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[摘 要]蛋白质是由氨基酸构成的有机大分子,是生命活动的主要承担者,是生命的物质基础,是构成人体细胞和组织的主要物质,同时也可以修复并更新受损细胞,可以调节机体功能,维持人体新陈代谢,更可以为生命活动提供能量。蛋白质对人的生长发育和人体机能的正常运行起到了必不可少的作用。蛋白质约占人体质量的五分之一,蛋白质的种类繁多,功能各异,但却都极为重要。了解蛋白质的组成成分以及蛋白的基本功能,不仅有利于人们认识身体内部构造,还可以了解人的身体运行机制。探索人类身体的秘密,是很多科学家孜孜不倦加以探寻的目标,而蛋白质,则更是不可忽视的一道关卡。
[关键词]蛋白质;生命;物质基础
中图分类号:G634.91 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)13-0223-01
引言
1838年,荷兰科学家格利特·马尔德观察到,有生命特征的生物离开了某一种物质就不能生存,这种物质就是蛋白质。蛋白质在生物体内发挥着极其重大的作用,是生命活动的必须物质。蛋白质在人体含量也很高,几乎占人体干重的一半还多。通过学习,我们已经知道蛋白质是由氨基酸构成的,由于20种氨基酸的组合排列方式千变万化,所以蛋白质的种类和结构也很复杂,功能也极其繁多,蛋白质在人体中的种类在10万种以上。蛋白质是生命活动的主要承担者。生命的运行也是通过蛋白质实现的,蛋白质在人体中发挥着不能轻视的巨大作用,人体的一切生命活动都离不开蛋白质,没有蛋白质就没有生命。了解蛋白质,就会距离人体结构的秘密更进一步。
一、有关蛋白质
(1)蛋白质的形成和基本结构
蛋白质是以氨基酸为基本结构单位构成的生物大分子。通过碱基互补配对原则,在DNA的转录后,细胞核内转录出信使RNA,信使RNA携带的密码子对应不同的氨基酸。在翻译过程中,信使RNA到达核糖体,根据密码子的不同,转运RNA上的反密码子和携带的氨基酸,按照碱基互补配对原则,产生氨基酸。氨基酸通过脱水缩合的方式形成肽键,又通过肽键形成了肽链,这些肽链在高尔基体的初步加工以及内质网的精细加工下,在空间上通过折叠等方式具备了一定的空间结构,从而形成具有生物活性的蛋白质。蛋白质的相对分子质量在几万到几千万之间。主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成,有的蛋白质可能还会含有磷、硫、铁等元素。
蛋白质分子在自然状态下结构极其稳定,并且有四个结构水平。分别是一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。通常情况下,将后三种结构称为三维构象或高级结构。
(2)蛋白质的性质
两性。蛋白质由氨基酸构成,因为氨基酸中具有羟基和羧基,所以蛋白质分子也存在这两种官能团,因此蛋白质与氨基酸性质相似,蛋白质也具有两性,能同时与酸和碱发生反应。
水解反应。蛋白质在酸、碱或酶的条件下水解并可得到多种氨基酸。
溶水具有胶体的性质。蛋白质的分子直径在胶体微粒的范围大小时,可具有胶体的性质。如鸡蛋清溶液等,可产生丁达尔效应。
盐析。少量的盐能促进蛋白质的溶解。但如果向蛋白质水溶液中加入浓的盐溶液,蛋白质的溶解度减小并从溶液中析出。盐析是物理变化,并没有改变蛋白质的空间结构,所以盐析是个可逆过程,根据这一性质,可以将蛋白质分离提纯。
变性。化学变化。在某些物理和化学因素作用下,蛋白质的空间结构遭到破坏,使蛋白质发生性质上的改变并丧失了生物活性,这种现象成为蛋白质的变性。因为结构遭到改变,所以变性是不可逆的过程。
颜色反应。蛋白质与某些试剂反应会发生颜色上的变化。如蛋白质(含苯环)与浓硝酸反应变为黄色;与双缩脲试剂反应使其变为紫色。根据这一特征,可以用于鉴别蛋白质。
气味。灼烧蛋白质会产生有一种烧焦羽毛的气味,利用这一性质可鉴别蛋白质。
(3)蛋白质的获取途径
蛋白质的主要来源是肉、蛋、奶、和豆类食品。一般来说,动物的蛋白质质量较高,含有充足的人体无法合成的8种必需氨基酸。如果人体内有某种必需氨基酸不足,就无法合成足够的蛋白质提供给身体组织器官使用,并且其他一些剩余的蛋白质也会在身体新陈代谢过程被浪费,所以应正常保证体内的必需氨基酸的含量。植物蛋白质中一般会缺少一种或两种必需氨基酸。
研究表明,一个成年人每天需要摄入60g~80g蛋白质,基本上就能满足身体需要。所以合理搭配,荤素结合,保证体内氨基酸的含量充足,可确保人体内新陈代谢的正常进行,确保人的身体健康发展。
二、蛋白质对人体作用
(1)构成和修复细胞和组织
蛋白质被誉为人体工程师,它是人体所有细胞、组织和器官的组成成分之一,是一切生命的物质基础,是人体修复和更新细胞组织的主要原料。没有蛋白质就没有生命。
(2)催化人体反应,调节生理功能
蛋白质构成人体必需各种酶。促进食物的消化、吸收、利用,促进人体某些反应的进行,保证人体机制的正常运行。同时,蛋白质也维持体内的新陈代谢和酸碱平衡。载体蛋白帮助各类物质在体内的运输,白蛋白可以维持机渗透压平衡及体液平衡……一些蛋白质构成的激素可以调节特定的代谢和生理过程,使机体更能适应环境内外的变化。
(3)免疫功能
蛋白质是机体免疫防御功能的物质基础,蛋白质的含量足够保证了人体正常的免疫力,蛋白质可构成免疫细胞、免疫器官等免疫物质,蛋白质可以促进免疫细胞的增值分化和体液免疫。
三、蛋白质的利用
(1)创造微型机器人
国外媒体报道,美国科学家们根据蛋白质的重叠结构发明了一种微型机器人,并将该机器人命名为“milli-motein”,表现了该机器人零件微小以及和蛋白质有一定关系。该微型机器人可能将会运用于生物医学或其他诸多领域。
此发明或将预示着“可根据任务要求任意改变形状”的新机器人系统的来临,并且机器人的生产成本也将会大大降低。
(2)植物免疫诱抗蛋白
“植物免疫诱抗蛋白”是以色列某著名实验室发明的一种生物制剂。该药剂可以不进入植物体内,诱导激发植物对多种病害的抵御能力,可以增强植物抗性。改变了传统农药遵循的直接杀灭原则。还有利于植物自身的生长发育,加快植物的新陈代谢,提高产品产量和产品质量,同时也可大大减少农药的使用量,是一种防病抗病的产品。
该技术的开发和应用不仅对蛋白类的生物制剂研究起到很大的促进作用,也为粮食增产以及拓展农业领域当年的研究做出了突出贡献。
(3)蛋白质工程
蛋白质工程也称第二代基因工程。通过基因修饰或基因合成,可以改造现有的蛋白质,还可以制造新的蛋白质,满足人类对生产和生活的需求。目前,蛋白质工程已在医用蛋白(如胰岛素),抗体等生产中发挥着巨大作用。在未来,蛋白质工程也将在其他许多领域中发挥作用。
结论
蛋白质在人体中发挥的作用不可轻视,如果没有蛋白质,那么人体内几乎所有环节都不能进行。有了蛋白质,生命才有存在的条件。重视蛋白质,了解蛋白质的基本信息,明确蛋白质的各种繁多的功能,了解蛋白质对人体机制的重要作用,接触蛋白质对人体甚至社会发展的重要作用,都有利于促进个人和社会的发展。蛋白质是生物物质的基础,是一切活动的承担者。合理搭配食物,确保每天正常的蛋白质摄入量,对保证人体机制的正常运行,确保身体健康很有用处。在未来,相信蛋白质将会发挥更大的作用,蛋白质也将会為我们进一步揭开人体秘密。
参考文献
[1] 孟彤,刘源,仇春泱,王锡昌.蛋白质氧化及对肉品品质影响[J].中国食品学报,2015,15(01):173-181.
[2] 李乐,陈志涛,夏之宁,杨丰庆,张新娜.毛细管电泳法在测定蛋白质或多肽的理化特性中的应用[J].化学通报,2014,77(01):12-18.
[关键词]蛋白质;生命;物质基础
中图分类号:G634.91 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)13-0223-01
引言
1838年,荷兰科学家格利特·马尔德观察到,有生命特征的生物离开了某一种物质就不能生存,这种物质就是蛋白质。蛋白质在生物体内发挥着极其重大的作用,是生命活动的必须物质。蛋白质在人体含量也很高,几乎占人体干重的一半还多。通过学习,我们已经知道蛋白质是由氨基酸构成的,由于20种氨基酸的组合排列方式千变万化,所以蛋白质的种类和结构也很复杂,功能也极其繁多,蛋白质在人体中的种类在10万种以上。蛋白质是生命活动的主要承担者。生命的运行也是通过蛋白质实现的,蛋白质在人体中发挥着不能轻视的巨大作用,人体的一切生命活动都离不开蛋白质,没有蛋白质就没有生命。了解蛋白质,就会距离人体结构的秘密更进一步。
一、有关蛋白质
(1)蛋白质的形成和基本结构
蛋白质是以氨基酸为基本结构单位构成的生物大分子。通过碱基互补配对原则,在DNA的转录后,细胞核内转录出信使RNA,信使RNA携带的密码子对应不同的氨基酸。在翻译过程中,信使RNA到达核糖体,根据密码子的不同,转运RNA上的反密码子和携带的氨基酸,按照碱基互补配对原则,产生氨基酸。氨基酸通过脱水缩合的方式形成肽键,又通过肽键形成了肽链,这些肽链在高尔基体的初步加工以及内质网的精细加工下,在空间上通过折叠等方式具备了一定的空间结构,从而形成具有生物活性的蛋白质。蛋白质的相对分子质量在几万到几千万之间。主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成,有的蛋白质可能还会含有磷、硫、铁等元素。
蛋白质分子在自然状态下结构极其稳定,并且有四个结构水平。分别是一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。通常情况下,将后三种结构称为三维构象或高级结构。
(2)蛋白质的性质
两性。蛋白质由氨基酸构成,因为氨基酸中具有羟基和羧基,所以蛋白质分子也存在这两种官能团,因此蛋白质与氨基酸性质相似,蛋白质也具有两性,能同时与酸和碱发生反应。
水解反应。蛋白质在酸、碱或酶的条件下水解并可得到多种氨基酸。
溶水具有胶体的性质。蛋白质的分子直径在胶体微粒的范围大小时,可具有胶体的性质。如鸡蛋清溶液等,可产生丁达尔效应。
盐析。少量的盐能促进蛋白质的溶解。但如果向蛋白质水溶液中加入浓的盐溶液,蛋白质的溶解度减小并从溶液中析出。盐析是物理变化,并没有改变蛋白质的空间结构,所以盐析是个可逆过程,根据这一性质,可以将蛋白质分离提纯。
变性。化学变化。在某些物理和化学因素作用下,蛋白质的空间结构遭到破坏,使蛋白质发生性质上的改变并丧失了生物活性,这种现象成为蛋白质的变性。因为结构遭到改变,所以变性是不可逆的过程。
颜色反应。蛋白质与某些试剂反应会发生颜色上的变化。如蛋白质(含苯环)与浓硝酸反应变为黄色;与双缩脲试剂反应使其变为紫色。根据这一特征,可以用于鉴别蛋白质。
气味。灼烧蛋白质会产生有一种烧焦羽毛的气味,利用这一性质可鉴别蛋白质。
(3)蛋白质的获取途径
蛋白质的主要来源是肉、蛋、奶、和豆类食品。一般来说,动物的蛋白质质量较高,含有充足的人体无法合成的8种必需氨基酸。如果人体内有某种必需氨基酸不足,就无法合成足够的蛋白质提供给身体组织器官使用,并且其他一些剩余的蛋白质也会在身体新陈代谢过程被浪费,所以应正常保证体内的必需氨基酸的含量。植物蛋白质中一般会缺少一种或两种必需氨基酸。
研究表明,一个成年人每天需要摄入60g~80g蛋白质,基本上就能满足身体需要。所以合理搭配,荤素结合,保证体内氨基酸的含量充足,可确保人体内新陈代谢的正常进行,确保人的身体健康发展。
二、蛋白质对人体作用
(1)构成和修复细胞和组织
蛋白质被誉为人体工程师,它是人体所有细胞、组织和器官的组成成分之一,是一切生命的物质基础,是人体修复和更新细胞组织的主要原料。没有蛋白质就没有生命。
(2)催化人体反应,调节生理功能
蛋白质构成人体必需各种酶。促进食物的消化、吸收、利用,促进人体某些反应的进行,保证人体机制的正常运行。同时,蛋白质也维持体内的新陈代谢和酸碱平衡。载体蛋白帮助各类物质在体内的运输,白蛋白可以维持机渗透压平衡及体液平衡……一些蛋白质构成的激素可以调节特定的代谢和生理过程,使机体更能适应环境内外的变化。
(3)免疫功能
蛋白质是机体免疫防御功能的物质基础,蛋白质的含量足够保证了人体正常的免疫力,蛋白质可构成免疫细胞、免疫器官等免疫物质,蛋白质可以促进免疫细胞的增值分化和体液免疫。
三、蛋白质的利用
(1)创造微型机器人
国外媒体报道,美国科学家们根据蛋白质的重叠结构发明了一种微型机器人,并将该机器人命名为“milli-motein”,表现了该机器人零件微小以及和蛋白质有一定关系。该微型机器人可能将会运用于生物医学或其他诸多领域。
此发明或将预示着“可根据任务要求任意改变形状”的新机器人系统的来临,并且机器人的生产成本也将会大大降低。
(2)植物免疫诱抗蛋白
“植物免疫诱抗蛋白”是以色列某著名实验室发明的一种生物制剂。该药剂可以不进入植物体内,诱导激发植物对多种病害的抵御能力,可以增强植物抗性。改变了传统农药遵循的直接杀灭原则。还有利于植物自身的生长发育,加快植物的新陈代谢,提高产品产量和产品质量,同时也可大大减少农药的使用量,是一种防病抗病的产品。
该技术的开发和应用不仅对蛋白类的生物制剂研究起到很大的促进作用,也为粮食增产以及拓展农业领域当年的研究做出了突出贡献。
(3)蛋白质工程
蛋白质工程也称第二代基因工程。通过基因修饰或基因合成,可以改造现有的蛋白质,还可以制造新的蛋白质,满足人类对生产和生活的需求。目前,蛋白质工程已在医用蛋白(如胰岛素),抗体等生产中发挥着巨大作用。在未来,蛋白质工程也将在其他许多领域中发挥作用。
结论
蛋白质在人体中发挥的作用不可轻视,如果没有蛋白质,那么人体内几乎所有环节都不能进行。有了蛋白质,生命才有存在的条件。重视蛋白质,了解蛋白质的基本信息,明确蛋白质的各种繁多的功能,了解蛋白质对人体机制的重要作用,接触蛋白质对人体甚至社会发展的重要作用,都有利于促进个人和社会的发展。蛋白质是生物物质的基础,是一切活动的承担者。合理搭配食物,确保每天正常的蛋白质摄入量,对保证人体机制的正常运行,确保身体健康很有用处。在未来,相信蛋白质将会发挥更大的作用,蛋白质也将会為我们进一步揭开人体秘密。
参考文献
[1] 孟彤,刘源,仇春泱,王锡昌.蛋白质氧化及对肉品品质影响[J].中国食品学报,2015,15(01):173-181.
[2] 李乐,陈志涛,夏之宁,杨丰庆,张新娜.毛细管电泳法在测定蛋白质或多肽的理化特性中的应用[J].化学通报,2014,77(01):12-18.