產(chǎn)物圖譜技術(shù)的一種延伸. 多肽圖譜依靠雙向電泳和進一步的圖象分析；而基因產(chǎn)物圖譜依靠多種分離后的分析，如質(zhì)譜技術(shù)、氨基酸組分分析等。

由于可變剪輯及RNA編輯的存在，許多基因可以表達(dá)出多種不同的蛋白質(zhì)。因此，蛋白質(zhì)組的復(fù)雜度要比基因組的復(fù)雜度高得多。

如果某物種的基因組全序列已經(jīng)破譯，并不代表該物種的蛋白質(zhì)組也已破譯。 具體分析某個基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物要綜合基因組水平、轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的修飾及調(diào)控來確定。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究內(nèi)容主要有兩方面，一是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)，二是功能蛋白質(zhì)組學(xué)。其研究前沿大致分為三個方面：

① 以重要生命過程或人類重大疾病為對象，進行重要生理病理體系或過程的局部蛋白質(zhì)組或比較蛋白質(zhì)組學(xué)。

② 針對有關(guān)基因組或轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫的生物體或組織細(xì)胞，建立其蛋白質(zhì)組或亞蛋白質(zhì)組及其蛋白質(zhì)組連鎖群，即組成性蛋白質(zhì)組學(xué)。

③ 通過多種先進技術(shù)研究蛋

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蛋白質(zhì)工程介紹

作為一切生命活動存在的物質(zhì)基礎(chǔ)和唯一形式，蛋白質(zhì)同時也是診斷疾病、治療疾病的物質(zhì)基礎(chǔ)或藥物。人類蛋白數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過基因數(shù)量，而且由于蛋白質(zhì)的可變性和多樣性導(dǎo)致了蛋白質(zhì)研究技術(shù)遠(yuǎn)比核酸技術(shù)要復(fù)雜和困難的多。因此人類蛋白質(zhì)構(gòu)成了后基因組時代最重要的研究內(nèi)容，具有無限廣闊的研究前景。雖然蛋白質(zhì)具有許多各種各樣的功能，然而生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，有的往往不盡人意，人們就想通過改造蛋白質(zhì)來得到特定功能的蛋白質(zhì)，于是蛋白質(zhì)工程出現(xiàn)了。

蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計算機輔助設(shè)計等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。其內(nèi)容主要有兩個方面：根據(jù)需要合成具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；確定蛋白質(zhì)化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，設(shè)計合成具有特定生物功能的全新的蛋白質(zhì)，這也是蛋白質(zhì)工程最根本的目標(biāo)之一。

蛋白質(zhì)工程尚未有統(tǒng)一的定義。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)工程就是通過基因重組技術(shù)改變或設(shè)計合成具有特定生物功能的蛋白質(zhì)。實際上蛋白質(zhì)工程包括蛋白質(zhì)的分離純化，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的分析、設(shè)計和預(yù)測，通過基因重組或其它手段改造或創(chuàng)造蛋白質(zhì)。從廣義上來說，蛋白質(zhì)工程是通過物理、化學(xué)、生物和基因重組等技術(shù)改造蛋白質(zhì)或設(shè)計合成具有特定功能的新蛋白質(zhì)。 

蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別

蛋白質(zhì)工程就是根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，利用基因工程的手段，按照人類自身的需要，定向地改造天然的蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造新的、自然界本不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)工程自誕生之日起，就與基因工程密不可分?；蚬こ淌峭ㄟ^基因操作把外源基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)纳矬w內(nèi)，并在其中進行表達(dá)，它的產(chǎn)品還是該基因編碼的天然存在的蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)工程則更進一步。它可以根據(jù)

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