用化学的眼光分析蛋白质

1、    用化学的眼光分析蛋白质    马思涵摘 要：蛋白质是我们生活中经常听到的词汇，不论是各种营养品的广告还是各类养生节目都在突出它对人体的重要性。在中学生物课上我们开始系统的认识这一生命基础物质，学习到它是组成人体细胞和组织的重要物质，约占人体总体重的18 %。而从化学的角度来看，它只是一种比较常见有机大分子的统称，本文简单介绍了蛋白质的概念，它与化学的联系以及研究蛋白质的意义，希望给读者们提供另一种观察这一重要生命物质的视角。关键词：蛋白质;生物;化学一、蛋白质概述蛋白质是一切生命的物质基础，毫不夸张的说，没有蛋白质就没有生命。人体的每个组织，如皮

2、肤、肌肉、内脏、骨骼，甚至毛发、大脑、血液等都是由蛋白质组成的。蛋白质的种类繁多，功能多样，有很多是大家熟知的，例如核蛋白构成细胞核并影响细胞功能;免疫球蛋白具有维持机体正常运行的免疫功能。此外，我们常说的酶、激素也属于蛋白质，其中酶参与所有人体内的生化反应;激素（如生长素、肾上腺激素）可以调节生命体内各个器官的生理活性。总而言之，蛋白质在身体的正常运转中具有不可取代的作用。二、蛋白质与化学的联系（一）蛋白质的化学性质。众所周知，蛋白质的主要组成元素是c、h、o、n四种化学元素，要理解蛋白质首先就要了解组成蛋白质的基本单元结构-氨基酸，它是含有一个氨基（-nh2）、一个羧基（-cooh）和一个

3、侧链结构的有机物，最早是由法国化学家从芦笋里面分离得到的，有且仅有20多种。氨基酸在一定条件下经过脱水缩合形成肽键，而如果参与形成肽键的氨基酸个数很少，我们就把这种物质成为“肽”，当参与脱水缩合反应的蛋白质个数较多，分子量超过10000 da （dalton，道尔顿）时，我们就将其称之为蛋白质。所以蛋白质是一种有机大分子，其中c含量会超过50%，它溶于水会形成胶体，遇到浓硝酸显黄色， 富含蛋白质的物质灼烧后会有烧焦羽毛的气味，生活中可以用这种方法来区分毛料与棉料或化纤。此外，在高中课本中讲到重金属可以使蛋白质变性，所谓蛋白质变性就是指蛋白质受物理或化学因素的影响，其分子内部结构和性质发生改变，

4、分子变大，流动性变差，值得一提的是，这一理论最早是由我国的化学家提出的。（二）蛋白质参与的化学反应。正如上文提到的，蛋白质是由氨基酸通过肽键连接组成的有机高分子，氨基酸有20多种，随着排列顺序的不同会构成不同类型的蛋白质。围绕蛋白质发生的化学反应有很多，其中引起最多关注的要数酶促反应了。酶也属于蛋白质，它对特定的底物能够起到高度特异性和高效率的催化效果，是人体内各种新陈代谢活动的催化剂，例如人体内存在一种葡萄糖氧化酶，可以快速催化摄入的葡萄糖氧化分解，而如果葡萄糖氧化酶分泌不足则会导致人体内血糖含量过高，这就是糖尿病的原因。现在已经有一门专门研究酶的结构与性质、种类与活性以及酶促反应动力学与热

5、力学的酶学，此外，由于酶独特的催化性质，化学家们已经将其应用在催化有机反应方面。（三）检测蛋白质的化学方法。蛋白质是人体正常运行的重要生命物质，它在人体中的含量直接关乎人的健康与否，在医学上很多疾病的诊断都是依靠检测样本中蛋白质标记物的含量，例如血红蛋白是人体内的“货车”，是运输氧气的蛋白质，如果血红蛋白浓度减少就会诱发贫血、白化病等严重疾病。此外，随着人们生活水平的提高，市场上存在着很多营养品都打出富含蛋白质的口号。因此研究能够定性和定量检测蛋白质的技术就成为了一项有意义并且有经济前景的工作。目前检测蛋白质含量的方法主要有凯式定氮法、紫外吸收法和双缩脲法。其中凯氏定氮法检测结果比较精确，重现

6、性好，是使用最广泛的方法，它是先用浓硫酸在高温下将蛋白质分解，然后处理成游离的氨，最后再用盐酸滴定含氨溶液，通过计算盐酸的消耗量乘以蛋白质换算系数就可以获得蛋白质的含量。而紫外吸收法是根据蛋白质具有吸收紫外光的性质，形成产物的量取决于蛋白质的浓度，观察产物在540 nm处的吸光强度，将观测强度与标准曲线进行对比就可得到蛋白质的浓度。这种方法的检测结果也比较精准，并且操作简单，样品检测完还能继续使用。但在测定过程中要注意溶液ph的变化，因为蛋白质的吸收高峰会随ph值的改变而改变。三、研究蛋白质的意义人体是世界上最复杂也是最难懂的系统，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制，研究蛋白质就是在研究生命本身。了解蛋白质才能更好的利用蛋白质，了解生命的构造才能更好的保护生命，研究蛋白质在疾病的预防、延缓人体老化、治疗疾病以及延长人类寿命等方面有着不可或缺的作用。综上所述，经过无数化学家的不懈地努力，蛋白质，这一在生命体中起到重要作用的生命活性物質的神秘面纱正在逐渐被掀开，目前已经衍生出许多研究蛋白质的课题，例如蛋白质组学、蛋白质工程等等，从化学的角度分析蛋白质有助于我们理解蛋白质在人体中的物化性质和作用机理，从而帮助我们更全面高效地利用蛋白质，进一步推广蛋白质的应用范围，而不仅仅局限于健康养