蛋白质的性质

蛋白质的性质

两性

蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，在蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。

水解反应

蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应，经过多肽，最后得到多种α-氨基酸。

蛋白质水解时，应找准结构中键的“断裂点”，水解时肽键部分或全部断裂。

胶体性质

有些蛋白质能够溶解在水里(例如鸡蛋白能溶解在水里)形成溶液。

蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小(10-9～10-7m)时，所以蛋白质具有胶体的性质。

沉淀

原因：加入高浓度的中性盐、加入有机溶剂、加入重金属、加入生物碱或酸类、热变性

少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解。如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低，而从溶液中析出，这种作用叫做盐析.

这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中，而不影响原来蛋白质的性质，因此盐析是个可逆过程.利用这个性质，采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质.

变性

在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来.这种凝结是不可逆的，不能再使它们恢复成原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性.蛋白质变性之后，紫外吸收，化学活性以及粘度都会上升，变得容易水解，但溶解度会下降。

蛋白质变性后，就失去了原有的可溶性，也就失去了它们生理上的作用.因此蛋白质的变性凝固是个不可逆过程.

造成蛋白质变性的原因

物理因素包括：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X射线、超声波等：

化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。

颜色反应

蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。

例如在鸡蛋白溶液中滴入浓硝酸，则鸡蛋白溶液呈黄色.这是由于蛋白质(含苯环结构)与浓硝酸发生了颜色反应的缘故.还可以用双缩脲试剂对其进行检验，该试剂遇蛋白质生成紫色络合物。

气味反应

蛋白质在灼烧分解时，可以产生一种烧焦羽毛的特殊气味。利用这一性质可以鉴别蛋白质。

折叠

对蛋白质折叠机理的研究，对保留蛋白质活性，维持蛋白质稳定性和包涵体蛋白质折叠复性都具有重要的意义(21)。早在上世纪30年代，我国生化界先驱吴宪教授就对蛋白质的变性作用进行了阐释(8)，30年后，Anfinsen通过对核糖核酸酶A的经典研究表明去折叠的蛋白质在体外可以自发的进行再折叠，仅仅是序列本身已经包括了蛋白质正确折叠的所有信息(9,10)，并提出蛋白质折叠的热力学假说，为此Anfinsen获得1972年诺贝尔化学奖。这一理论有两个关键点：1蛋白质的状态处于去折叠和天然构象的平衡中;2 天然构象的蛋白质处于热力学最低的能量状态。尽管蛋白质的氨基酸序列在蛋白质的正确折叠中起着核心的作用，各种各样的因素，包括信号序列，辅助因子，分子伴侣，环境条件，均会影响蛋白质的折叠，新生蛋白质折叠并组装成有功能的蛋白质，并非都是自发的，在多数情况下是需要其它蛋白质的帮助，已经鉴定了许多参与蛋白质折叠的折叠酶和分子伴侣(3,16,86)，蛋白质“自发折叠”的经典概念发生了转变和更新，但这并不与折叠的热力学假说相矛盾，而是在动力学上完善了热力学观点。在蛋白质的折叠过程中，有许多作用力参与，包括一些构象的空间阻碍，范德华力，氢键的相互作用，疏水效应，离子相互作用，多肽和周围溶剂相互作用产生的熵驱动的折叠(12,52)，但对于蛋白质获得天然结构这一复杂过程的特异性，我们还知之甚少，许多实验和理论的工作都在加深我们对折叠的认识，但是问题仍然没有解决。

在折叠的机制研究上早期的理论认为，折叠是从变性状态通过中间状态到天然状态的一个逐步的过程，并对折叠中间体进行了深入研究，认为折叠是在热力学驱动下按单一的途径进行的。后来的研究表明折叠过程存在实验可测的多种中间体，折叠通过有限的路径进行。新的理论强调在折叠的初始阶段存在多样性，蛋白质通过许多的途径进入折叠漏斗(folding funnel)，从而折叠在整体上被描述成一个漏斗样的图像，折叠的动力学过程被认为是部分折叠的蛋白质整体上的进行性装配，并且伴随有自由能和熵的变化，蛋白质最终寻找到自己的正确的折叠结构，这一理论称为能量图景(energy landscape)，如图3所示，漏斗下方的凹凸反映蛋白质构象瞬间进入局部自由能最小区域(13,14)。

图3：能量图景(The energy landscape)的示意图，高度代表能量尺度，宽度代表构象尺度，在漏斗(funnel)的下方存在别的低能量状态，共存的不同能量状态的蛋白质种类也降到最小(14)。

这一理论认为结构同源的蛋白质可以通过不同的折叠途径形成相似的天然构象，人酸性成纤维生长因子(hFGF-1)和蝾螈酸性成纤维生长因子(nFGF-1)氨基酸序列具有约80%同源性，并且具有结构同源性(12个β折叠反向平行排列形成β折叠桶)，在盐酸胍诱导去折叠的过程中，hFGF-1可以监测到具有熔球体样的折叠中间体，而nFGF-1经由两态(天然状态到变性状态)去折叠，没有检测到中间体的存在，折叠的动力学研究也表明两种蛋白采用不同的折叠机制(38)。对于同一蛋白质，采用的渗透压调节剂(osmolytes)不同，蛋白质折叠的途径也不相同，说明不同的渗透压调节剂对蛋白质的稳定效应不同(11)。这两个例子都说明折叠机制的复杂性，也与上面所介绍的理论相吻合。

素食者如何补充蛋白质 补充蛋白质

保证每日摄取充足的蛋白质对素食者来说非常重要。素食者可以吃豆类(豌豆、扁豆等)、坚果、鸡蛋、大豆及豆制品、小麦蛋白(谷类、面包、米饭、玉米等)、各种乳制品等。最好是同时吃合有多种蛋白质的食物，这样可以起到补充人体必需氨基酸的作用。

蛋白质的作用

蛋白质的作用

一、产生热量：一公克的蛋白质可以产生四卡热量。人体的生理机能首重在热量的供给与维持。所以当食物摄取不恰当，热量不够时;不管是肉、鱼或是米饭等全部会被拿来作热量的支出。

而就价位而言，蛋白质食物的价格较昂贵而且摄食产热效应高;即吃蛋白质食物时会增加身体热量之消耗，产生含氮废物排出，热量利用率偏低。所以用蛋白质食物作热量来源是最不划算的。

二、修补、建造组织：这是蛋白质在人体里最重要的功能之一，也是其它营养素较无法取代的作用。

三、构成身体分泌液、酵素和激素、抗体、血浆蛋白质等。酵素和激素(荷尔蒙)的主要单元物质是蛋白质。抗体可以帮助抵抗疾病，血浆蛋白可以维持正常渗透压。蛋白质可以结合酸性或碱性物质维持酸碱平衡。

四、可携带其它物质，帮助吸收、运输。如脂蛋白运送三甘油酯、胆固醇等。

五、提供必需胺基酸、完成身体之生理功用。

尿蛋白质阳性的危害

一、热性蛋白尿：感冒等疾病引起发烧至摄氏三十八度以上时就会出现蛋白尿 。

二、起立性蛋白尿：年轻人脊椎向前弯屈压迫到肾脏血管时就会有蛋白尿的情形。如果不治疗，在三十岁前后也会自动消失。

三、瘀血肾：心脏衰竭等肾静脉瘀血时会出现尿蛋白，但瘀血消失时蛋白也会消失。肾脏疾病所引起的蛋白尿每次做尿液检查就会出现蛋白时，很明显的就是患有肾脏疾病。

四、肾炎：急性肾炎或慢性肾炎，其一日的尿液蛋白量从少量到数十公克都有。

五、肾变病症候群：一日量尿液会出现三公克以上的多量尿蛋白。症状严重时，尿液渗出的蛋白会使血液中的蛋白浓度降低。另外，也有因糖尿病性肾症、淀粉样变性病、胶原病等而引起的情形。

六：肾硬化症：随着本态性高血压引起的肾硬化症，尿蛋白量会减少，多半在300毫克以下。

鸡蛋含高质量蛋白质

吃鸡蛋，无外乎蛋清、蛋黄两个部分。有人认为蛋黄有营养，弃蛋清只吃蛋黄;有人却害怕长胖，只吃蛋清而扔掉蛋黄。蛋黄和蛋清，到底哪个更有营养?

其 实，蛋清和蛋黄各有优势，但营养成分大不同。蛋清中除了90%的水分之外，剩下10%主要是蛋白质。可别小看这10%的蛋白质，鸡蛋中的蛋白质主要都包含

其中。鸡蛋的蛋白质仅次于母乳，在人体中利用率很高，是食物中最优质的蛋白质之一。建议免疫力低下的人，

尤其是刚做完手术的人，不妨多吃蛋清补充蛋白质。

跟 蛋清比起来，蛋黄的营养成分就复杂得多。鸡蛋中的脂肪全部集中在蛋黄里，但大多是对人体有利的脂肪酸，而且含有橄榄油中的主要成分——油酸，对预防心脏病

有益。此外，维生素A、D、E、K，磷、铁等矿物质也大多在蛋黄中，尽管铁的吸收率比较低，但对于不能吃肉的婴儿来说，就显得至关重要。同时，蛋黄中还有

一种非常重要的物质——卵磷脂，对大脑发育格外关键，还有降低胆固醇的作用。蛋黄的颜色更蕴藏着丰富的营养密码：有预防嘴角开裂的核黄素，还有能保护眼睛

的叶黄素和玉米黄素。而往往蛋黄颜色越深，这类维生素含量就越高。

有人害怕蛋黄中的胆固醇，其实这是非常错误的。人体内如果血清胆固醇太低，会造成免疫力低下，血管的强度也会受到影响，同样不利于心脑血管健康。因此，健康人一天吃一两个蛋黄是非常健康的;对于血脂已经偏高的人，每天吃半个蛋黄比较合适。

在各种食物里，鸡蛋的吃法几乎是最多种多样的，致力于烹饪与营养研究的中国农业大学食品学院副教授范志红根据各种研究与实验数据，帮我们列出了3个鸡蛋吃法排行榜，最后发现，不管在哪个榜单里，“带壳水煮蛋”这种做法都排名第一。

蛋白质分类

蛋白质的分类方法有多种。营养学中一般多按化学结构、形状及营养价值等三种方法分类。

1.按化学结构：可将蛋白质分为单纯蛋白质(纯为α-氨基酸所组成)与结合蛋白质(单纯蛋白质与非蛋白质分子结合而成)两大类。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等，水解后的最终产物只是氨基酸;后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后还有其所含的非蛋白质分子(辅基)。

2.按蛋白质形状：可将蛋白质分为纤维状蛋白质和球状蛋白质。前者多为结构蛋白，是形成机体组织的物质基础，如胶原蛋白等;后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、补体等。

3.按营养价值：可将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。完全蛋白质所含氨基酸种类齐全、数量充足、比例合理，既能维持动物生存，又能促其生长发育，如牛奶、蛋、肝脏、酵母、黄豆及胚芽等食物中所含的蛋白质;否则即为不完全蛋白质，其所含氨基酸种类不全，如动物明胶和玉米胶蛋白等;半完全蛋白质所含氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，虽能维持动物生存，却不能促其生长发育，如麦胶蛋白等。

蛋白粉夏天可以吃吗

可以吃。

蛋白粉的主要成分是蛋白质，蛋白质性质稳定，不会受气温影响，表现也没有季节性差异，所以蛋白粉夏天是可以吃的。

蛋白粉就是蛋白质粉吗 蛋白质粉有副作用吗

如果服用蛋白质超过身体的量，就会造成B6的失衡，最后严重的话，会引发糖尿病，因为蛋白质会影响肝肾功能，直接就会导致人的免疫功能低下。

过量的蛋白质，会破坏肾脏纤维，以及肾功能的正常运作，增加肝脏和肾脏的代谢负担。

上面也有说到，对肾脏功能有影响，那么摄取过量的蛋白质，特别是动物性蛋白质，其中一种疾病就是肾结石。

蛋白粉如果食用不恰当，当然会有副作用。实际上，它必须有专业人士的指导下才能进食。

蛋白质的组学

在1996年前提到蛋白质组学(Proteomics)，恐怕知之者甚少，而在略知一二者中，部分人还抱有怀疑态度。但是，2001年的Science杂志已把蛋白质组学列为六大研究热点之一，其“热度”仅次于干细胞研究，名列第二。蛋白质组学的受关注程度如今已令人刮目相看。

1.蛋白质组学研究的研究意义和背景

随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管已有多个物种的基因组被测序，但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。功能基因组中所采用的策略，如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等，都是从细胞中mRNA的角度来考虑的，其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此，从DNA mRNA 蛋白质，存在三个层次的调控，即转录水平调控(Transcriptional control )，翻译水平调控(Translational control)，翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑，实际上仅包括了转录水平调控，并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好，尤其对于低丰度蛋白质来说，相关性更差。更重要的是，蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题，仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。[5]

2.蛋白质组学研究的策略和范围

蛋白质组学一经出现，就有两种研究策略。一种可称为“竭泽法”，即采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质，这种观点从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，也更符合蛋白质组学的本质。但是，由于蛋白质表达随空间和时间不断变化，要分析生物体内所有的蛋白质是一个难以实现的目标。另一种策略可称为“功能法”，即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化，如蛋白质在不同环境下的差异表达，以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法。

早期蛋白质组学的研究范围主要是指蛋白质的表达模式(Expression profile)，随着学科的发展，蛋白质组学的研究范围也在不断完善和扩充。蛋白质翻译后修饰研究已成为蛋白质组研究中的重要部分和巨大挑战。蛋白质-蛋白质相互作用的研究也已被纳入蛋白质组学的研究范畴。而蛋白质高级结构的解析即传统的结构生物学，虽也有人试图将其纳入蛋白质组学研究范围，但仍独树一帜。

3.蛋白质组学研究技术

可以说，蛋白质组学的发展既是技术所推动的也是受技术限制的。蛋白质组学研究成功与否，很大程度上取决于其技术方法水平的高低。蛋白质研究技术远比基因技术复杂和困难。不仅氨基酸残基种类远多于核苷酸残基(20/ 4)， 而且蛋白质有着复杂的翻译后修饰，如磷酸化和糖基化等，给分离和分析蛋白质带来很多困难。此外，通过表达载体进行蛋白质的体外扩增和纯化也并非易事，从而难以制备大量的蛋白质。蛋白质组学的兴起对技术有了新的需求和挑战。蛋白质组的研究实质上是在细胞水平上对蛋白质进行大规模的平行分离和分析，往往要同时处理成千上万种蛋白质。因此，发展高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台是相当一段时间内蛋白质组学研究中的主要任务。在国际蛋白质组研究技术平台的技术基础和发展趋势有以下几个方面：

3.2 蛋白质组研究中的样品分离和分析

利用蛋白质的等电点和分子量通过双向凝胶电泳的方法将各种蛋白质区分开来是一种很有效的手段。它在蛋白质组分离技术中起到了关键作用。如何提高双向凝胶电泳的分离容量、灵敏度和分辨率以及对蛋白质差异表达的准确检测是双向凝胶电泳技术发展的关键问题。国外的主要趋势有第一维电泳采用窄pH梯度胶分离以及开发与双向凝胶泳相结合的高灵敏度蛋白质染色技术，如新型的荧光染色技术。

质谱技术是目前蛋白质组研究中发展最快，也最具活力和潜力的技术。它通过测定蛋白质的质量来判别蛋白质的种类。当前蛋白质组研究的核心技术就是双向凝胶电泳-质谱技术，即通过双向凝胶电泳将蛋白质分离，然后利用质谱对蛋白质逐一进行鉴定。对于蛋白质鉴定而言，高通量、高灵敏度和高精度是三个关键指标。一般的质谱技术难以将三者合一，而发展的质谱技术可以同时达到以上三个要求，从而实现对蛋白质准确和大规模的鉴定。

蛋白质的含氮量比较恒定，平均约为16%。

与身高

第二次世界大战期间，日本动物性食品供应不足，每人每年只平均供应2千克肉，12.5千克奶和奶制品，2.5千克蛋。当时12岁学生平均身高只有137.8厘米。战后，日本经济发展迅速，人民生活改善，动物性食品增多，每人每年食用肉达13千克，奶及奶制品25千克，蛋类15千克。1970年调查，12岁少年(少年食品)的身高已达147.1厘米，平均增高9.3厘米。从这个例子可以看出蛋白质(蛋白质食品)食物对少年儿童(儿童食品)增高所起的作用。

蛋白质是构成一切生命的主要化合物,是生命的物质基础和第一要素,在营养素中占首要地位。少年儿童及婴幼儿增高离不开蛋白质。人体的骨骼等组织是由蛋白质组成的。在体内新陈代谢的全部化学反应过程中,离不开酶的催化作用,而所有的酶均由蛋白质构成。对青少年增高起作用的各种激素,也都是蛋白质及其衍生物。此外,参与骨细胞分化、骨的形成、骨的再建和更新等过程的骨矿化结合素、骨钙素、碱性磷酸酶、人骨特异生长因子等物质,也均为蛋白质所构成。所以,蛋白质是人体生长发育中最重要的化合物 ,是增高的重要原料。

婴幼儿(婴幼儿食品)、少年儿童生长发育所必需的脂溶性维生素(维生素食品)、铁(铁食品)、钙、磷等无机盐及部分微量元素(微量元素食品)，在蛋白质食物中也同时可以获得。所以，有些儿童少年只喜欢吃素食(素食食品)，怕吃鸡、鱼、肉、蛋等荤菜，或是在家长的催督下才勉强吃一点，这种做法是不可取的，必然会导致因蛋白质缺乏而影响身高。

正确的膳食原则是食物要多样，粗细要搭配，坚持以粮、豆、菜为主,适当增加肉、鱼、蛋、奶的量，以补充身体发育的充足营养，保证身高增加的原料，促进个子长高。

蛋白质要摄入

蛋白质在哪里?

营养师总是耳提面命，每天都应摄取六大类食物，包括五谷根茎类、奶类、蛋豆鱼肉类、蔬菜类、水果类及油脂类，尤其奶、肉、蛋、鱼、豆、豆制品、内脏和全谷类等，更富含蛋白质。

为何需要蛋白质?

蛋白质是维持人体生长发育，构成、修补细胞和组织的主要元素，它还能调节生理机能，供给热能、促进新陈代谢，我们的肌肉、筋膜、骨头、皮肤、头发、血液和内脏每天要工作，缺它不可。

该吃多少蛋白质?

不同年龄阶段，需要的蛋白质也不一样。2002年一项研究显示，饮食中的蛋白质品质，较20年前提升，所以每天蛋白质的需求量，接近每公斤体重需0.9至1公克。根据卫生署的国民营养调查：

蛋白质平均摄取量

男性成人/每天83公克(占总热量14.7%)

女性成人/每天62公克(占总热量15.4%)

成人建议蛋白质摄取量

每人每天4份，每份相当于：

肉或家禽或鱼类一两(约30公克)

豆腐一块(100公克)

豆浆一杯(240cc)

蛋一个

奶类中也有蛋白质和钙，正常人每天可喝1至2杯。

孕妇或哺乳妇，六大类食物都应增加，蛋白质更应多摄取，每天最好增加10到15公克的蛋白质。

谁该减少蛋白质摄取?

如果有特殊状况，如有慢性疾病的人，摄取蛋白质应该要节制。

1、肾脏病：台北振兴医院营养治疗师钟子雯说，因为蛋白质会产生含氮废物，必须靠肾脏将含氮废物排出，而肾脏病人肾功能不佳，吃含蛋白质食物多了，即可能造成肾脏负担。

2、尿酸过高：如痛风病人，要避免摄取高普林食物，其实高蛋白食物也不宜摄取过多。

3、心血管疾病：钟子雯表示，有心血管问题如高血压、心脏冠状动脉疾病的人，对蛋白质含量高的食物，像牛肉或全脂牛奶，要稍加注意忌口，尤其全脂牛奶喝起来很香，其实它里面脂肪含量达一半，对动脉硬化有不良影响。

4、老年人：由于身体器官逐渐衰退，蛋白质类的食物要适量，最好增加五谷根茎的植物性蛋白，减少肉、蛋类的动物性蛋白。