食品化學(xué)蛋白質(zhì)

1、蛋白質(zhì),第一節(jié) 引言第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein,第一節(jié) 引言,Introduction,蛋白質(zhì)是存在于一切生物體內(nèi)最重要的成分，占活細(xì)胞干重的50％左右,元素組成:,C:50％～55％；H:6％～7％ O:20％～23％N:12％～19％ ；S:0.2％～3.0％,氨基酸組成:,20種L-（α）AA,第一節(jié) 引言,Introduction,分類:,按組成,簡(jiǎn)

2、單蛋白質(zhì)：只有AA組成,結(jié)合蛋白質(zhì)：輔基/配基,按結(jié)構(gòu),球狀蛋白質(zhì),纖維狀蛋白質(zhì),,,按功能,酶,運(yùn)輸?shù)鞍?營(yíng)養(yǎng)和貯存蛋白,收縮/運(yùn)動(dòng)蛋白,結(jié)構(gòu)蛋白,防御蛋白,,一、蛋白質(zhì)的重要生理功能,蛋白質(zhì)是機(jī)體的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，機(jī)體的每一個(gè)細(xì)胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，具有多種多樣的生物學(xué)功能：例如酶的催化作用、激素的生理調(diào)節(jié)作用、血紅蛋白的運(yùn)載作用、肌纖維蛋白的收縮作用、機(jī)體的免疫作用和膠元蛋白的支架作用等。蛋白質(zhì)不

3、僅是構(gòu)成各類細(xì)胞原生質(zhì)的主要物質(zhì)，而且核蛋白及其相應(yīng)的核糖核酸，還是遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。,修補(bǔ)組織：懷孕時(shí)，胎兒對(duì)養(yǎng)分的攝取超過母體，所以母體營(yíng)養(yǎng)狀況雖不好，但孩子尚好，可孩子攝取了蛋白質(zhì)后，母體血中的蛋白質(zhì)水平下降，將出現(xiàn)水腫，貧血加重，腹部皮膚皮下組織會(huì)被拉斷，形成一條條妊娠紋。成年以后需修補(bǔ)組織，上皮細(xì)胞不斷生長(zhǎng)，脫落，頭發(fā)、指甲長(zhǎng)了要剪掉，胃腸黏膜更新，子宮內(nèi)膜周期性脫落，受傷時(shí)更需修補(bǔ)，若修補(bǔ)時(shí)材料不足，則修補(bǔ)起來速度就會(huì)很

4、慢，材質(zhì)就會(huì)很差，如指甲變脆、變軟，皮膚沒有彈性，胃腸蠕動(dòng)不良，胃下垂，子宮后傾。蛋白質(zhì)不足，面色黃，手掌尤其指尖黃，若工作不累，手掌皮膚仍粗，則因營(yíng)養(yǎng)不良，粗皮沒法去掉；有些人粗皮總留在臉上，就是皮膚新生速度不夠，有人設(shè)法把老的皮膚磨掉，但磨幾次就過敏，所以越是營(yíng)養(yǎng)不足的人越要磨，卻又禁不起磨。,合成各種各樣的生理物質(zhì)：血液中的物質(zhì)，如輸送氧氣的RBC、抗病的WBC、白蛋白酶：三大物質(zhì)吸收、代謝，肝臟解毒等激素：腎上腺素不足，

5、白天沒精神，晚上睡不著，反應(yīng)不靈敏，有人遇到緊急情況時(shí)能產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，有些人就暈過去了；胰島素就是蛋白質(zhì)加鋅，蛋白質(zhì)不足，糖耐量會(huì)低，有的女性妊娠起糖尿病，是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)不足時(shí)，胰島素功能不良；各種抗體，運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)（運(yùn)脂蛋白質(zhì)，運(yùn)鐵蛋白質(zhì)，運(yùn)維生素A的蛋白質(zhì)等）,熱動(dòng)力學(xué)效應(yīng)（產(chǎn)熱效應(yīng)）：蛋白質(zhì)熱效應(yīng)30%，糖類、脂肪3-5%，混合性食物只有6—7%。餓過頭的人吃蛋白質(zhì)下去會(huì)不舒服，不易消化吸收，冬天覺得冷，要吃肉才會(huì)熱，吃面包效果較差

6、，身上的肌肉組織越多，產(chǎn)熱量越多，所以，蛋白質(zhì)攝入量足夠者在冷氣房?jī)?nèi)可以堅(jiān)持較久，不覺得冷。減重的人越吃容易消化吸收者，越容易胖，如吃蛋白質(zhì)食物，因在胃內(nèi)時(shí)間長(zhǎng)，不易餓，可控制血糖緩慢上升，緩慢下降，不易胖。,二、蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗,1.蛋白質(zhì)的消化胃液 (胃酸H+（pH 0.9-1.5）、Na+、K+、Cl-、)胃蛋白酶原在酸性條件下被激活，胃蛋白酶水解食物蛋白質(zhì)和多肽為寡肽小分子。進(jìn)入小腸的寡肽由胰臟分泌的蛋白酶完全水解

7、為氨基酸。 胰蛋白酶(Arg、Lys的肽鍵) 糜蛋白酶 (芳香氨基酸的肽鍵) 彈性蛋白酶 (中性氨基酸的肽鍵) 羧基肽酶A(羧基末端的肽鍵) 羧基肽酶B (Arg、Lys的肽鍵) 小腸粘膜細(xì)胞中的氨基肽酶和二肽酶,二、蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗,2. 氨基酸的吸收 主要在小腸進(jìn)行，是一種主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，需由特殊載體攜帶。 除此之外，也可經(jīng)γ-谷氨酰循環(huán)進(jìn)行。,氨基酸的來源和去路,,二、蛋白質(zhì)的消

8、化、吸收與腐敗,3.蛋白質(zhì)在腸中的腐敗：主要在大腸中進(jìn)行，是細(xì)菌對(duì)蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的分解作用，可產(chǎn)生有毒物質(zhì)。腸道細(xì)菌對(duì)未被消化的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的分解作用，稱為腐敗作用(putrefaction)，主要產(chǎn)物為NH3、胺類和一些有害物質(zhì)。,蛋白質(zhì)的消化在開始階段受胃蛋白酶的作用，但在小腸黏膜及胰液的蛋白酶的作用下，最終分解為氨基酸。 當(dāng)膳食蛋白質(zhì)來源適宜時(shí)，機(jī)體蛋白質(zhì)代謝處于動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)攝入氮量大于排出氮量時(shí)，稱為正平衡；相反

9、為負(fù)平衡。機(jī)體通過糞、尿及皮膚等一切途徑所損失的氮，是機(jī)體不可避免要消耗的氮，稱為必要的氮損失。一般成人按公斤計(jì)，每日分別從尿中排出37mg，從糞中排出12mg，皮膚3mg。 長(zhǎng)期氮的負(fù)平衡可以引起蛋白質(zhì)不足或缺乏。可因其程度不同而有不同的臨床表現(xiàn)，最常見的癥狀和體癥為疲乏、體重減輕、機(jī)體抵抗力下降、伴有血漿蛋白質(zhì)含量下降、血漿白蛋白與球蛋白比值下降等。幼兒對(duì)蛋白質(zhì)不足的反應(yīng)更加敏感，特別表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育停滯、貧血、智力發(fā)育受影響。,

10、三、蛋白質(zhì)與機(jī)體的氮平衡,蛋白質(zhì)缺乏的可能因素 (1) 攝入量不足，如食物中蛋白質(zhì)不足或胃納不佳；(2) 排出量過多，如腎臟疾?。?3) 生理需要量增加而攝食量未相應(yīng)的改變，如懷孕期未改變?cè)瓉淼氖沉浚?4) 對(duì)蛋白質(zhì)的吸收不良或肝臟合成蛋白質(zhì)的障礙；(5) 偏食的飲食習(xí)慣，酒精中毒等。人體需要22種氨基酸，較重要的有20種，大人8種必需氨基酸，小孩9種，自身不能合成，必需從食物中攝取。,四、蛋白質(zhì)缺乏的可能因素,氨基酸生理功能,甘氨酸

11、 ：核酸及核苷酸成分，組織中儲(chǔ)能，血紅蛋白及 細(xì)胞色素等的輔基絲氨酸：磷酸成分，神經(jīng)遞質(zhì)半胱氨酸：結(jié)合膽質(zhì)酸成分天冬氨酸：核酸及核苷酸成分，興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸：調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)組氨酸：神經(jīng)遞質(zhì)酪氨酸：神經(jīng)遞質(zhì)，激素，皮膚、毛發(fā)成黑色色氨酸：維生素PP, 激素，神經(jīng)遞質(zhì)，促進(jìn)平滑肌收縮鳥氨酸：促進(jìn)細(xì)胞增殖請(qǐng)列出富含上述各種氨基酸的食物,五、合理攝入不同來源蛋白質(zhì),完全蛋白質(zhì)是指包括完整的必需氨基酸，

12、比例恰當(dāng)，含量高，母乳是最好的完全蛋白質(zhì)，其次是蛋、牛奶。既維持生命，又促進(jìn)生長(zhǎng)。不完全蛋白質(zhì)或半不完全蛋白質(zhì)，指必需氨基酸含量低，或缺一二種必需氨基酸，可維持生命，不能促進(jìn)生長(zhǎng)。動(dòng)物蛋白質(zhì)較好，很多是完全蛋白質(zhì)，植物蛋白質(zhì)多為不完全蛋白質(zhì)，植物中大豆蛋白質(zhì)最好，接近完全蛋白質(zhì)。人體通過攝入的植物和動(dòng)物食品補(bǔ)充蛋白質(zhì)。植物蛋白質(zhì)主要由糧食提供，一般糧食中含有4-11%的蛋白質(zhì)，稻米含8-9%，面粉含10-11％左右。在植物中含蛋白

13、質(zhì)最豐富的食物是黃豆，100克黃豆含蛋白質(zhì)35克，豆制品含蛋白質(zhì)也都比較豐富。在動(dòng)物食品中一般瘦肉類食品蛋白質(zhì)含量在15-20%左右，魚蝦類及軟體動(dòng)物類食品中蛋白質(zhì)含量在15％—20％左右，牛奶蛋白質(zhì)含量是2.3%，雞蛋是12.8%。蔬菜、水果中蛋白質(zhì)含量一般不高，大約在3%以下。,人體吸收的是氨基酸，不是蛋白質(zhì)，然后依照人體自己的需要，自己的模板DNA來合成蛋白質(zhì)，是三大物質(zhì)中唯一按模板制造的，免疫系統(tǒng)多是蛋白質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)。人的身體不

14、會(huì)有過剩的蛋白質(zhì)，不需要就不制造了，氨基酸不會(huì)在體內(nèi)儲(chǔ)存，多余就分解產(chǎn)熱，氨基酸分解產(chǎn)熱有三種可能：1) 熱量不足；2) 品質(zhì)不好，不齊全，比例不當(dāng)；3) 氨基酸過量。所以一頓吃蛋白質(zhì)多，不代表往后幾天里就不需要吃蛋白質(zhì)。,六、合理攝入蛋白質(zhì),我國(guó)新出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)可能降低嬰兒食品中蛋白質(zhì)含量的下限。蛋白質(zhì)攝入量過多有產(chǎn)生肥胖可能性，如果蛋白質(zhì)攝入量比需要量多，會(huì)導(dǎo)致嬰兒肥胖。肉、魚、雞蛋、植物類食品中的蛋白質(zhì)構(gòu)成不同，所謂的優(yōu)質(zhì)蛋白是指其中

15、氨基酸的組成恰當(dāng)。嬰兒在攝入蛋白質(zhì)的量與質(zhì)上都要平衡，達(dá)到滿足生長(zhǎng)需要。我國(guó)嬰兒與國(guó)外嬰兒的飲食結(jié)構(gòu)不同，國(guó)外食品的蛋白質(zhì)來源是動(dòng)物性比較多。,面筋蛋白質(zhì) (gluten)小麥面筋主要由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成,并含有少量淀粉、脂肪和礦物質(zhì)等,其中麥醇溶蛋白的含量為40%, 麥谷蛋白的含量為35%,通常統(tǒng)稱為面筋蛋白質(zhì)。是用水洗去水溶性成分、淀粉等以塊狀形式保留下來的部分稱為濕麩(wet gluten),是由谷氨酸、脯氨酸和天冬氨酸和

16、少量胱氨酸組成的蛋白質(zhì)構(gòu)成。面筋蛋白質(zhì)性質(zhì)與生面團(tuán)粘彈性關(guān)系很大，因此它們?cè)诿娣壑械暮繘Q定了面粉的強(qiáng)力級(jí)別。,七、不同種類的食物蛋白質(zhì),大豆蛋白質(zhì) 大豆蛋白質(zhì)含量約為38%，是谷類食物的4～5倍，以大豆球蛋白(glycinin)為主。大豆蛋白質(zhì)的氨基酸組成的牛奶蛋白質(zhì)相近，除蛋氨酸略低外，其余必需氨基酸含量均較豐富，是植物性的完全蛋白質(zhì)，在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上，可與動(dòng)物蛋白等同。以大豆為原料的豆腐豆?jié){等制品中含有大豆球蛋白，而醬油豆醬等發(fā)酵豆

17、制品中主要是肽和氨基酸。(1) 大豆球蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值除了嬰兒以外，自2周歲到成年人，大豆球蛋白能夠滿足人體必須氨基酸的需要。(2) 大豆球蛋白的生理功能 實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)血漿膽固醇高的人，大豆球蛋白有降低膽固醇的作用；當(dāng)攝取高膽固醇食物時(shí)，大豆球蛋白可以防止血液中膽固醇升高；對(duì)于血液中膽固醇含量正常的人來說，血液中LDL/HDL的比值。,牛奶酪蛋白牛奶中含有大約3%的蛋白質(zhì)，其主要成分是叫做酪蛋白(casein)的含磷蛋白質(zhì), 在

18、乳中呈粗糙的球形膠體粒子存在。牛奶中76％為酪蛋白，18％為乳清蛋白，還有6％屬于非蛋白質(zhì)含N物。酪蛋白大約占所有乳蛋白質(zhì)的80％，酪蛋白是一種非常不均一的混合體，主要由alpha(s1)和alpha(s2)-酪蛋白、beta-酪蛋白、以及kappa-酪蛋白組成。所有酪蛋白的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是它們pH為4.6時(shí)，溶解度非常低。在結(jié)構(gòu)上，大部分酪蛋白分子的絲氨酸殘基被磷酸基酯化，磷酸基對(duì)酪蛋白膠粒的結(jié)構(gòu)有重要影響。鈣元素也與酪蛋白結(jié)合，與

19、磷元素成一定的比例。以上幾種酪蛋白約由200個(gè)氨基酸組成。,乳清蛋白,原料乳在pH＝4.6時(shí)凝固后，能從上清液中提取出蛋白質(zhì)，稱為“乳清蛋白”。這種球狀蛋白質(zhì)的水溶性比酪蛋白強(qiáng)，對(duì)熱處理比較敏感，可導(dǎo)致其變性。天然的乳清蛋白具有良好的膠凝以及攪打特性。乳清蛋白變性后，其持水能力增強(qiáng)。乳清蛋白的主要成分包括，β-乳球蛋白，α-乳清蛋白，牛血清清蛋白，以及免疫球蛋白類。β－乳球蛋白：分子量18000，162個(gè)殘基。這一族乳球蛋白一共有8個(gè)

20、變體，大約占乳清蛋白總量的一半。β-乳球蛋白含有2個(gè)內(nèi)部的二硫鍵，以及一個(gè)自由地硫醇基。構(gòu)象上包括相當(dāng)數(shù)量的二級(jí)結(jié)構(gòu)，自然狀態(tài)下以共價(jià)二聚體的形式存在，在等電點(diǎn)時(shí)（pH為3.5-5.2），二聚體進(jìn)一步聚合成八聚體，不過在pH低于3.4時(shí)，又分解為單體。α－乳清蛋白：分子量14000，123個(gè)殘基。這一類蛋白質(zhì)含有8個(gè)半胱氨酸基團(tuán)，全部形成內(nèi)部的二硫鍵，還包括4個(gè)色氨酸殘基。α－乳清蛋白具有高度規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)，以及緊密的球狀三級(jí)結(jié)構(gòu)。熱

21、變性和pH低于4.0都將導(dǎo)致結(jié)合鈣的流失。,酶,乳中含有內(nèi)源酶和外源酶，外源酶主要為嗜冷細(xì)菌產(chǎn)生的具有熱穩(wěn)定性的酶，包括脂肪酶和蛋白酶。乳中液能分離出很多種內(nèi)源酶，其中最主要的是：脂蛋白脂肪酶、血纖維蛋白溶酶、堿性磷酸酶脂蛋白脂肪酶(LPL): 一種脂肪酶，能夠?qū)⒅痉纸鉃楦视秃椭舅帷＿@種酶通常在乳漿中被發(fā)現(xiàn)，并且與酪蛋白膠粒結(jié)合。脂肪球由于有著脂肪球膜(FGM)的保護(hù)，不會(huì)被這種酶分解，不過當(dāng)存在一些輔助因子時(shí)，比如乳清脂蛋白，L

22、PL就可以進(jìn)攻脂肪球膜中的脂蛋白，因此導(dǎo)致脂解反應(yīng)。血纖維蛋白溶酶：這是一種蛋白酶。能夠分解β-酪蛋白和alpha(s2)-酪蛋白。這種酶具有很高的熱穩(wěn)定性，有時(shí)可能導(dǎo)致巴氏牛奶和UHT牛奶中產(chǎn)生苦味。在某些奶酪的制作過程中，這種酶起到了促進(jìn)成熟和風(fēng)味發(fā)展的作用，比如瑞士干酪。堿性磷酸酶：能夠分解特定的磷酸酯，產(chǎn)生磷酸以及相應(yīng)的醇。這種酶的最佳pH和溫度與其它酶不同，并不是生理值。所以這種酶在巴氏殺菌過程中就會(huì)被破壞，因此，可以通過

23、磷酸酶測(cè)試來檢驗(yàn)巴氏殺菌是否合格。,酪蛋白磷肽與鈣的吸收 酪蛋白通過胰蛋白酶分解得到的部分水解物酪蛋白磷肽比較穩(wěn)定，不易進(jìn)一步被水解，它與鈣、鐵等金屬離子具有較強(qiáng)的親和性，可形成可溶性復(fù)合體對(duì)促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)效果良好。(1) 能夠阻止小腸內(nèi)磷酸鈣的沉淀，而大豆多肽沒有這種作用。(2) 飼喂酪蛋白磷肽的大鼠對(duì)鈣的吸收率比飼喂大豆多肽的高兩倍；大鼠大腿骨的鈣沉積率(~63 %, for 45Ca)明顯高于后者(~27 %, for

24、 45Ca)。(3) 飼喂雛雞添加0.3%、1.0%和3.0%的酪蛋白磷肽與酪蛋白(飼料含鈣量為1%)十天，雞大腿骨的發(fā)育指標(biāo)和含鈣量均優(yōu)于對(duì)照組。(4) 有實(shí)驗(yàn)表明，酪蛋白磷肽對(duì)閉經(jīng)后女性這類鈣吸收率低的人群對(duì)于促進(jìn)鈣的吸收具有明顯的促進(jìn)作用。,肉類蛋白質(zhì)哺乳動(dòng)物的肌肉蛋白質(zhì)根椐它的組成部位和溶解性，大致分為肌漿蛋白(sarcoplasmic proteins) 、肌原纖維蛋白(myofibrillar roteins， 由肌球

25、蛋白和肌動(dòng)蛋白組成)、 基質(zhì)蛋白(stroma proteins)。其中肌原蛋白纖維與動(dòng)物種類，占蛋白質(zhì)的二分之一左右(48-52%)其余兩種根據(jù)動(dòng)物種類不同，在28 : 20 ~ 16 : 36 (肌漿：基質(zhì)蛋白)的范圍內(nèi)變動(dòng)。 魚肉主要蛋白質(zhì)與乳動(dòng)物肉一樣但基質(zhì)蛋白較少，肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白為主要成分。魚肉蛋白質(zhì)的一個(gè)特征是能形成凝膠體。,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of A

26、mino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（1）結(jié)構(gòu),C,,COOH,H,R,NH2,,,,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（2）分類,非極性氨基酸：丙氨酸、異亮氨酸、亮氨醒、甲硫氨酸、脯氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸,極性氨基酸,帶正電荷側(cè)鏈氨基酸：精氨酸和組氨酸,帶負(fù)電荷側(cè)鏈氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸,,,無電荷側(cè)鏈氨基

27、酸：絲氨酸、蘇氨酸,按R的極性分類,人體必需氨基酸有Lys, Phe, Val, Met, Thr, Trp, Leu及Ile八種，此外，His對(duì)于嬰兒的營(yíng)養(yǎng)也是必需的。,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（3）溶解度,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,

28、除甘氨酸外都具有旋光性。在植物或動(dòng)物組織的蛋白質(zhì)水解物中，僅發(fā)現(xiàn)Ｌ－型異構(gòu)體。,1、氨基酸的一般性質(zhì),（4）氨基酸的立體化學(xué),第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（5）氨基酸的酸－堿性質(zhì),羧基能電離成COO-和H+；氨基能接受質(zhì)子，形成銨鹽。氨基酸是兩性電解質(zhì)甘氨酸,提供質(zhì)子，可釋放質(zhì)子,提供電子對(duì)，可接受質(zhì)子,,,第二節(jié) 氨基

29、酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（5）氨基酸的酸－堿性質(zhì),在中性pH范圍，?-氨基和? -羧基都處在離子化狀態(tài)，此時(shí)氨基酸分子是偶極離子或兩性離子。,偶極離子以電中性狀態(tài)存在時(shí)的pH被稱為等電點(diǎn)（pI）,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（6）

30、氨基酸的疏水性,是指氨基酸從乙醇轉(zhuǎn)移至水中的自由能變化△G,△G0=RTlnS乙醇/S水,S乙醇------氨基酸在乙醇中的溶解度,S水------氨基酸在水中的溶解度,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,1、氨基酸的一般性質(zhì),（7）氨基酸的光學(xué)性質(zhì),芳香族氨基酸Trp、Tyr和Phe在紫外區(qū)(250～300nm)吸收光。此外，Trp和Tyr在紫外區(qū)還顯示

31、熒光。,芳香族氨基酸的紫外吸收和熒光,第二節(jié) 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì),Physicochemical Properties of Amino Acids,2、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)性,與茚三酮反應(yīng),與鄰苯二甲醛反應(yīng),第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,1、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（Primary Structure）,指氨基酸通過共價(jià)鍵（肽鍵）連接而成的線性序列(Linear Sequence),,,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)

32、構(gòu),Structure of Protein,1、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（Primary Structure）,肽鍵不同于C-N單鍵和C=N雙鍵；,肽鍵具有部分單鍵性質(zhì)同時(shí)又有雙鍵性質(zhì)；,肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)；,肽單位平面有一定的鍵長(zhǎng)和鍵角。,肽單位是剛性平面結(jié)構(gòu)；,肽單位結(jié)構(gòu)特征,,氨基酸殘基周期性的（有規(guī)則的）空間排列。主要包括螺旋結(jié)構(gòu)和伸展片狀結(jié)構(gòu)。,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,2、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（

33、 Secondary Structure）,（1）螺旋結(jié)構(gòu),? -螺旋（主要的，最穩(wěn)定的）； 310-螺旋；π-螺旋,,,,,,氫鍵,氫鍵,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,2、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（ Secondary Structure）,（2）β折疊結(jié)構(gòu),一種鋸齒形結(jié)構(gòu)。它比?螺旋較為伸展,,穩(wěn)定性：β-折疊片＞?-螺旋 β-折疊片～高變性溫度,,加熱和冷卻,,×,,?-螺旋

34、 β-折疊,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,3、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)（ Tertiary Structure）,二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊成緊密的三維結(jié)構(gòu)（多肽鏈的空間排列）,肌紅蛋白,,親水性——蛋白質(zhì)-水界面；疏水性——內(nèi)部,β-乳球蛋白,,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,4、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)（ Quaternary Struct

35、ure）,是指含有多于一條多肽鏈的蛋白質(zhì)分子的空間排列，以二聚體、三聚體、四聚體等形式存在。,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),Structure of Protein,5、穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,疏水相互作用,范德華力,二硫鍵,,,,,,氫鍵,空間相互作用,靜電相互作用,,,金屬離子,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,1、蛋白質(zhì)

36、變性的概念,由于外界因素的作用，使天然蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生了異常變化，從而導(dǎo)致生物活性的喪失以及物理、化學(xué)性質(zhì)的異常變化，不包括一級(jí)結(jié)構(gòu)上肽鍵的斷裂。,,物理性質(zhì)的改變,凝集、沉淀,流動(dòng)雙折射,粘度增加,旋光值改變,紫外、熒光光譜發(fā)生變化,化學(xué)性質(zhì)的改變,酶水解速度增加,分子內(nèi)部基團(tuán)暴露,生物性能的改變,抗原性改變,生物功能喪失,,,,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,2、蛋白質(zhì)變性現(xiàn)象,第四節(jié) 蛋白

37、質(zhì)的變性,Protein Denaturation,3、影響蛋白質(zhì)變性的因素,物理因素,（1）熱,在加熱條件下，肽鍵產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱振蕩，導(dǎo)致維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵破壞，天然構(gòu)象解體。,,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,3、影響蛋白質(zhì)變性的因素,物理因素,（2）靜水壓,壓力誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性的原因主要是蛋白質(zhì)的柔性和可壓縮性。,,,加壓25℃100～1200MPa,外壓消失,高壓導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性不會(huì)

38、損害蛋白質(zhì)中的必須氨基酸的風(fēng)味，也不會(huì)導(dǎo)致有毒化合物的形成。,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,3、影響蛋白質(zhì)變性的因素,物理因素,（3）剪切,由振動(dòng)、捏和、打擦產(chǎn)生的機(jī)械剪切能導(dǎo)致的蛋白質(zhì)變性。,（4）輻照,芳香族氨基酸殘基吸收紫外線若能量高，能打斷二硫鍵，導(dǎo)致構(gòu)象變化,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,3、影響蛋白質(zhì)變性的因素,化學(xué)因素,（1）pH,極端pH值時(shí)，

39、蛋白質(zhì)分子內(nèi)的離子基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)靜電排斥作用，促使蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生變化。,（2）有機(jī)溶質(zhì),尿素和鹽酸胍（GuHCl）,尿素和鹽酸胍優(yōu)先和變性蛋白質(zhì)結(jié)合，驅(qū)動(dòng)N→D向右移動(dòng)促進(jìn)疏水氨基酸殘基在水相中增溶，也降低了疏水相互作用,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein Denaturation,3、影響蛋白質(zhì)變性的因素,化學(xué)因素,（3）表面活性劑,SDS（十二烷基硫酸鈉），強(qiáng)有力的蛋白質(zhì)變性劑,第四節(jié) 蛋白質(zhì)的變性,Protein D