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2019-2020年高中生物 第二章 第二節(jié)《生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 蛋白質(zhì)》素材 新人教版必修1 蛋白質(zhì)是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物，舊稱“朊（ruǎn)”。組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸通過(guò)脫水縮合形成肽鏈。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~數(shù)百個(gè)氨基酸殘基不等；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(duì)應(yīng)基因所編碼。除了遺傳密碼所編碼的20種“標(biāo)準(zhǔn)”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(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行激活或調(diào)控。多個(gè)蛋白質(zhì)可以一起，往往是通過(guò)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。產(chǎn)生蛋白質(zhì)的細(xì)胞器是核糖體。 　　被食入的蛋白質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)過(guò)消化分解成氨基酸，吸收后在體內(nèi)主要用于重新按一定比例組合成人體蛋白質(zhì)，同時(shí)新的蛋白質(zhì)又在不斷代謝與分解，時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)平衡中。因此，食物蛋白質(zhì)的質(zhì)和量、各種氨基酸的比例，關(guān)系到人體蛋白質(zhì)合成的量，尤其是青少年的生長(zhǎng)發(fā)育、孕產(chǎn)婦的優(yōu)生優(yōu)育、老年人的健康長(zhǎng)壽，都與膳食中蛋白質(zhì)的量有著密切的關(guān)系。 　　蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子。一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，以及二硫鍵的位置。二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子局區(qū)域內(nèi)，多肽鏈沿一定方向盤繞和折疊的方式。三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上借助各種次級(jí)鍵卷曲折疊成特定的球狀分子結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)象。四級(jí)結(jié)構(gòu)：多亞基蛋白質(zhì)分子中各個(gè)具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈，以適當(dāng)?shù)姆绞骄酆纤纬傻牡鞍踪|(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。用約20種氨基酸作原料，在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，將氨基酸分子互相連接成肽鏈。一個(gè)氨基酸分子的氨基，脫去一分子水而連接起來(lái)，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。通過(guò)縮合反應(yīng)，在羧基和氨基之間形成的連接兩個(gè)氨基酸分子的那個(gè)鍵叫做肽鍵。由肽鍵連接形成的化合物稱為肽。 蛋白質(zhì)的組成 　　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(huì)含有P、S、Fe（鐵）、Zn（鋅）、Cu（銅）、B（硼peng）、Mn(錳)、I（碘）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 　　 蛋白質(zhì)的性質(zhì) 　　①具有兩性 　　蛋白質(zhì)是由α-氨基酸通過(guò)肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中存在著氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白質(zhì)也是兩性物質(zhì)。 　?、诳砂l(fā)生水解反應(yīng) 　　蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，經(jīng)過(guò)多肽，最后得到多種α-氨基酸[1]。 　　蛋白質(zhì)水解時(shí)，應(yīng)找準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中鍵的“斷裂點(diǎn)”，水解時(shí)肽鍵 　　如：蛋白質(zhì) 　　nH2N—CH2—COOH 　　找到“斷裂點(diǎn)”就可以確定蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物 　　例如某蛋白質(zhì)水解 　　可得三種α-氨基酸，為H2N—CH2—COOH、 　?、廴芩哂心z體的性質(zhì) 　　有些蛋白質(zhì)能夠溶解在水里（例如雞蛋白能溶解在水里）形成溶液。具有膠體性質(zhì)。 　　蛋白質(zhì)的分子直徑達(dá)到了膠體微粒的大小（10－9～10－7m）時(shí)，所以蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì)。 　　④加入電解質(zhì)可產(chǎn)生鹽析作用 　　少量的鹽（如硫酸銨、硫酸鈉等）能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，如向蛋白質(zhì)水溶液中加入濃的無(wú)機(jī)鹽溶液，可使蛋白質(zhì)的溶解度降低，而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析． 　　這樣鹽析出的蛋白質(zhì)仍舊可以溶解在水中，而不影響原來(lái)蛋白質(zhì)的性質(zhì)，因此鹽析是個(gè)可逆過(guò)程．利用這個(gè)性質(zhì)，采用鹽析方法可以分離提純蛋白質(zhì)． 　?、莸鞍踪|(zhì)的變性 　　在熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線等作作用下，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生性質(zhì)上的改變而凝結(jié)起來(lái)．這種凝結(jié)是不可逆的，不能再使它們恢復(fù)成原來(lái)的蛋白質(zhì)．蛋白質(zhì)的這種變化叫做變性． 　　蛋白質(zhì)變性后，就失去了原有的可溶性，也就失去了它們生理上的作用．因此蛋白質(zhì)的變性凝固是個(gè)不可逆過(guò)程． 　　造成蛋白質(zhì)變性的原因 　　物理因素包括：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等： 　　化學(xué)因素包括：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。 　?、揞伾磻?yīng) 　　蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生顏色反應(yīng)．例如在雞蛋白溶液中滴入濃硝酸，則雞蛋白溶液呈黃色．這是由于蛋白質(zhì)（含苯環(huán)結(jié)構(gòu)）與濃硝酸發(fā)生了顏色反應(yīng)的緣故．還可以用雙縮脲試劑對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn),該試劑遇蛋白質(zhì)變紫. 　?、叩鞍踪|(zhì)在灼燒分解時(shí)，可以產(chǎn)生一種燒焦羽毛的特殊氣味． 　　利用這一性質(zhì)可以鑒別蛋白質(zhì)． 蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程 　　對(duì)蛋白質(zhì)折疊機(jī)理的研究，對(duì)保留蛋白質(zhì)活性，維持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和包涵體蛋白質(zhì)折疊復(fù)性都具有重要的意義(21)。早在上世紀(jì)30年代，我國(guó)生化界先驅(qū)吳憲教授就對(duì)蛋白質(zhì)的變性作用進(jìn)行了闡釋（8），30年后，Anfinsen通過(guò)對(duì)核糖核酸酶A的經(jīng)典研究表明去折疊的蛋白質(zhì)在體外可以自發(fā)的進(jìn)行再折疊，僅僅是序列本身已經(jīng)包括了蛋白質(zhì)正確折疊的所有信息（9,10），并提出蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)假說(shuō)，為此Anfinsen獲得1972年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這一理論有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1蛋白質(zhì)的狀態(tài)處于去折疊和天然構(gòu)象的平衡中；2 天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)處于熱力學(xué)最低的能量狀態(tài)。盡管蛋白質(zhì)的氨基酸序列在蛋白質(zhì)的正確折疊中起著核心的作用，各種各樣的因素，包括信號(hào)序列，輔助因子，分子伴侶，環(huán)境條件，均會(huì)影響蛋白質(zhì)的折疊，新生蛋白質(zhì)折疊并組裝成有功能的蛋白質(zhì)，并非都是自發(fā)的，在多數(shù)情況下是需要其它蛋白質(zhì)的幫助，已經(jīng)鑒定了許多參與蛋白質(zhì)折疊的折疊酶和分子伴侶（3,16,86），蛋白質(zhì)“自發(fā)折疊”的經(jīng)典概念發(fā)生了轉(zhuǎn)變和更新，但這并不與折疊的熱力學(xué)假說(shuō)相矛盾，而是在動(dòng)力學(xué)上完善了熱力學(xué)觀點(diǎn)。在蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程中，有許多作用力參與，包括一些構(gòu)象的空間阻礙，范德華力，氫鍵的相互作用，疏水效應(yīng)，離子相互作用，多肽和周圍溶劑相互作用產(chǎn)生的熵驅(qū)動(dòng)的折疊（12,52），但對(duì)于蛋白質(zhì)獲得天然結(jié)構(gòu)這一復(fù)雜過(guò)程的特異性，我們還知之甚少，許多實(shí)驗(yàn)和理論的工作都在加深我們對(duì)折疊的認(rèn)識(shí)，但是問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。 　　在折疊的機(jī)制研究上早期的理論認(rèn)為，折疊是從變性狀態(tài)通過(guò)中間狀態(tài)到天然狀態(tài)的一個(gè)逐步的過(guò)程，并對(duì)折疊中間體進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為折疊是在熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)下按單一的途徑進(jìn)行的。后來(lái)的研究表明折疊過(guò)程存在實(shí)驗(yàn)可測(cè)的多種中間體，折疊通過(guò)有限的路徑進(jìn)行。新的理論強(qiáng)調(diào)在折疊的初始階段存在多樣性，蛋白質(zhì)通過(guò)許多的途徑進(jìn)入折疊漏斗（folding funnel），從而折疊在整體上被描述成一個(gè)漏斗樣的圖像，折疊的動(dòng)力學(xué)過(guò)程被認(rèn)為是部分折疊的蛋白質(zhì)整體上的進(jìn)行性裝配，并且伴隨有自由能和熵的變化，蛋白質(zhì)最終尋找到自己的正確的折疊結(jié)構(gòu)，這一理論稱為能量圖景（energy landscape），如圖3所示，漏斗下方的凹凸反映蛋白質(zhì)構(gòu)象瞬間進(jìn)入局部自由能最小區(qū)域(13,14)。 　　圖 3：能量圖景（The energy landscape）的示意圖，高度代表能量尺度，寬度代表構(gòu)象尺度，在漏斗（funnel）的下方存在別的低能量狀態(tài)，共存的不同能量狀態(tài)的蛋白質(zhì)種類也降到最小(14)。 　　這一理論認(rèn)為結(jié)構(gòu)同源的蛋白質(zhì)可以通過(guò)不同的折疊途徑形成相似的天然構(gòu)象，人酸性成纖維生長(zhǎng)因子（hFGF-1）和蠑螈酸性成纖維生長(zhǎng)因子（nFGF-1）氨基酸序列具有約80%同源性，并且具有結(jié)構(gòu)同源性（12個(gè)β折疊反向平行排列形成β折疊桶），在鹽酸胍誘導(dǎo)去折疊的過(guò)程中，hFGF-1可以監(jiān)測(cè)到具有熔球體樣的折疊中間體，而nFGF-1經(jīng)由兩態(tài)（天然狀態(tài)到變性狀態(tài)）去折疊，沒(méi)有檢測(cè)到中間體的存在，折疊的動(dòng)力學(xué)研究也表明兩種蛋白采用不同的折疊機(jī)制（38）。對(duì)于同一蛋白質(zhì)，采用的滲透壓調(diào)節(jié)劑（osmolytes）不同，蛋白質(zhì)折疊的途徑也不相同，說(shuō)明不同的滲透壓調(diào)節(jié)劑對(duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定效應(yīng)不同（11）。這兩個(gè)例子都說(shuō)明折疊機(jī)制的復(fù)雜性，也與上面所介紹的理論相吻合。 蛋白質(zhì)的生理功能 　　1、構(gòu)造人的身體：蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是肌體細(xì)胞的重要組成部分，是人體組織更新和修補(bǔ)的主要原料。人體的每個(gè)組織：毛發(fā)、皮膚、肌肉、骨骼、內(nèi)臟、大腦、血液、神經(jīng)、內(nèi)分泌等都是由蛋白質(zhì)組成，所以說(shuō)飲食造就人本身。蛋白質(zhì)對(duì)人的生長(zhǎng)發(fā)育非常重要。 　　 比如大腦發(fā)育的特點(diǎn)是一次性完成細(xì)胞增殖，人的大腦細(xì)胞的增長(zhǎng)有二個(gè)高峰期。第一個(gè)是胎兒三個(gè)月的時(shí)候；第二個(gè)是出生后到一歲，特別是0---6個(gè)月的嬰兒是大腦細(xì)胞猛烈增長(zhǎng)的時(shí)期。到一歲大腦細(xì)胞增殖基本完成，其數(shù)量已達(dá)成人的9/10。所以0到1歲兒童對(duì)蛋白質(zhì)的攝入要求很有特色，對(duì)兒童的智力發(fā)展尤關(guān)重要。 　　2、修補(bǔ)人體組織：人的身體由百兆億個(gè)細(xì)胞組成，細(xì)胞可以說(shuō)是生命的最小單位，它們處于永不停息的衰老、死亡、新生的新陳代謝過(guò)程中。例如年輕人的表皮28天更新一次，而胃黏膜兩三天就要全部更新。所以一個(gè)人如果蛋白質(zhì)的攝入、吸收、利用都很好，那么皮膚就是光澤而又有彈性的。反之，人則經(jīng)常處于亞健康狀態(tài)。組織受損后，包括外傷，不能得到及時(shí)和高質(zhì)量的修補(bǔ)，便會(huì)加速肌體衰退。 　　3、維持肌體正常的新陳代謝和各類物質(zhì)在體內(nèi)的輸送。載體蛋白對(duì)維持人體的正常生命活動(dòng)是至關(guān)重要的?？梢栽隗w內(nèi)運(yùn)載各種物質(zhì)。比如血紅蛋白—輸送氧（紅血球更新速率250萬(wàn)/秒）、脂蛋白—輸送脂肪、細(xì)胞膜上的受體還有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。 　　4、白蛋白：維持機(jī)體內(nèi)的滲透壓的平衡及體液平衡。 　　5、維持體液的酸堿平衡。 　　6、免疫細(xì)胞和免疫蛋白：有白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、抗體（免疫球蛋白）、補(bǔ)體、干擾素等。七天更新一次。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)充足時(shí)，這個(gè)部隊(duì)就很強(qiáng)，在需要時(shí)，數(shù)小時(shí)內(nèi)可以增加100倍。 　　7、構(gòu)成人體必需的催化和調(diào)節(jié)功能的各種酶。我們身體有數(shù)千種酶，每一種只能參與一種生化反應(yīng)。人體細(xì)胞里每分鐘要進(jìn)行一百多次生化反應(yīng)。酶有促進(jìn)食物的消化、吸收、利用的作用。相應(yīng)的酶充足，反應(yīng)就會(huì)順利、快捷的進(jìn)行，我們就會(huì)精力充沛，不易生病。否則，反應(yīng)就變慢或者被阻斷。 　　8、激素的主要原料。具有調(diào)節(jié)體內(nèi)各器官的生理活性。胰島素是由51個(gè)氨基酸分子合成。生長(zhǎng)素是由191個(gè)氨基酸分子合成。 　　9、構(gòu)成神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿、五羥色氨等。維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能：味覺(jué)、視覺(jué)和記憶。 　　10、膠原蛋白：占身體蛋白質(zhì)的1/3，生成結(jié)締組織，構(gòu)成身體骨架。如骨骼、血管、韌帶等，決定了皮膚的彈性，保護(hù)大腦（在大腦腦細(xì)胞中，很大一部分是膠原細(xì)胞，并且形成血腦屏障保護(hù)大腦） 　　11、提供生命活動(dòng)的能量。 蛋白質(zhì)和健康 　　蛋白質(zhì)是荷蘭科學(xué)家格里特在1838年發(fā)現(xiàn)的。他觀察到有生命的東西離開(kāi)了蛋白質(zhì)就不能生存。蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一種極重要的高分子有機(jī)物，占人體干重的54%。蛋白質(zhì)主要由氨基酸組成，因氨基酸的組合排列不同而組成各種類型的蛋白質(zhì)。人體中估計(jì)有10萬(wàn)種以上的蛋白質(zhì)。生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的高級(jí)形式，這種運(yùn)動(dòng)方式是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以蛋白質(zhì)有極其重要的生物學(xué)意義。人體的生長(zhǎng)、發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、遺傳、繁殖等一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。生命運(yùn)動(dòng)需要蛋白質(zhì)，也離不開(kāi)蛋白質(zhì)。 　　 球狀蛋白質(zhì)(三級(jí)結(jié)構(gòu)) 人體內(nèi)的一些生理活性物質(zhì)如胺類、神經(jīng)遞質(zhì)、多肽類激素、抗體、酶、核蛋白以及細(xì)胞膜上、血液中起“載體”作用的蛋白都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，它對(duì)調(diào)節(jié)生理功能，維持新陳代謝起著極其重要的作用。人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中肌肉的成分以及肌肉在收縮、作功、完成動(dòng)作過(guò)程中的代謝無(wú)不與蛋白質(zhì)有關(guān)，離開(kāi)了蛋白質(zhì)，體育鍛煉就無(wú)從談起。 　　在生物學(xué)中，蛋白質(zhì)被解釋為是由氨基酸借肽鍵聯(lián)接起來(lái)形成的多肽，然后由多肽連接起來(lái)形成的物質(zhì)。通俗易懂些說(shuō)，它就是構(gòu)成人體組織器官的支架和主要物質(zhì)，在人體生命活動(dòng)中，起著重要作用，可以說(shuō)沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命活動(dòng)的存在。每天的飲食中蛋白質(zhì)主要存在于瘦肉、蛋類、豆類及魚類中。 蛋白質(zhì)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn) 　　蛋白質(zhì)缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌體免疫力下降、貧血，嚴(yán)重者將產(chǎn)生水腫。未成年人：生長(zhǎng)發(fā)育停滯、貧血、智力發(fā)育差，視覺(jué)差。蛋白質(zhì)過(guò)量：蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能貯存，多了肌體無(wú)法吸收，過(guò)量攝入蛋白質(zhì)，將會(huì)因代謝障礙產(chǎn)生蛋白質(zhì)中毒甚至于死亡。 必需氨基酸和非必需氨基酸 　　 纖維狀蛋白質(zhì)(二級(jí)結(jié)構(gòu)) 食物中的蛋白質(zhì)必須經(jīng)過(guò)腸胃道消化，分解成氨基酸才能被人體吸收利用，人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要實(shí)際就是對(duì)氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在數(shù)量和種類上都能滿足人體需要身體才能利用它們合成自身的蛋白質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)學(xué)上將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類。 　　必需氨基酸指的是人體自身不能合成或合成速度不能滿足人體需要，必須從食物中攝取的氨基酸。對(duì)成人來(lái)說(shuō)，這類氨基酸有8種，包括賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。對(duì)嬰兒來(lái)說(shuō)，組氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。 　　非必需氨基酸并不是說(shuō)人體不需要這些氨基酸，而是說(shuō)人體可以自身合成或由其它氨基酸轉(zhuǎn)化而得到，不一定非從食物直接攝取不可。這類氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供給充裕還可以節(jié)省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。 蛋白質(zhì)的分類 　　營(yíng)養(yǎng)學(xué)上根據(jù)食物蛋白質(zhì)所含氨基酸的種類和數(shù)量將食物蛋白質(zhì)分三類：1、完全蛋白質(zhì)這是一類優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。它們所含的必需氨基酸種類齊全，數(shù)量充足，彼此比例適當(dāng)。這一類蛋白質(zhì)不但可以維持人體健康，還可以促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。奶、蛋、魚、肉中的蛋白質(zhì)都屬于完全蛋白質(zhì)。2、半完全蛋白質(zhì)這類蛋白質(zhì)所含氨基酸雖然種類齊全，但其中某些氨基酸的數(shù)量不能滿足人體的需要。它們可以維持生命，但不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。例如，小麥中的麥膠蛋白便是半完全蛋白質(zhì)，含賴氨酸很少。食物中所含與人體所需相比有差距的某一種或某幾種氨基酸叫做限制氨基酸。谷類蛋白質(zhì)中賴氨酸含量多半較少，所以，它們的限制氨基酸是賴氨酸。3、不完全蛋白質(zhì) 這類蛋白質(zhì)不能提供人體所需的全部必需氨基酸，單純靠它們既不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，也不能維持生命。例如，肉皮中的膠原蛋白便是不完全蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)的作用 　　蛋白質(zhì)在細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)過(guò)程中，起著十分重要的作用。生物的結(jié)構(gòu)和性狀都與蛋白質(zhì)有關(guān)。蛋白質(zhì)還參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，以及細(xì)胞中氧化還原、電子傳遞、神經(jīng)傳遞乃至學(xué)習(xí)和記憶等多種生命活動(dòng)過(guò)程。在細(xì)胞和生物體內(nèi)各種生物化學(xué)反應(yīng)中起催化作用的酶主要也是蛋白質(zhì)。許多重要的激素，如胰島素和胸腺激素等也都是蛋白質(zhì)。此外，多種蛋白質(zhì)，如植物種子（豆、花生、小麥等）中的蛋白質(zhì)和動(dòng)物蛋白、奶酪等都是供生物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)之用的蛋白質(zhì)。有些蛋白質(zhì)如蛇毒、蜂毒等是動(dòng)物攻防的武器。 　　蛋白質(zhì)占人體的20 %,占身體比例最大的。膽汁，尿液除外，都是蛋白質(zhì)合成的。只有蛋白質(zhì)充足，才能代謝正常 。就像蓋房子，構(gòu)建身體的原材料最主要的是蛋白質(zhì)。 　　1.蛋白質(zhì)是構(gòu)建新組織的基礎(chǔ)材料，是酶，激素合成的原料，；維持鉀鈉平衡；消除水腫。 　　2.是合成抗體的成分：白細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞，干擾素等，提高免疫力。 　　3.提供一部分能量。 　　4.調(diào)低血壓 ，緩沖貧血，是紅細(xì)胞的載體。 　　5.形成人體的膠原蛋白。眼球玻璃體，視紫質(zhì)都有膠原蛋白。 　　6.調(diào)解酸堿度。經(jīng)常吃肉的人呈酸性體質(zhì) 。會(huì)出現(xiàn)頭沉---供血不足，吃充足的蛋白質(zhì)，不讓糖分降低。 　　7.大腦細(xì)胞分裂的動(dòng)力源是蛋白質(zhì)；腦基液是蛋白質(zhì)合成的；記憶力下降 　　8.性功能障礙 　　9.肝臟：造血功能；合成激素，酶；解毒。缺乏蛋白質(zhì)，肝細(xì)胞不健康。有一副好肝臟 ，人健康就有保障。 　　10.心臟---泵器官。缺乏蛋白質(zhì)會(huì)出現(xiàn)手腳冰涼；缺氧；心肌缺氧造成心力衰竭----死亡。 　　11.脾胃：每天都要消化食物，消化酶是蛋白質(zhì)合成的。缺乏會(huì)造成胃動(dòng)力不夠，消化不良，打嗝。胃潰瘍，胃炎；胃酸過(guò)多，刺激潰瘍面你會(huì)感覺(jué)到疼，蛋白質(zhì)唯一具有修復(fù)再造細(xì)胞的功能。消化壁上有韌帶，缺乏蛋白質(zhì)會(huì)松弛，內(nèi)臟下垂，子宮下垂臟器移位。 　　12.四肢：人老先老腿，缺乏蛋白質(zhì)肌肉萎縮；骨頭的韌性減低，易骨折 　　13.抗體會(huì)減少，易感冒，發(fā)燒。 常見(jiàn)蛋白質(zhì) 　　纖維蛋白（fibrous protein）:一類主要的不溶于水的蛋白質(zhì)，通常都含有呈現(xiàn)相同二級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈許多纖維蛋白結(jié)合緊密，并為 單個(gè)細(xì)胞或整個(gè)生物體提供機(jī)械強(qiáng)度，起著保護(hù)或結(jié)構(gòu)上的作用。 　　球蛋白(globular protein):緊湊的，近似球形的，含有折疊緊密的多肽鏈的一類蛋白質(zhì)，許多都溶于水。典形的球蛋白含有能特異的識(shí)別其它化合物的凹陷或裂隙部位。 　　角蛋白（keratin）:由處于α-螺旋或β-折疊構(gòu)象的平行的多肽鏈組成不溶于水的起著保護(hù)或結(jié)構(gòu)作用蛋白質(zhì)。 　　膠原（蛋白）（collagen）:是動(dòng)物結(jié)締組織最豐富的一種蛋白質(zhì)，它是由原膠原蛋白分子組成。原膠原蛋白是一種具有右手超螺旋結(jié)構(gòu)的蛋白。每個(gè)原膠原分子都是由3條特殊的左手螺旋（螺距0.95nm,每一圈含有3.3個(gè)殘基）的多肽鏈右手旋轉(zhuǎn)形成的。 　　伴娘蛋白（chaperone）:與一種新合成的多肽鏈形成復(fù)合物并協(xié)助它正確折疊成具有生物功能構(gòu)向的蛋白質(zhì)。伴娘蛋白可以防止不正確折疊中間體的形成和沒(méi)有組裝的蛋白亞基的不正確聚集，協(xié)助多肽鏈跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)以及大的多亞基蛋白質(zhì)的組裝和解體。 　　肌紅蛋白（myoglobin）:是由一條肽鏈和一個(gè)血紅素輔基組成的結(jié)合蛋白，是肌肉內(nèi)儲(chǔ)存氧的蛋白質(zhì)，它的氧飽和曲線為雙曲線型。 　　血紅蛋白（hemoglobin）: 是由含有血紅素輔基的4個(gè)亞基組成的結(jié)合蛋白。血紅蛋白負(fù)責(zé)將氧由肺運(yùn)輸?shù)酵庵芙M織，它的氧飽和曲線為S型。 　　蛋白質(zhì)變性（denaturation）:生物大分子的天然構(gòu)象遭到破壞導(dǎo)致其生物活性喪失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)在受到光照，熱，有機(jī)溶劑以及一些變性劑的作用時(shí)，次級(jí)鍵受到破壞，導(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。 　　復(fù)性（renaturation）:在一定的條件下，變性的生物大分子恢復(fù)成具有生物活性的天然構(gòu)象的現(xiàn)象。 　　別構(gòu)效應(yīng)（allosteric effect）:又稱為變構(gòu)效應(yīng)，是寡聚蛋白與配基結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性改變的現(xiàn)象。 　　蛋白質(zhì)的主要來(lái)源是肉、蛋、奶、和豆類食品，一般而言，來(lái)自于動(dòng)物的蛋白質(zhì)有較高的品質(zhì)，含有充足的必需氨基酸。必需氨基酸約有8種，無(wú)法由人體自行合成，必須由食物中攝取，若是體內(nèi)有一種必需氨基酸存量不足，就無(wú)法合成充分的蛋白質(zhì)供給身體各組織使用，其他過(guò)剩的蛋白質(zhì)也會(huì)被身體代謝而浪費(fèi)掉，所以確保足夠的必需氨基酸攝取是很重要的。植物性蛋白質(zhì)通常會(huì)有1-2種必需氨基酸含量不足，所以素食者需要攝取多樣化的食物，從各種組合中獲得足夠的必需氨基酸。一塊像撲克牌大小的煮熟的肉約含有30-35公克的蛋白質(zhì)，一大杯牛奶約有8-10公克，半杯的各式豆類約含有6-8公克。所以一天吃一塊像撲克牌大小的肉，喝兩大杯牛奶，一些豆子，加上少量來(lái)自于蔬菜水果和飯，就可得到大約60-70公克的蛋白質(zhì)，足夠一個(gè)體重60公斤的長(zhǎng)跑選手所需。若是你的需求量比較大，可以多喝一杯牛奶，或是酌量多吃些肉類，就可獲得充分的蛋白質(zhì) 　　怎樣選擇蛋白質(zhì)食物 　　蛋白質(zhì)食物是人體重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保證優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的補(bǔ)給是關(guān)系到身體健康的重要問(wèn)題，怎樣選用蛋白質(zhì)才既經(jīng)濟(jì)又能保證營(yíng)養(yǎng)呢？ 　　首先，要保證有足夠數(shù)量和質(zhì)量的蛋白質(zhì)食物．根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家研究，一個(gè)成年人每天通過(guò)新陳代謝大約要更新300g以上蛋白質(zhì)，其中3／4來(lái)源于機(jī)體代謝中產(chǎn)生的氨基酸，這些氨基酸的再利用大大減少了需補(bǔ)給蛋白質(zhì)的數(shù)量．一般地講，一個(gè)成年人每天攝入60g～80g蛋白質(zhì)，基本上已能滿足需要． 　　其次，各種食物合理搭配是一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又能有效提高蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的有效方法．每天食用的蛋白質(zhì)最好有三分之一來(lái)自動(dòng)物蛋白質(zhì)，三分之二來(lái)源于植物蛋白質(zhì)．我國(guó)人民有食用混合食品的習(xí)慣，把幾種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其中的氨基酸相互補(bǔ)充，可以顯著提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值．例如，谷類蛋白質(zhì)含賴氨酸較少，而含蛋氨酸較多．豆類蛋白質(zhì)含賴氨酸較多，而含蛋氨酸較少．這兩類蛋白質(zhì)混合食用時(shí)，必需氨基酸相互補(bǔ)充，接近人體需要，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大為提高． 　　第三，每餐食物都要有一定質(zhì)和量的蛋白質(zhì)．人體沒(méi)有為蛋白質(zhì)設(shè)立儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)，如果一次食用過(guò)量的蛋白質(zhì)，勢(shì)必造成浪費(fèi)．相反如食物中蛋白質(zhì)不足時(shí)，青少年發(fā)育不良，成年人會(huì)感到乏力，體重下降，抗病力減弱． 　　第四，食用蛋白質(zhì)要以足夠的熱量供應(yīng)為前提．如果熱量供應(yīng)不足，肌體將消耗食物中的蛋白質(zhì)來(lái)作能源．每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)提供的熱量是18kJ，與葡萄糖相當(dāng)．用蛋白質(zhì)作能源是一種浪費(fèi)，是大材小用． 　　幫助癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 　　當(dāng)癌細(xì)胞快速增生時(shí)，它們好像需要一種名為survivin的蛋白質(zhì)的幫助。這種蛋白質(zhì)在癌細(xì)胞中含量很豐富，但在正常細(xì)胞中卻幾乎不存在。癌細(xì)胞與survivin蛋白的這種依賴性使得survivin自然成為制造新抗癌藥物的靶標(biāo)，但是在怎樣對(duì)付survivin蛋白這個(gè)問(wèn)題上卻仍有一些未解之謎。最近據(jù)一些研究人員報(bào)道，survivin蛋白出人意料地以成雙配對(duì)的形式結(jié)合在一起——這一發(fā)現(xiàn)很有可能為抗癌藥物的設(shè)計(jì)提供了新的鍥機(jī)。 　　Survivin蛋白屬于一類防止細(xì)胞自我破壞(即凋亡)的蛋白質(zhì)。這類蛋白質(zhì)主要通過(guò)抑制凋亡酶(caspases)的作用來(lái)阻礙其把細(xì)胞送上自殺的道路。以前一直沒(méi)有科學(xué)家觀察到survivin蛋白與凋亡酶之間的相互作用。也有其它跡象表明survivin蛋白扮演著另一個(gè)不同的角色——在細(xì)胞分裂后幫助把細(xì)胞拉開(kāi)。 　　為了搞清survivin蛋白到底起什么作用，美國(guó)加利福尼亞州的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家Joseph Noel和同事們率先認(rèn)真觀察了它的三維結(jié)構(gòu)。他們將X射線照射在該蛋白質(zhì)的晶體上，并測(cè)量了X射線的偏轉(zhuǎn)角度，這可以讓研究人員計(jì)算出蛋白質(zhì)中每個(gè)原子所處的位置。他們得到的結(jié)果指出，survivin蛋白形成一種結(jié)和，這是其它凋亡抑制物不形成的。這幾位研究人員在7月份出版的《自然結(jié)構(gòu)生物學(xué)》雜志中報(bào)告，survivin分子的一部分出人意料地與另一個(gè)survivin分子的相應(yīng)部分連結(jié)在一起，形成了一個(gè)被稱為二聚物(dimer)的蛋白質(zhì)對(duì)。研究人員推測(cè)這些survivin蛋白的二聚物可能在細(xì)胞分裂時(shí)維持關(guān)鍵的分子結(jié)構(gòu)。如果這種蛋白質(zhì)必須成雙配對(duì)后才能發(fā)揮作用，那么用一種小分子把它們分開(kāi)也許能對(duì)付癌癥。 　　生物化學(xué)家Guy Salvesen說(shuō)，掌握了survivin蛋白的結(jié)構(gòu)“并沒(méi)有澄清它是怎樣防止細(xì)胞自殺的疑點(diǎn)”。但是他說(shuō)，這些蛋白質(zhì)配對(duì)的事實(shí)確實(shí)讓人驚奇，“你幾乎很難找到不重要的二聚作用區(qū)域”。他也同意兩個(gè)蛋白質(zhì)的接觸面將是抗癌癥藥物集中對(duì)付的良好靶標(biāo)。 　　食用量 　　攝入的蛋白質(zhì)有可能會(huì)過(guò)量。 保持健康所需的蛋白質(zhì)含量因人而異。 　　普通健康成年男性或女性每公斤（2.2 磅）體重大約需要 0.8 克蛋白質(zhì)。 　　隨著年齡的增長(zhǎng)，合成新蛋白質(zhì)的效率會(huì)降低，肌肉塊（蛋白質(zhì)組織）也會(huì)萎縮，而脂肪含量卻保持不變甚至有所增加。 這就是為什么在老年時(shí)期肌肉看似會(huì)”變成肥肉“。 　　嬰幼兒、青少年、懷孕期間的婦女、傷員和運(yùn)動(dòng)員通常每日可能需要攝入更多蛋白質(zhì)。 食物中的蛋白質(zhì) 　　含蛋白質(zhì)多的食物包括： 蛋白質(zhì) 牲畜的奶，如牛奶、羊奶、馬奶等；畜肉，如牛、羊、豬、狗肉等；禽肉，如雞、鴨、鵝、鵪鶉、鴕鳥等；蛋類，如雞蛋、鴨蛋、鵪鶉 蛋等及魚、蝦、蟹等；還有大豆類，包括黃豆、大青豆和黑豆等，其中以黃豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，它是嬰幼兒食品中優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源；此外像芝麻、瓜子、核桃、 杏仁、松子等干果類的蛋白質(zhì)的含量均較高。由于各種食物中氨基酸的含量、所含氨基酸的種類各異，且其他營(yíng)養(yǎng)素(脂肪、糖、礦物質(zhì)、維生素等)含量也不相同，因此，給嬰兒添加輔食時(shí)，以上食品都是可供選擇的，還可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶禺a(chǎn)，因地制宜地為小兒提供蛋白質(zhì)高的食物。 　　蛋白質(zhì)食品價(jià)格均較昂貴，家長(zhǎng)可以利用幾種廉價(jià)的食物混合在一起，提高蛋白質(zhì)在身體里 的利用率，例如，單純食用玉米的生物價(jià)值為60%、小麥為67%、黃豆為64%， 若把這三種食物，按比例混合后食用，則蛋白質(zhì)的利用率可達(dá)77%。 蛋白質(zhì) 　　生物體內(nèi)普遍存在的一種主要由 氨基酸 組成的生物大分子。它與 核酸 同為生物體最基本的物質(zhì)，擔(dān)負(fù)著生命活動(dòng)過(guò)程的各種極其重要的功能。蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元是氨基酸，在蛋白質(zhì)中出現(xiàn)的氨基酸共有20種。氨基酸以肽鍵相互連接，形成肽鏈。 　　簡(jiǎn)史 1820年H.布拉孔諾發(fā)現(xiàn)甘氨酸和亮氨酸，這是最初被鑒定為蛋白質(zhì)成分的氨基酸，以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他的氨基酸。到19世紀(jì)末已經(jīng)搞清蛋白質(zhì)主要是由一類相當(dāng)簡(jiǎn)單的有機(jī)分子——氨基酸所組成。1902年E.菲舍爾和F.霍夫邁斯特各自獨(dú)立地闡明了在蛋白質(zhì)分子中將氨基酸連接在一起的化學(xué)鍵是肽鍵；1907年E.菲舍爾又成功地用化學(xué)方法連接了18個(gè)氨基酸首次合成了多肽，從而建立了作為蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的多肽理論。對(duì)蛋白質(zhì)精確的三維結(jié)構(gòu)知識(shí)主要來(lái)自對(duì)蛋白質(zhì)晶體的X射線衍射分析，1960 年J.C.肯德魯首次應(yīng)用X射線衍射分析技術(shù)測(cè)定了肌紅蛋白的晶體結(jié)構(gòu) ，這是第一個(gè)被闡明了三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。中國(guó)科學(xué)工作者在1965年用化學(xué)合成法全合成了結(jié)晶牛胰島素，首次實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的人工合成；在1969～1973年期間，先后在2.5埃和1.8埃分辨率水平測(cè)定了豬胰島素的晶體結(jié)構(gòu)，這是中國(guó)闡明的第一個(gè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。 　　活性 　　蛋白質(zhì)分子在受到外界的一些物理和化學(xué)因素的影響后，分子的肽鏈雖不裂解，但其天然的立體結(jié)構(gòu)遭致改變和破壞，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性的喪失和其他的物理、化學(xué)性質(zhì)的變化，這一現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。早在1931年中國(guó)生物化學(xué)家吳憲就首次提出了正確的變性作用理論。引起蛋白質(zhì)變性的主要因素有：①溫度。②酸堿度。③有機(jī)溶劑。④脲和鹽酸胍。這是應(yīng)用最廣泛的蛋白質(zhì)變性試劑。⑤去垢劑和芳香環(huán)化合物。 　　蛋白質(zhì)的變性常伴隨有下列現(xiàn)象：①生物活性的喪失。這是蛋白質(zhì)變性的最主要特征。②化學(xué)性質(zhì)的改變。③物理性質(zhì)的改變。在變性因素去除以后，變性的蛋白質(zhì)分子又可重新回復(fù)到變性前的天然的構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。蛋白質(zhì)的復(fù)性有完全復(fù)性、基本復(fù)性或部分復(fù)性。只有少數(shù)蛋白質(zhì)在嚴(yán)重變性以后，能夠完全復(fù)性。蛋白質(zhì)變性和復(fù)性的研究，對(duì)了解體內(nèi)體外的蛋白質(zhì)分子的折疊過(guò)程十分重要。主要通過(guò)蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性的研究，肯定了蛋白質(zhì)折疊的自發(fā)性，證實(shí)了蛋白質(zhì)分子的特征三維結(jié)構(gòu)僅僅決定于它的氨基酸序列?；钚缘鞍踪|(zhì)分子在生物體內(nèi)剛合成時(shí)，常常不呈現(xiàn)活性，即不具有這一蛋白質(zhì)的特定的生物功能。要使蛋白質(zhì)呈現(xiàn)其生物活性，一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象是，蛋白質(zhì)分子的肽鏈在一些生化過(guò)程中必須按特定的方式斷裂。蛋白質(zhì)的激活是生物的一種調(diào)控方式，這類現(xiàn)象在各種重要的生命活動(dòng)中廣泛存在。 　　很多蛋白質(zhì)由亞基組成，這類蛋白質(zhì)在完成其生物功能時(shí)，在效率和反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)方面，很大程度上依賴于亞基之間的相互關(guān)系。亞基參與蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié)是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，特別在調(diào)節(jié)酶的催化功能方面。有些酶存在和活性部位不重疊的別構(gòu)部位，別構(gòu)部位和別構(gòu)配體相結(jié)合后，引起酶分子立體結(jié)構(gòu)的變化，從而導(dǎo)致活性部位立體結(jié)構(gòu)的改變，這種改變可能增進(jìn)，也可能鈍化酶的催化能力。這樣的酶稱為別構(gòu)酶。已知的別構(gòu)酶在結(jié)構(gòu)上都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基。 　　功能 　　蛋白質(zhì)在生物體中有多種功能。 　　催化功能 有催化功能的蛋白質(zhì)稱酶，生物體新陳代謝的全部化學(xué)反應(yīng)都是由酶催化來(lái)完成的。 　　運(yùn)動(dòng)功能 從最低等的細(xì)菌鞭毛運(yùn)動(dòng)到高等動(dòng)物的肌肉收縮都是通過(guò)蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)的。肌肉的松弛與收縮主要是由以肌球蛋白為主要成分的粗絲以及以肌動(dòng)蛋白為主要成分的細(xì)絲相互滑動(dòng)來(lái)完成的。 　　運(yùn)輸功能 在生命活動(dòng)過(guò)程中，許多小分子及離子的運(yùn)輸是由各種專一的蛋白質(zhì)來(lái)完成的。例如在血液中血漿白蛋白運(yùn)送小分子、紅細(xì)胞中的血紅蛋白運(yùn)送氧氣和二氧化碳等。 　　機(jī)械支持和保護(hù)功能 高等動(dòng)物的具有機(jī)械支持功能的組織如骨、結(jié)締組織以及具有覆蓋保護(hù)功能的毛發(fā)、皮膚、指甲等組織主要是由膠原、角蛋白、彈性蛋白等組成。 　　免疫和防御功能 生物體為了維持自身的生存，擁有多種類型的防御手段， 其中不少是靠蛋白質(zhì)來(lái)執(zhí)行的 。 例如抗體即是一類高度專一的蛋白質(zhì) ， 它能識(shí)別和結(jié)合侵入生物體的外來(lái)物質(zhì)，如異體蛋白質(zhì)、病毒和細(xì)菌等，取消其有害作用。 　　調(diào)節(jié)功能 在維持生物體正常的生命活動(dòng)中，代謝機(jī)能的調(diào)節(jié)，生長(zhǎng)發(fā)育和分化的控制，生殖機(jī)能的調(diào)節(jié)以及物種的延續(xù)等各種過(guò)程中，多肽和蛋白質(zhì)激素起著極為重要的作用。此外，尚有接受和傳遞調(diào)節(jié)信息的蛋白質(zhì)，如各種激素的受體蛋白等。 　　發(fā)展 蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)中起重要作用的生物大分子，與一切揭開(kāi)生命奧秘的重大研究課題都有密切的關(guān)系。蛋白質(zhì)是人類和其他動(dòng)物的主要食物成分，高蛋白膳食是人民生活水平提高的重要標(biāo)志之一。許多純的蛋白質(zhì)制劑也是有效的藥物，例如胰島素、人丙種球蛋白和一些酶制劑等。在臨床檢驗(yàn)方面，測(cè)定有關(guān)酶的活力和某些蛋白質(zhì)的變化可以作為一些疾病臨床診斷的指標(biāo)，例如乳酸脫氫酶同工酶的鑒定可以用作心肌梗塞的指標(biāo)，甲胎蛋白的升高可以作為早期肝癌病變的指標(biāo)等。在工業(yè)生產(chǎn)上，某些蛋白質(zhì)是食品工業(yè)及輕工業(yè)的重要原料，如羊毛和蠶絲都是蛋白質(zhì)，皮革是經(jīng)過(guò)處理的膠原蛋白。在制革、制藥、繅絲等工業(yè)部門應(yīng)用各種酶制劑后 ，可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 。蛋白質(zhì)在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)方面的重要性，也是顯而易見(jiàn)的。 　　蛋白質(zhì)可作為一種試劑用于篩選能夠促進(jìn)或抑制本發(fā)明蛋白質(zhì)活性的化合物或其鹽。進(jìn)而，這種化合物或其鹽以及抑制本發(fā)明蛋白質(zhì)活性的中和抗體可用作治療或預(yù)防支氣管哮喘、慢性阻塞性肺部疾病等的藥物。 朊病毒 　　蛋白質(zhì)又叫作朊。有一種特別的蛋白質(zhì)稱為朊病毒。朊病毒疾?。ㄓ址Q可傳播性海綿狀腦?。┦且活愐鹑撕蛣?dòng)物神經(jīng)組織退化的疾病，包括人的克雅氏病（CJD）、震顫病以及動(dòng)物的瘋牛?。ㄓ址Q牛海綿狀腦病）等。人的朊病毒病已發(fā)現(xiàn)有4種：庫(kù)魯病（Ku-rmm）、克——雅氏綜合癥（CJD）、格斯特曼綜合癥（GSS）及致死性家庭性失眠癥（FFI）。 　　臨床變化都局限于人和動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。病理研究表明，隨著阮病毒的侵入、復(fù)制，在神經(jīng)元樹(shù)突和細(xì)胞本身，尤其是小腦星狀細(xì)胞和樹(shù)枝狀細(xì)胞內(nèi)發(fā)生進(jìn)行性空泡化，星狀細(xì)胞膠質(zhì)增生，灰質(zhì)中出現(xiàn)海綿狀病變。朊病毒病屬慢病毒性感染，皆以潛伏期長(zhǎng)，病程緩慢，進(jìn)行性腦功能紊亂，無(wú)緩解康復(fù)，終至死亡為特征。 　　1.朊病毒的發(fā)現(xiàn) 　　早在300年前，人們已經(jīng)注意到在綿羊和山羊身上患的“羊搔癢癥”。其癥狀表現(xiàn)為：?jiǎn)适f(xié)調(diào)性、站立不穩(wěn)、煩躁不安、奇癢難熬，直至癱瘓死亡。20世紀(jì)60年代，英國(guó)生物學(xué)家阿爾卑斯用放射處理破壞DNA和RNA后，其組織仍具感染性，因而認(rèn)為“羊搔癢癥”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白質(zhì)。由于這種推斷不符合當(dāng)時(shí)的一般認(rèn)識(shí)，也缺乏有力的實(shí)驗(yàn)支持，因而沒(méi)有得到認(rèn)同，甚至被視為異端邪說(shuō)。1947年發(fā)現(xiàn)水貂腦軟化病，其癥狀與“羊搔癥癥”相似。以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了馬鹿和鹿的慢性消瘦?。ㄎs?。?、貓的海綿狀腦病。最為震驚的當(dāng)首推1996年春天“瘋牛病”在英國(guó)以至于全世界引起的一場(chǎng)空前的恐慌，甚至引發(fā)了政治與經(jīng)濟(jì)的動(dòng)蕩，一時(shí)間人們“談牛色變”。1997年，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)生物化學(xué)家斯坦利普魯辛納（Stanley B. Prusiner），因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了一種新型的生物——朊病毒（Piron）。 　　2.朊病毒的性質(zhì)與結(jié)構(gòu) 　　期但利普魯辛納經(jīng)過(guò)多年的研究，終于初步搞清了引起瘙癢病的病原體即阮病毒的一些特點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)阮病毒大小只有30一50納米，電鏡下見(jiàn)不到病毒粒子的結(jié)構(gòu)；經(jīng)負(fù)染后要見(jiàn)到聚集而成的棒狀體，其大小約為10～250 x 100～200納米。通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)，朊病毒對(duì)多種因素的滅活作用表現(xiàn)出驚人的抗性。對(duì)物理因素，如紫外線照射、電離輻射、超聲波以及80～100℃高溫，均有相當(dāng)?shù)哪褪苣芰?。?duì)化學(xué)試劑與生化試劑，如甲醛、羥胺、核酸酶類等表現(xiàn)出強(qiáng)抗性。 對(duì)蛋白酶K、尿素、苯酚、氯仿等不具抗性。在生物學(xué)特性上，朊病毒能造成慢病毒性感染而不表現(xiàn)出免疫原性，巨噬細(xì)胞能降低甚至滅活朊病毒的感染性，但使用免疫學(xué)技術(shù)又不能檢測(cè)出有特異性抗體存在，不誘發(fā)干擾素的產(chǎn)生，也不受干擾素作用?？傮w上說(shuō)，凡能使蛋白質(zhì)消化、變性、修飾而失活的方法，均可能使朊病毒失活；凡能作用于核酸并使之失活的方法，均不能導(dǎo)致朊病毒失活。由此可見(jiàn)，朊病毒本質(zhì)上是具有感染性的蛋白質(zhì)。普魯辛納將此種蛋白質(zhì)單體稱為朊病毒蛋白（PrP）。 　　3.朊病毒病 　　除上文提到的幾種由朊病毒引起的疾病均發(fā)生在動(dòng)物身上外，人的朊病毒病已發(fā)現(xiàn)有4種：庫(kù)魯病（Ku-rmm）、克——雅氏綜合癥（CJD）、格斯特曼綜合癥（GSS）及致死性家庭性失眠癥（FFI）。臨床變化都局限于人和動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。病理研究表明，隨著阮病毒的侵入、復(fù)制，在神經(jīng)元樹(shù)突和細(xì)胞本身，尤其是小腦星狀細(xì)胞和樹(shù)枝狀細(xì)胞內(nèi)發(fā)生進(jìn)行性空泡化，星狀細(xì)胞膠質(zhì)增生，灰質(zhì)中出現(xiàn)海綿狀病變。朊病毒病屬慢病毒性感染，皆以潛伏期長(zhǎng)，病程緩慢，進(jìn)行性腦功能紊亂，無(wú)緩解康復(fù)，終至死亡為特征。 　　對(duì)于人類而言，朊病毒病的傳染有兩種方式。其一為遺傳性的，即人家族性朊病毒傳染；其二為醫(yī)源性的，如角膜移植、腦電圖電極的植入、不慎使用污染的外科器械以及注射取自人垂體的生長(zhǎng)激素等。至于人和動(dòng)物問(wèn)是否有傳染，目前尚無(wú)定論。但有消息說(shuō)，英國(guó)已有兩位擁有“瘋牛病”牛的農(nóng)場(chǎng)主死于克——雅氏綜合癥，預(yù)示著人和動(dòng)物間有相互傳染的可能性，這有待于科學(xué)家的進(jìn)一步研究證實(shí)。由于朊病毒病目前尚無(wú)有效的治療方法，因此只能積極預(yù)防。其方法主要有： 　?、傧麥缫阎母腥旧?，對(duì)病人進(jìn)行適當(dāng)?shù)母綦x；②禁止食用污染的食物，對(duì)神經(jīng)外科的操作及器械進(jìn)行消毒要嚴(yán)格規(guī)范化，對(duì)角膜及硬腦膜的移植要排除供者患病的可能；③對(duì)有家庭性疾病的家屬更應(yīng)注意防止 　　其接觸該病。 　　4.致病機(jī)制 　　1982年普魯宰納提出了朊病毒致病的“蛋白質(zhì)構(gòu)象致病假說(shuō)”，以后魏斯曼等人對(duì)其逐步完善。其要點(diǎn)如下：①朊病毒蛋白有兩種構(gòu)象：細(xì)胞型（正常型PrPc）和搔癢型（致病型PrPsc）。兩者的主要區(qū)別在于其空間構(gòu)象上的差異。PrPc僅存在a螺旋，而PrPsc有多個(gè)β折疊存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解；②Prpsc可脅迫PrPc轉(zhuǎn)化為Prpsc，實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制，并產(chǎn)生病理效應(yīng)；③基因突變可導(dǎo)致細(xì)胞型PrPsc中的α螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，至一定量時(shí)產(chǎn)生自發(fā)性轉(zhuǎn)化，β片層增加，最終變?yōu)镻rpsc型，并通過(guò)多米諾效應(yīng)倍增致病。 　　5.研究進(jìn)展及有待解決的問(wèn)題 　　目前對(duì)朊病毒的研究側(cè)重兩個(gè)方面。其一，朊病病毒本身的分子結(jié)構(gòu)、遺傳機(jī)制、增殖方式、傳遞的種間屏障、毒株的多樣性等；其二，骯病毒病的致病機(jī)理及治療方法等。其中對(duì)有些問(wèn)題已有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。如測(cè)定了一些朊病毒蛋白分子結(jié)構(gòu)，建立了分子模型；測(cè)定了PrP基因的結(jié)構(gòu)及編碼蛋白的序列，并比較了人、倉(cāng)鼠、小鼠、綿羊、牛、水貂之間PrP的同源性均高于80％；已測(cè)定的25種非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物和人PrP序列的同源性為92.9％~99.6％；建立了朊病毒的疾病譜；1994年又發(fā)現(xiàn)了新型克一雅氏綜合癥（vCJD）；1997年WHO TSEs專家會(huì)議提出了各種人朊病毒的診斷標(biāo)準(zhǔn)，診斷方法也時(shí)有報(bào)道，如生物測(cè)定法、單克隆抗體法等；xx年2月，美國(guó)政府宣布，在用老鼠做實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，環(huán)四吡咯（cyclic tetrapyrrole）可用于治療和預(yù)防“瘋牛病”及相關(guān)疾病。 　　盡管朊病毒的研究取得了許多成績(jī)，但目前還有許多問(wèn)題尚待解決。例如，朊病毒一個(gè)感染單位是許多PrPsc分子的聚合物還是若干個(gè)PrPsc分子混合物中為數(shù)不多的某種特殊分子；PrPc和PrPsc的精確結(jié)構(gòu)及其在轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化；體外試驗(yàn)產(chǎn)主的PrPc有無(wú)感染性；毒株多樣性形成的機(jī)制；PrP的生理機(jī)能；朊病毒進(jìn)入腦的通路和其與腦病變的關(guān)系；朊病毒病的診斷標(biāo)準(zhǔn)、防治藥物、流行趨勢(shì)預(yù)測(cè)等。 　　6.朊病毒發(fā)現(xiàn)的意義 　　從理論上講，“中心 法則”認(rèn)為DNA復(fù)制是“自我復(fù)制”，即DNA～DNA，而朊病毒蛋白是PrP→PrP，是為“自他復(fù)制”。這對(duì)遺傳學(xué)理論有一定的補(bǔ)充作用。但也有矛盾，即”DNA→蛋白質(zhì)”與“蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)”之間的矛盾。對(duì)這一問(wèn)題的研究會(huì)豐富生物學(xué)有關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容；對(duì)病理學(xué)、分子生物學(xué)、分子病毒學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展至關(guān)重要，對(duì)探索生命起源與生命現(xiàn)象的本質(zhì)有重要意義。從實(shí)踐上講，其對(duì)人畜健康；為揭示與癡呆有關(guān)的疾病（如老年性癡呆癥、帕金森?。┑纳飳W(xué)機(jī)制、診斷與防治提供了信息，并為今后的藥物開(kāi)發(fā)和新的治療方法的研究奠定了基礎(chǔ)。 　　蛋白質(zhì)是構(gòu)成生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的功能是構(gòu)成機(jī)體細(xì)胞和組織，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，參加機(jī)體物質(zhì)代謝，形成抗體，增強(qiáng)免疫能力和供給熱能。每克蛋白質(zhì)可提供16．75焦耳的熱能。 　　蛋白質(zhì)供給量應(yīng)根據(jù)不同年齡、生活及勞動(dòng)環(huán)境而定。通常情況下，成人每日每公斤體重為0．8克—1克，如以攝入植物性 的不懈努力，終于完成了結(jié)晶牛胰島素的合成，標(biāo)志著世界上第一個(gè)人工合成蛋白質(zhì)的誕生。