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蛋白质

蛋白质

中文名 蛋白质
英文名 protein
名词解释

蛋白质(英语:protein,旧称“朊”)是大型生物分子,或高分子,它由一个或多个由α-氨基酸残基组成的长链条组成。α-氨基酸分子呈线性排列,相邻α-氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的α-氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些α-氨基酸残基还可以被改变原子的排序而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。

作用

与其他生物大分子(如多糖和核酸)一样,蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质,它们催化生物化学反应,尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外,还有许多结构性或机械性蛋白质,如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白,以及细胞骨架中的微管蛋白(参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形)。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时,蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质,这是因为动物自身无法合成所有蛋白氨基酸,动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸,动物就可以将它们用于自身的代谢。

营养作用

大多数微生物和植物能够合成所有20种标准氨基酸;动物则由于缺乏某些氨基酸合成途径中特定氨基酸合成反应所需的关键酶,如从天冬氨酸生成赖氨酸甲硫氨酸苏氨酸的合成反应第一步中发挥催化作用的天冬氨酸激酶,而只能合成部分氨基酸。因此,动物必须从食物中获取这些自身无法合成的氨基酸。一个生物体所无法合成而需从食物中获取的氨基酸被称为必需氨基酸。如果环境中存在所需氨基酸,微生物能够直接摄取这些氨基酸,而下调其自身的合成水平,从而节省了原来需要用于合成反应的能量。

动物所摄取的氨基酸来源于食物中所含的蛋白质,每公克蛋白质可供给4大卡热量。摄入的蛋白质通过消化作用而被降解,这一过程通常包括蛋白质在消化系统的酸性环境下发生变性,变性后的蛋白质被蛋白酶水解成氨基酸或小段的肽。随后这些降解片段就可以被吸收。部分吸收后的氨基酸被用于蛋白质的合成,其余的则通过糖异生作用被转化为葡萄糖或进入三羧酸循环进行代谢。蛋白质的营养作用在饥饿环境下显得特别重要,此时机体可以利用自身的蛋白质,特别是肌肉中的蛋白质,来产生能量以维持生命活动。蛋白质/氨基酸也是食物中重要的氮源.

蛋白质进入口腔时无法被分解,进而到胃。胃蛋白酶可断裂芳香族氨基酸亮氨酸氨基端肽键,凝乳酶可将牛奶中的酪蛋白(Casein)催化成含钙的副干酪素(Ca paracaseinate)。 到了小肠,胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶开始作用;胰蛋白酶可断裂赖氨酸或精氨酸的羧基端肽键,糜蛋白酶可断裂色氨酸酪氨酸苯丙氨酸的羧基端肽键,羧基肽酶可断裂肽链羧基端的最后一个肽键。 人体所需蛋白质在许多食物中都含量丰富,如动物肌肉、乳制品、蛋、豆类、谷类和蕈类等。人体中蛋白质缺乏可以导致全身浮肿、皮肤干燥病变、头发稀疏脱色、肌肉重量减轻、免疫力下降等。

食物中的蛋白质有时会引起过敏反应。

历史和词源

在18世纪,安东尼奥·弗朗索瓦和其他一些研究者发现蛋白质是一类独特的生物分子,他们发现用酸处理一些分子能够使其凝结或絮凝。当时他们注意到的例子有来自蛋清、血液、血清白蛋白纤维素和小麦面筋里的蛋白质。荷兰化学家格哈杜斯·约翰内斯·穆德对一般的蛋白质进行元素分析发现几乎所有的蛋白质都有相同的实验式。用“蛋白质”这一名词来描述这类分子是由穆德的合作者永斯·贝采利乌斯于1838年提出。穆德随后鉴定出蛋白质的降解产物,并发现其中含有为氨基酸的亮氨酸,并且得到它(非常接近正确值)的分子量为131原子质量单位。

注:本名词内容引自维基百科

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