蛋白质是由什么构成的?它是如何参与人体代谢的?
蛋白质(protein)由不同的氨基酸所形成的线性聚合物,是一种生物大分子。蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与,最重要的还是其与生命现象有关。蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者,没有蛋白质就没有生命。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与,蛋白质占人体重量的16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸(Amino acid)按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。不过在自然界中还存在着一些特殊的氨基酸。
大多数的蛋白质都自然折叠为一个特定的三维结构,这一特定结构被称为天然状态。虽然多数蛋白可以通过本身氨基酸序列的性质进行自我折叠,但还是有许多蛋白质需要分子伴侣的帮助来进行正确的折叠。在高温或极端pH等条件下,蛋白质会失去其天然结构和活性,这一现象就称为变性。生物化学家常常用以下四个方面来表示 蛋白质的结构:
蛋白质一级结构:组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。一个蛋白质是一个聚酰胺。 蛋白质二级结构:依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构,主要为螺旋和折叠。因为二级结构是局部的,不同的二级结构的许多区域可存在于相同的蛋白质分子。蛋白质三级结构:通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构,是单个蛋白质分子的整体形状。蛋白质的三级结构大都有一个疏水核心来稳定结构,同时具有稳定作用的还有盐桥 (蛋白质)、氢键和二硫键,甚至翻译后修饰。“三级结构”常常可以用“折叠”一词来表示。三级结构控制蛋白质的基本功能。蛋白质四级结构:由几个蛋白质分子(多肽链),通常称为蛋白质亚基所形成的结构,在功能上作为一个蛋白质复合体。蛋白质并不完全是刚性分子。许多蛋白质在执行生物学功能时可以在多个相关结构中相互转换。在进行功能型结构重排时,这些相关的三级或四级结构通常被定义为不同“构象”,而这些结构之间的转换就被称为“构象变换”。例如,酶的构象变换常常是由底物结合到活性位点所导致。在溶液中,所有的蛋白质都会发生结构上的动态变化,主要表现为热振动和与其他分子之间碰撞所导致的运动。 要了解特定蛋白质的功能,获得其三级结构或四级结构可以提供重要的结构信息。目前用于蛋白质的原子分辨率结构测定的方法主要是X射线晶体学和NMR光谱学。冷冻电子显微学也可以提供超大蛋白质复合物。三种显示蛋白质三维结构的方式。不同大小的蛋白质的分子表面。依次为:抗体(IgG)、血红蛋白、胰岛素、腺苷酸激酶和谷胺酰氨合成酶。蛋白质可以由三级结构的不同大致分为三个主要类别:球蛋白、纤维蛋白和膜蛋白。几乎所有的球蛋白都是水溶性的,许多球蛋白是酶。纤维蛋白多为结构性的,例如,结缔组织的主要成分胶原蛋白,或头发和指甲的蛋白质成分角蛋白。膜蛋白常常作为受体,或提供通道极性的或带电的分子通过细胞膜。蛋白质在人体中的作用
1、参与生理活动:体内的生理活动靠我们身体各个器官的协同工作才能满足我们的健康。
2、修补人体器官:人的身体由百兆亿个细胞组成,细胞可以说是生命的最小单位,它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。
3、参与二氧化碳的输送:在生命过程中,需要从空气中吸取氧气,供给全身组织,而各组织新陈代谢所产生的二氧化碳有要排出体外。
4、调节细胞渗透压:维持组织与血管之间的水分,缺少水会从细胞里往外跑造成水肿。
5、为机体制造抗体:提高抗体和免疫力,抵御各种疾病。
6、为机体制造酶:我们身体有数千种酶,每一种只能参与一种生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。
7、激素的主要原料:具有调节体内各器官的生理活性。
蛋白质是由碳、氢、氧、氮组成的。
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。
一般说,蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。
蛋白质(protein)是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。
机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.8kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸,吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。
蛋白质主要由氨基酸组成,因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式,这种运动方式是通过蛋白质来实现的,所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质,也离不开蛋白质。
人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质,它对调节生理功能,维持新陈代谢起着极其重要的作用。人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关,离开了蛋白质,体育锻炼就无从谈起。
在生物学中,蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽,然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说,它就是构成人体组织器官的支架和主要物质。
主要功能:
构造人的身体,修补人体组织:人体依靠蛋白质形成新细胞,维持组织和调节细胞功能。
人体每日摄入的蛋白质约有一部分将被转化成酶,酶是专门的“工作蛋白质”,可调节人体内的生化反应速度并使人体能够执行多种指令,如消化食物以及合成和分裂分子以形成新细胞和化学物质。 要实现这些功能,酶通常需要特定的维生素和矿物质协助。
维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。
维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。
维持体液的酸碱平衡。
免疫细胞和免疫蛋白:有白细胞、淋巴细胞,巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。
构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。
胶原蛋白:占身体蛋白质的1/3,生成结缔组织,构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等,决定了皮肤的弹性,保护大脑(在大脑脑细胞中,很大一部分是胶原细胞,并且形成血脑屏障保护大脑)
可帮助降低胆固醇水平
提供热能。
要形成人体所需的所有蛋白质,共需要 22 种不同的氨基酸。 其中 9 种是人体所必需:赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。(对婴儿来说,组氨酸也是必需氨基酸〕,即它们不能由人体合成,必须从食物中获取。
另外 13 种氨基酸,人体能够从脂肪、碳水化合物和其他氨基酸制造产生。 因此,这些氨基酸被认为是非必需的氨基酸。
食物来源:
肉类、禽类、鱼类、蛋、干酪、坚果、豆类和大豆
(将黑豆,红豆,白豆,黄豆浸泡,加小米,黑米煮
煮熟后,用搅拌机搅拌。这是有齐8种必须氨基酸的食品。搅拌后更易于吸收〕
食用量:
摄入的蛋白质有可能会过量。 保持健康所需的蛋白质含量因人而异。
普通健康成年男性或女性每公斤(2.2 磅)体重大约需要 0.8 克蛋白质。
随着年龄的增长,合成新蛋白质的效率会降低,肌肉块(蛋白质组织)也会萎缩,而脂肪含量却保持不变甚至有所增加。 这就是为什么在老年时期肌肉看似会”变成肥肉“。
婴幼儿、青少年、怀孕期间的妇女、伤员和运动员通常每日可能需要摄入更多蛋白质。
重要性:
人体处于某些疾病状态下时,很难完全消化和利用蛋白质。 这会导致废物存积在人体内的不同部位中。
肽链可长可短,两个氨基酸就可以构成二肽,不需要20个这么多。
我们通常说的20种氨基酸是指20种蛋白质氨基酸,蛋白质都由这20种氨基酸构成,但对数目和种类是没有要求的,不同数目、不同种类的氨基酸可以构成不同的蛋白质,这是形成蛋白质多样性的基础。
蛋白质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。
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。一般说,蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。
蛋白质是建造和修复身体的重要原料,人体的发育以及受损细胞的修复和更新,都离不开蛋白质。
蛋白质也能被分解为人体的生命活动提供能量。